1一種解決 MOV 燃燒問題的方法探討關(guān)鍵詞：MOV TMOV 電流保險絲 溫度保險絲 燃燒摘要：本文主要想提供一種解決 MOV 燃燒問題的方法.前言MOV 是一種以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻元件,是一種限壓型保護(hù)器件,對電壓較敏感,當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值時,迅速導(dǎo)通,將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實(shí)現(xiàn)對後級電路的保護(hù),因此目前被廣泛應(yīng)用於電路中的過壓保護(hù)和浪湧吸收.然而由於 MOV 本身的老化或承受瞬態(tài)過電壓的多次衝擊,其漏電流會增大.當(dāng)持續(xù)的漏電流增大到一定程度時就會使 MOV 發(fā)熱擊穿導(dǎo)致短路失效,致使整個供電線路短路故障,並可能會引起著火,爆炸等威脅到人身和財產(chǎn)安全的嚴(yán)重事故.因此,在應(yīng)用 MOV 時,即要做到能防相應(yīng)等級的浪湧,又要考慮如何預(yù)防漏電流引起的燃燒.預(yù)防 MOV 燃燒方法探討一. 採用電流保險絲在應(yīng)用 MOV 時,目前為阻止 MOV 因漏電流導(dǎo)致火災(zāi),最常見的做法是在輸入級加電流保險絲作為短路保護(hù)器件.圖 1 是一整流模塊的交流輸入防雷電路.圖 1 交流輸入防雷電路其中:FA4 是輸入級電流保險絲;VAA1,VAA5 與 GSA1 組成共模避雷電路;VAA2 為差模避雷電路.這種電流保險絲的選型比較困難.電流保險絲如果規(guī)格選擇偏小,會影響 MOV 的防雷等級;選擇偏大,大的 MOV 漏電流不足以讓電流保險絲動作,但可能會導(dǎo)致 MOV 過熱2甚至出現(xiàn)著火.因此,個人認(rèn)為,採用電流保險絲的設(shè)計只能做到儘量減少 MOV 燃燒的可能,不能完全做到杜絕 MOV 燃燒.二. 採用溫度保險絲既然 MOV 的燃燒與其自身的熱量有關(guān),能不能選擇一種對溫度特別敏感且能耐一定等級的雷擊衝擊的保護(hù)器件?經(jīng)過尋找,我們發(fā)現(xiàn)廈門一家生產(chǎn)商有專門針對預(yù)防MOV 燃燒生產(chǎn)的這種保護(hù)器件-溫度保險絲.如圖 2 所示.圖 2 溫度保險絲此種溫度保險絲對溫度特別敏感,當(dāng)溫度達(dá)到其額定值時,能迅速熔斷達(dá)到保護(hù)的作用.可根據(jù)需求選擇耐不同雷擊等級及保護(hù)溫度值.溫度保險絲應(yīng)用原理如圖 3 所示12待測品 2 - - - T M O Vt 圖 3 溫度保險絲應(yīng)用原理這種溫度保險絲在應(yīng)用時,要求必須緊貼發(fā)熱體且不當(dāng)?shù)暮附訙囟葘ζ湫阅苡杏绊?因此對制程要求較高.另外,MOV 的封裝材料的導(dǎo)熱問題,使得 MOV 晶片溫度的變化不能迅速傳遞給溫度保險絲,使得阻燃保護(hù)不徹底.三. MOV 替換為 TMOV目前,為很好的解決 MOV 燃燒問題,已有廠家研發(fā)出一種新型的壓敏電阻- TMOV:熱保護(hù)型壓敏電阻.其原理就是 MOV 串接溫度保險絲 ;其結(jié)構(gòu)就是在 MOV 晶片上緊貼一個溫度保險絲再用封裝材料封裝.TMOV 確保了 MOV 與溫度保險絲間的良好的熱耦合性能.問題據(jù)說 TMOV 是專門針對解決 MOV 過熱燃燒問題的設(shè)計 .目前,我們找到兩家供應(yīng)商:興勤(Thinking), 賽 爾特(SET). 其外形如圖 4 所示.溫度保險絲MOV3A: Thinking TMOV B:SET TMOV圖 4 TMOV 形狀TMOV 是否能徹底解決 MOV 的燃燒問題以及是否能達(dá)到防雷的要求 ,下面我們將通過不同實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證.TMOV 耐壓及模擬雷擊試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 MOV 和 TMOV 在過電壓情況下的測試一. 試驗(yàn)方案1. 接線圖如圖 5 所示:Q F 1三相調(diào)壓器ABCabcABC接交流電Q F 2 R待測器件12待測品 1 - - - M O V1212待測品 2 - - - T M O Vt 圖5 接線示意圖2. 調(diào)壓器輸出只接 a,b 兩火線.3. 萬用表交流檔測量 1,2 兩點(diǎn)電壓.4. 溫度測試儀測量待測器件本體溫度.二. 測試步驟1. 電壓逐漸上升測試1.1. 將待測器件分別接入待測品 1,待測品 2 作對比測試.41.2. 為保證測試的安全,設(shè)定限流電阻 R 約為 40.1.3. 斷開 QF2,閉合 QF1,調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出為 Uab=220Vac.1.4. 記錄電壓值及待測器件本體溫度值.1.5. 閉合 QF2:1.5.1. 在達(dá)到待測器件工作電壓前,以 50V 步長調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出.每調(diào)一次,觀查並記錄待測器件本體溫度值.當(dāng)待測器件本體溫度值不再上升時,在進(jìn)行下一步測試.1.5.2. 達(dá)到待測器件工作電壓後,以小於等於 10V 步長調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出.每調(diào)一次,觀查並記錄待測器件本體溫度值.當(dāng)待測器件本體溫度值不再上升時,再進(jìn)行下一步測試.1.5.3. 當(dāng)待測器件本體溫度達(dá)到約 100時,即可取消待測器件本體溫度的測試內(nèi)容.此時調(diào)節(jié)電壓時須緩慢並時刻關(guān)注待測器件,需注意待測器件是否出現(xiàn)冒煙,燃燒或炸裂現(xiàn)象,2. 瞬間加電壓測試2.1. 將待測器件分別接入待測品 1,待測品 2 作對比測試.2.2. 為保證測試的安全,設(shè)定限流電阻 R 約為 40.2.3. 閉合 QF1,調(diào)節(jié)調(diào)壓器 Uab 輸出為不同值後再分別閉合 QF2.2.3.1. 每次閉合 QF2 後,需注意觀察待測器件是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象並記錄電壓值及待測器件本體溫度穩(wěn)定值.2.3.2. 待待測器件本體溫度穩(wěn)定後,即可斷開 QF2,間隔約 1 分鐘後方可進(jìn)行下一個電壓等級的測試.三. 測試結(jié)果1. 電壓逐漸上升測試1.1. TMOV 的測試1.1.1. Thinking 樣品:TVT14471,最大連續(xù)工作電壓:300VAC.測試結(jié)果參見表 1,測試圖片參見圖 6.U12（V） 溫度( ) 現(xiàn)象250V 19.8 無異常300V 19.8 無異常350V 19.8 無異常400V 19.8 無異常430V 47 無異常440V 85 無異常445V 170 溫度保險絲斷開,無冒煙打火花現(xiàn)象表 1 Thinking TMOV TVT14471 電壓逐漸上升測試5圖五：Thinking TMOV TVT14471 電壓逐漸上升測試1.1.2. SET 樣品 2: M15S471T136,最大連續(xù)工作電壓:300VAC.測試結(jié)果參見表 2,測試圖片參見圖 7.U12（V） 溫度( ) 現(xiàn)象300V 18.3 無異常350V 18.3 無異常400V 18.3 無異常415V 20.6 無異常420V 77.5 無異常425V 106 無異常430V 142 溫度保險絲斷開，無冒煙打火花現(xiàn)象表 2 SET TMOV M15S471T136 電壓逐漸上升測試圖 7：SET TMOV M15S471T136 電壓逐漸上升測試1.2. MOV 的測試Thinking 樣品: TVR14471,最大持續(xù)工作電壓 300VAC.測試結(jié)果參見表 3,測試圖片參見圖 7.Thinking TMOVSET TMOV6U12（V） 溫度() 現(xiàn)象250V 18.3 無異常300V 18.3 無異常350V 18.3 無異常360V 33.4 無異常370V 持續(xù)冒白煙。表 3 Thinking TVR14471 電壓逐漸上升測試圖7 Thinking TVR14471電壓逐漸上升測試2. 瞬間加電壓測試2.1. TMOV 的測試2.1.1. Thinking 樣品:TVT14471,最大連續(xù)工作電壓:300VAC.測試結(jié)果參見表 4.U12（V） 溫度() 現(xiàn)象250V 18.3 無異常300V 18.3 無異常350V 18.3 無異常380V 92 無異常400V 150 Fuse 跳開，無冒煙打火花現(xiàn)象表 4 Thinking TVR14471 瞬間加電壓測試2.1.2. SET 樣品 A:M15S431T136,最大連續(xù)工作電壓:275V.測試結(jié)果參見表 5.U12（V） 溫度() 現(xiàn)象250V 19.1 無異常300V 19.1 無異常350V 19.1 無異常380V 170 冒煙半秒，瞬間打了一下火花，然後保險絲跳開。7表 5 SET M15S431T136 樣品 A 瞬間加電壓測試2.1.3. SET 樣品 B:M15S431T136,最大續(xù)工作電壓： 275V.測試結(jié)果參見表 6.U12（V） 溫度() 現(xiàn)象250V 19.1 無異常300V 19.1 無異常350V 19.1 無異常375V 170 冒煙現(xiàn)象，打了一下火花，然後保險絲跳開。表 6 SET M15S431T136 樣品 B 瞬間加電壓測試2.2. MOV 的測試2.2.1. 舜全樣品:CNR14471,最大連續(xù)工作電壓:300VAC.測試結(jié)果參見表 7, 測試圖片參見圖 8.U12（V） 溫度() 現(xiàn)象250V 18.3 無異常300V 18.3 無異常350V 18.3 無異常380V 40 無異常400V 180 持續(xù)冒白煙。表 7 舜全 CNR14471 瞬間加電壓測試圖 8 舜全 CNR14471 瞬間加電壓測試2.2.2. Thinking 樣品:TVR14561,最大連續(xù)工作電壓 :350VAC.測試結(jié)果參見表 8.U12（V） 溫度() 現(xiàn)象350V 17.6 無異常400V 17.6 無異常450V 17.6 無異常470V 36 無異常480V 60 無異常8490V 持續(xù)冒白煙表 8 Thinking TVR14561 瞬間加電壓測試四. 總結(jié):對於 MOV,不管是持續(xù)加高電壓還是瞬間加高電壓測試,都會有冒煙的現(xiàn)象（出於安全考慮,我們採取了限流的措施.實(shí)際現(xiàn)場,熱擊穿電流將會繼續(xù)增加,結(jié)果就有可能是著火,炸裂等危害事故發(fā)生）.對於 TMOV,興勤的 TMOV 不管是持續(xù)加高電壓還是瞬間加上高電壓,都已經(jīng)沒有冒白煙和炸裂的現(xiàn)象,最後的損壞都是外觀無損,內(nèi)部的溫度保險絲熔斷;賽爾特的TMOV,如果持續(xù)加高電壓也沒有冒煙燃燒的情況,但是瞬間加高電壓,還會有瞬間少許冒煙的現(xiàn)象,約持續(xù)半秒左右,其最後的損壞也都是外觀無損,內(nèi)部的溫度保險絲熔斷.實(shí)驗(yàn)二:模擬雷擊測試一. 測試說明:YD1235.2-2002通信局（站）低壓配電系統(tǒng)用電湧保護(hù)器測試方法中要求以最大衝擊電流（8/20uS 波形）衝擊MOV一次或兩次,壓敏電壓變化仍然在10%以內(nèi)為符合要求.本測試中我們加嚴(yán)了測試,要求防雷試驗(yàn)室測試MOV和TMOV正負(fù)各5次或被測試品損壞即止.二. 測試結(jié)果1. TMOV的測試1.1. Thinking TMOV樣品1: TVT14561-1測試要求:在 1#TMOV 試品兩極間衝擊電流 IN=8KA,正負(fù)極性各 5 次或被測試品損壞後,且每次衝擊時間間隔 1min,記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)於下表.試品型號 波頭時間(s) 波尾時間(s) 電流峰值(KA) 測試結(jié)果 波形標(biāo)號 備註7.10 21.40 7.10 PASS G029936.75 21.44 7.21 PASS G029947.35 21.08 8.98 PASS G029957.35 20.92 8.21 PASS G029967.30 20.92 7.97 PASS G029977.20 21.04 -8.24 PASS G029987.40 21.12 -8.25 PASS G02999TVT14561-17.45 21.48 -8.01 損壞 G03000波形參照附錄91.2. Thinking TMOV樣品2: TVT14561-2測試要求:在 2# TMOV 試品兩極間衝擊電流 IN=8KA,正負(fù)極性各 5 次或被測試品損壞後,且每次衝擊時間間隔 1min,記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)於下表.試品型號 波頭時間(s) 波尾時間(s) 電流峰值(KA) 測試結(jié)果 波形標(biāo)號 備註7.50 20.92 7.91 PASS G030067.35 20.88 7.95 PASS G030077.40 21.08 8.00 PASS G030087.45 21.00 8.00 PASS G030097.60 20.84 8.05 PASS G030107.35 20.96 -8.02 PASS G030017.45 20.92 -7.96 PASS G030027.35 20.88 -7.88 PASS G030037.35 20.92 -7.96 PASS G03004TVT14561-27.45 20.96 -7.98 PASS G03005波形參照附錄1.3. Thinking TMOV樣品3: TVT14471測試要求:在 3# TMOV 試品兩極間衝擊電流 IN=8KA,正負(fù)極性各 5 次或被測試品損壞後,且每次衝擊時間間隔 1min,記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)於下表.試品型號 波頭時間(s) 波尾時間(s) 電流峰值(KA) 測試結(jié)果 波形標(biāo)號 備註7.35 20.76 8.42 PASS G030117.45 20.92 8.11 PASS G030127.30 20.84 8.02 PASS G030137.35 20.96 7.93 PASS G03014TVT144717.40 21.88 7.94 損壞 G03015波形參照附錄1.4. SET TMOV樣品7: M15S471T136測試要求:在 7#TMOV 試品兩極間衝擊電流 IN=10KA,正負(fù)極性各 5 次或被測試品損壞後,且每次衝擊時間間隔 1min,記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)於下表.試品型號 波頭時間(s) 波尾時間(s) 電流峰值 (KA) 測試結(jié)果 波形標(biāo)號 備註7.30 20.88 10.00 PASS G03026M15S471T136 7.15 20.88 9.85 開路 G03027波形參照附錄101.5. SET TMOV樣品8: M15S511T136測試要求:在 8#TMOV 試品兩極間衝擊電流 IN=10KA,正負(fù)極性各 5 次或被測試品損壞後,且每次衝擊時間間隔 1min,記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)於下表.試品型號 波頭時間(s) 波尾時間(s) 電流峰值 (KA) 測試結(jié)果 波形標(biāo)號 備註7.30 20.88 9.90 PASS G030287.55 21.04 9.89 PASS G030297.30 20.96 10.01 PASS