10D820K压敏电阻应用领域电路设计及数据手册

semiwell

2 天前

10D：芯片直径为10mm，通流容量较大，能承受较高的瞬间浪涌电流。
820K：标称电压为82V（820 * 10^1），电压误差为K档（±10%）。即其压敏电压范围为 74V 到 90V。

其核心特性是：当两端电压低于82V时，呈现高阻抗（近乎开路）；当电压超过其钳位电压（约135V-150V）时，阻抗急剧下降，将电流旁路，从而保护后级电路。

一、主要应用领域

基于其82V的压敏电压，10D820K 主要用于交流220V电源系统的浪涌防护。

220VAC单相电源输入端口
- 最经典的应用：中国、欧洲等地的市电电压为220VAC，其峰值电压约为 220V * √2 ≈ 311V。考虑到电网波动（+10%），峰值可能达到约342V。
- 选型依据：压敏电阻的持续工作电压应略高于线路可能出现的最大持续电压。82V压敏电阻用于相线（L）对零线（N）之间显然不对。实际上，在单相220V系统中，它通常用于 “线对地（L-PE/N-PE）” 或作为三级防护中的一级，与气体放电管等配合。但更常见的是，在开关电源设计中，它会用于经过保险丝和NTC后的直流高压母线处。
- 关键点：在交流整流滤波后，直流母线电压约为220V * 1.414 ≈ 311V。选择压敏电阻时，其压敏电压值应大于此直流电压。82V显然远小于311V，因此 10D820K 不能直接并联在交流输入端L-N之间。
开关电源的直流母线过压保护
- 这才是10D820K最典型的使用场景：在220V输入、输出功率几百瓦以内的开关电源中。
- 电路位置：位于输入保险丝、EMI滤波器、整流桥之后，与大电解电容并联。
- 工作原理：整流滤波后的直流电压约311VDC。当有雷击浪涌或操作过电压从电网窜入时，其能量经过前级部分衰减，到达直流母线。此时，10D820K被击穿，将高压脉冲的能量吸收，防止高压损坏后端的开关管（MOSFET）和PWM控制器。
设备内部的直流电路板级防护
- 用于保护工作电压在48V-60V左右的直流供电线路，防止感应雷击或感性负载切换产生的浪涌。例如通信设备、工业控制板的电源入口。

二、电路设计要点与典型电路

1. 基本应用电路图（以开关电源为例）

text

~220VAC ---> [FUSE] ---> [NTC] ---> [EMI Filter] ---> [BRIDGE RECTIFIER] ---> +VDC
                                                                      |
                                                                     [C_bulk] (大电解电容，如100uF/400V)
                                                                      |
                                                                     [MOV] <--- 10D820K 压敏电阻
                                                                      |
                                                                     GND
                                                                      |
                                                                    [To PWM & MOSFET]

FUSE（保险丝）：必需。当压敏电阻失效（如长期过载导致热击穿）时，会近似短路，保险丝应及时熔断，防止起火。
NTC：限制开机瞬间的浪涌电流，也间接保护压敏电阻和整流桥。
C_bulk：大电解电容，与MOV配合吸收高频能量。

2. 设计注意事项

电压选型验证：确保压敏电阻的 最大持续工作电压（AC/DC） 大于其所在电路点的 最大稳态电压。对于311VDC的母线，应选用压敏电压在470V-560V（如14D561K）左右的MOV。因此，10D820K用在311VDC母线上是不合适的，它会被持续击穿而很快损坏。 它更适用于低压直流侧。请再次确认您的应用电路稳态电压是否真的低于70V。
- 正确选型公式（直流线路）： V1mA(min) ≥ (1.1 ~ 1.2) * Vdc_working
- 正确选型公式（交流线路）： V1mA(min) ≥ (1.8 ~ 2.2) * Vac_rms
通流容量（10D）：10mm芯片，通常能承受单次8/20μs波形约4000A-6000A的冲击电流。设计时应根据预期的浪涌等级（如IEC 61000-4-5 Level）来选择。对于一般设备电源端口，能满足4kV/2kA（组合波）的测试要求。
布局与布线
- 引线要短、粗、直：长的引线会增加寄生电感，导致钳位电压升高，保护效果变差。应紧贴被保护线路安装。
- 地线回路面积要小：形成低阻抗的泄放路径。
老化与安全
- 寿命与降额：多次小浪涌或单次大浪涌都会使压敏电阻性能逐渐劣化（压敏电压下降，漏电流增大）。设计时应留有充足余量。
- 失效模式：通常为短路。必须搭配热熔型（热脱离）压敏电阻或在MOV前串联温度保险丝（Thermal Fuse），并与防火外壳配合使用，确保失效时安全开路，无火灾风险。这是安规（如UL）的关键要求。
- 并联使用：如需增大通流能力，可并联同型号MOV，但需筛选参数一致性，否则电流分布不均。
与前级防护器件的配合
- 在完整的电源端口防护电路中（如I类防雷），10D820K可能作为第二级或第三级防护。
- 典型三级防护：气体放电管（GDT，泄放大部分能量） -> 压敏电阻（MOV，钳位电压） -> TVS（瞬态抑制二极管，精细保护）。
- 各级之间需要利用线路电感或退耦器件（如电阻、电感）进行能量配合，确保MOV能有效动作。

三、总结与选型核对清单

核对稳态电压：确认应用点的最高持续工作电压（直流或交流峰值） 是否低于10D820K的最大允许电压（约AC 50V / DC 65V）。如果高于此值，请选择更高压敏电压的型号（如14D471K用于220VAC输入）。
预估浪涌能量：根据产品标准（如IEC/GB）或使用环境，确定需要防护的浪涌等级，确保10D的通流能力足够。
设置安全机构：必须配备保险丝和热脱离装置。
优化PCB布局：确保浪涌泄放路径短而宽。
考虑环境因素：高温环境下需对功率和寿命进行降额

电性参数

封装尺寸

10D820K压敏电阻应用领域电路设计及数据手册

一、主要应用领域

二、电路设计要点与典型电路

1. 基本应用电路图（以开关电源为例）

2. 设计注意事项

三、总结与选型核对清单

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