前言
文档版本：V1.0
编制目的：规范硬件电路中压敏电阻的选型、电路设计、PCB布局、可靠性降额及测试验证，用于电源端口浪涌/过电压防护设计，规避MOV过热、短路起火、器件损坏等风险。
适用范围：AC-DC、DC-DC板级电源输入端口，差模/共模浪涌抑制；不适用于高速信号ESD保护、持续工频过压保护场景。参考标准：GB/T 10194、IEC 61051、IEC 61000-4-5
1 术语与定义
压敏电压V1mA：直流1mA测试电流下，压敏电阻两端电压，选型核心参数。
最大钳位电压Vc（残压）：规定浪涌电流流过MOV时器件两端峰值电压；后端器件耐压必须大于该值。
通流容量Ipp：8/20μs雷电浪涌波形下，MOV单次可承受最大浪涌电流。
漏电流IL：0.83倍V1mA电压下的静态漏电流，反映器件老化程度。
寄生电容C：MOV两极间电容，尺寸越大电容越高，高频下会造成信号衰减。
能量耐量W：MOV单次浪涌可吸收的最大能量，单位J。
热脱扣MOV：内置温度保险丝的压敏电阻，过热时断开回路，防止起火。
2 选型核心参数设计准则
2.1 压敏电压 V1mA 选取
基本原则：正常稳态工作下MOV几乎无漏电流，不动作；浪涌来时快速钳位。
- 交流AC端口：V1mA ≥ 1.5 × Vac(rms)
例：AC220V输入，Vac(rms)=220V，计算得≥330V，工程常规选用390V（14D391K）。
- 直流DC端口：V1mA ≥ (1.3~1.5) × Vdc(max)
例：DC24V电源，最大工作电压28V，计算≥36.442V，选用07D471K。降额要求：稳态最高 工作电压 ≤ 0.8 × V1mA
2.2 最大钳位电压 Vc（残压）
被保护器件的最大耐压必须 ＞ MOV在预期浪涌电流下的残压Vc。
注意：残压远高于压敏电压，是评估后端芯片安全的关键指标，不可仅看V1mA。
2.3 通流容量 Ipp
采用8/20μs浪涌波形评估（IEC61000-4-5电源端口标准浪涌）。
选型原则：MOV标称通流容量 ≥ 电路预期浪涌电流；
降额设计：实际浪涌电流 ≤ 0.7 × MOV标称通流。
同系列MOV：直径尺寸越大，通流能力越强：05D＜07D＜10D＜14D＜20D＜25D。
2.4 漏电流 IL
常温下为nA级；高温、工作电压接近V1mA时漏电流急剧上升。
工程判定：浪涌冲击后复测漏电流，若大幅增大，代表器件老化失效。
2.5 寄生电容C
低频电源端口：寄生电容无影响；
高频信号线路：禁止使用MOV，寄生电容会造成信号衰减，改用TVS管。
2.6 能量耐量W
浪涌持续时间较长时，必须校核MOV能量耐量；
浪涌能量不得超过器件额定能量，否则MOV击穿损坏。
3 电路设计规则
3.1 失效防护设计（强制项）
MOV典型失效机理：多次浪涌冲击老化→漏电流持续增大→发热→低阻短路。
普通保险丝只能保护大电流短路，无法保护MOV缓慢发热老化失效。
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市电AC输入回路：优先选用带一体化热脱扣的MOV，过热时切断回路，防止起火；
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若无热脱扣MOV，必须单独串联温度保险丝，温度保险丝紧贴MOV本体；
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器件阻燃等级≥V0。
3.2 MOV串并联设计
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并联MOV仅允许同型号、同批次、同尺寸MOV并联，用于提升总通流能力；风险：器件参数离散，电流分配不均，单颗器件提前老化；工程优先选用单颗大通流MOV，尽量避免并联。
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串联MOV用于提升总压敏电压；串联必须并联均压电阻，否则电压分配不均，单颗MOV过压损坏；工程极少采用。
3.3 多级防雷组合方案（共模+差模）
一级防护（泄放大能量浪涌）：气体放电管GDT；
二级防护（钳位残压）：MOV；
三级精细钳位：TVS管；
典型拓扑：GDT（L-PE、N-PE） + MOV（L-N） + TVS（后端芯片电源）。
4 PCB布局规范
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MOV尽可能靠近输入端口，缩短浪涌泄放回路走线，减小引线电感；引线电感会抬高浪涌残压，降低保护效果；
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MOV至被保护器件走线短而粗；浪涌回路面积最小化；
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热脱扣元件紧贴MOV本体，保证温度快速传递；
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高压区域严格遵守安规爬电、电气间隙要求；MOV下方可铺铜用于散热；
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MOV与后端敏感电路禁止长距离走线，长走线会再次耦合感应过电压。
5 器件选型取舍（MOV / TVS / GDT）
**MOV：**浪涌能量吸收能力强，成本低；残压偏高、寄生电容大、存在老化特性；适用电源端口8/20μs雷电浪涌防护。
**TVS：**响应快、残压低；可承受浪涌能量小；适用ESD防护、低压信号/小功率电源端口。
**GDT：**寄生电容极低，耐压高；响应慢，存在工频续流风险；适用共模一级防雷，L-PE、N-PE。
6 禁止使用场景
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存在持续工频过电压的工况：MOV持续漏电，发热烧毁；
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高速信号线路：寄生电容造成信号失真；
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ESD防护场景：MOV响应速度、钳位能力不足，优先TVS；
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精密低压芯片电源保护：MOV残压过高，易损坏后端器件。
7 可靠性降额规范（强制）
稳态工作电压：最高工作电压 ≤0.8×V1mA；备注：高温环境进一步降低。
浪涌电流：实际浪涌电流 ≤0.7×标称通流；备注：8/20μs波形。
环境温度：＞60℃需额外降额；备注：温度升高加速MOV老化。
浪涌冲击次数：需评估产品全生命周期浪涌冲击次数；备注：多次冲击后V1mA衰减、漏电流上升。
8 测试验证项目
硬件设计阶段及样品阶段必须完成以下验证：
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静态参数测试：压敏电压V1mA、常温漏电流IL；
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浪涌冲击测试：IEC61000-4-5，8/20μs浪涌波形，按产品等级施加；
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冲击后复测：V1mA及漏电流，评估器件漂移老化；
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热老化试验：高温长期通电，监测漏电流变化；
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失效安全测试：MOV短路失效，验证热脱扣/保护回路动作，无起火风险。
9 选型检查表（可直接用于评审）
☐ 压敏电压V1mA满足稳态电压要求，完成电压降额核算
☐ 浪涌通流容量满足预期浪涌，浪涌电流降额核算完成
☐ MOV残压Vc小于后端器件最大耐压
☐ AC高压回路配置热脱扣保护，阻燃等级≥V0
☐ PCB走线短粗，浪涌回路面积最小，安规间隙满足
☐ 确认应用场景，非高速信号/ESD场景
☐ 校核浪涌能量，不超过MOV额定能量
☐ 样品计划安排浪涌冲击、老化验证
10 附录：典型选型示例
示例1：AC220V市电输入，L-N差模防护工作电压：AC220Vrms，峰值311V选型型号：14D391K（带热脱扣版本优先）参数：V1mA=390V；8/20μs通流4.5kA；L-G、N-G可搭配GDT做共模防护。
示例2：DC24V直流电源输入最大工作电压28V选型型号：07D471K参数：V1mA=47V；用于直流端口浪涌抑制；低压场景需评估残压是否满足后端芯片耐压。