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作者:龙辰;白云帆;吴益飞;吴翊;纽春萍;荣命哲;
单位:西安交通大学电气工程学院;
摘要:为了探究直流开断过程中金属氧化物压敏电阻(MOV)的老化及失效特性,搭建了MOV老化失效实验平台,研究了在重复脉冲作用下,MOV的阈值电压、泄漏电流、非线性系数以及残压的变化规律。研究发现,阈值电压U_(1mA)随冲击次数增多先上升后下降,整体变化不超过1%,泄漏电流I_(75%)随冲击次数增加接近线性增长,而非线性系数α随冲击次数增加逐步减小,且下降速度与冲击能量正相关,残压U_(res)变化小于5%。采用泄漏电流作为标准可以更直观地反映MOV的老化情况。通过分析不同能量下多次冲击后的MOV失效情况,建立了冲击能量与失效统计次数N_(50%)之间的关系。利用有限元仿真,建立了MOV失效模型,研究了微观晶粒中电流、温度及应力的分布规律以及失效阈值,并通过实验验证了失效模型的准确性。结果表明,模型在失效阈值预测方面的误差为8%,在各种能量冲击下的温度预测方面的误差均小于5%。
关键词:金属氧化物压敏电阻;;老化;;失效;;直流开断
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52377158,52025074,U2241260)