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气体放电管与其它浪涌抑制器件参数分析

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JKSEMI|  楼主 | 2020-10-13 16:55 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
气体放电管采用陶瓷密闭封装,内部由两个或数个带间隙的金属电极,充以惰性气体(氩气或氖气)构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时,气体放电管便开始放电,并由高阻变成低阻,使电极两端的电压不超过击穿电压。

1)火花间隙(Arc chopping)
为两个形状象牛角的电极,彼此间有很短的距离。当两个电极间的电位差达到一定程度时,间隙被击穿打火放电,由此将过电流释放入地。
优点:放电能力强,通流容量大(可做到100kA以上),漏电流小;
缺点:残压高(2~4kV),反应时间慢(≤100ns),有跟随电流(续流)。

2)金属氧化物压敏电阻(Metal oxside varistor)
该器件在一定温度下,导电性能随电压的增加而急剧增大。它是一种以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻。没有过压时呈高阻值状态,一旦过电压,立即将电压限制到一定值,其阻抗突变为低值。
优点:通流容量大,残压较低,反应时间较快(≤50ns),无跟随电流(续流);
缺点:漏电流较大,老化速度相对较快。

3)瞬态抑制二极管(Transient voltage suppressor)
亦称齐纳二极管,是一种专门用于抑制过电压的器件。其核心部分是具有较大截面积的PN结,该PN结工作在雪崩状态时,具有较强的脉冲吸收能力。
优点:残压低,动作精度高,反应时间快(<1ns),无跟随电流(续流);
缺点:耐流能力差,通流容量小,一般只有几百安培。

4)气体放电管(Gas discharge tube)
气体放电管可以用于数据线、有线电视、交流电源、电话系统等方面进行浪涌保护,一般器件电压范围从75~10000V,耐冲击峰值电流20000A,可承受高达几千焦耳的放电。
优点:通流量容量大,绝缘电阻高,漏电流小;
缺点:残压较高,反应时间慢(≤100ns),动作电压精度较低,有跟随电流(续流)。

各种浪涌抑制器件的共同特点为器件在阈值电压以下都呈现高阻抗,一旦超过阈值电压,则阻抗便急剧下降,都对尖峰电压有一定的抑制作用。但各自都有缺点,因此根据具体的应用场合,一般采用上述器件中的一个或者几个的组合来组建相应的保护电路。

5 气体放电管的主要参数
1)反应时间指从外加电压超过击穿电压到产生击穿现象的时间,气体放电管反应时间一般在μs数量极。
2)功率容量指气体放电管所能承受及散发的最大能量,其定义为在固定的8×20μs电流波形下,所能承受及散发的电流。
3)电容量指在特定的1MHz频率下测得的气体放电管两极间电容量。气体放电管电容量很小,一般为≤1pF。
4)直流击穿电压当外施电压以500V/s的速率上升,放电管产生火花时的电压为击穿电压。气体放电管具有多种不同规格的直流击穿电压,其值取决于气体的种类和电极间的距离等因素。
5)温度范围其工作温度范围一般在-55℃~+125℃之间。
6)电流—电压特性曲线以美国克来电子公司CG2-230L气体放电管为例。
7)绝缘电阻是指在外施50或100V直流电压时测量的气体放电管电阻,一般>1010Ω。

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