关于浪涌防护,我们一般使用TVS和压敏电阻会比较多,气体放电管相对来说会用的比较少,瞬态电压抑制器又称TVS,它们基于雪崩二极管和齐纳二极管原理而来。TVS二极管由半导体制成,其材料通常是硅,n掺杂区域和p掺杂区域之间会形成PN结。TVS器件通过正向偏置和反向偏置击穿导通来泄放浪涌电压提供保护。压敏电阻的全称是金属氧化物压敏电阻,又叫MOV,氧化锌压敏电阻陶瓷是以氧化锌为主体材料,通过添加多种其它微量元素,用传统电子陶瓷工艺制成的多晶半导体器件,压敏电阻内部形成复杂的并联和反并联二极管阵列。在较高电压下,单个二极管开始导通,压敏电阻的电阻急剧下降。气体放电管:它们通常由陶瓷体形成,陶瓷体中填充着含有氖气和氩气的气体混合物以及两个或多个电极。当电极两端的电压超过指定值时,管内会发生电弧,从而提供低电流路径。 GDT的保护速度会比较慢,压敏电阻居中,TVS的保护速度是最快的,就保护精度来说,GDT的保护精度会居中,压敏电阻最差,TVS的保护精度是最好的,通流能力,也就是保护功率来说,GDT最大,压敏电阻居中,TVS的保护功率最差,可靠性来说TVS最好,经过多次保护对其寿命几乎没有影响,但是GDT和压敏电阻保护次数有限,超过一定次数可能就失效了从而使产品失去防护。 气体放电管工作原理类似于并联开关的瞬时关闭,释放浪涌电流并保护后端的电子电路。有人可能会说,在直流系统中实现TVS保护的最简单方法是使用旁路电容器和串联电感器,也就是把高频信号旁路到地,并从干扰源阻断。在低压直流电源系统中,有时候需要针对总线进行小浪涌提供保护,此时采用电容,电感的方案会比较有效。当然了,简单的撬棍电路也可以以非常低的漏电流和非常少的总占用面积在这些系统中提供保护,撬棍电路是一种电源保护电路,当电压或电流超出限定范围时能够快速切断电源。 但是当我们需要防止非常高的电压,比如超过几百V时,并联电容器或RC电路在PCB的防护中就很快变得不足,因为这需要具有较高耐电压的电容器。一般来说电容器的耐电压与电容容值是成比例的,因此我们就会发现响应时间,等于等效的RC时间常数,将同步变得太大,这就会导致保护器件无法在过电压在系统中产生大电流之前就抑制瞬态电压浪涌。 气体放电管更适合衰减非常大的浪涌电流。这允许大瞬态电流通过非常低的阻抗路径传递到地。这基本上等同于转移了过电压产生的电流,使其不进入控制系统电路。应注意气体放电管选型时的击穿电压应大于最大工作电压,否则会影响电路的正常运行。气体放电管脉冲击穿电压与浪涌电压上升速率有关。一般来说从上升速率越高,GDT的击穿电压越高。
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