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放电管如何有效防止瞬时过电压
发布时间:2019-04-07

1、如何有效防止瞬间过电压?

在日常生活、工作中,电子线路中瞬间过电压是经常发生的。造成异常过电压的原因有雷击、电力线路和通信线路之间的偶然接触、由于误操作而导致装置的电源电压意外升高以及在开关动作过程中所出现的浪涌电压。如果不及时处理,瞬间的过电压不仅会造成半导体、集成电路以及设备内部精密元器件的损坏,而且会对人身安全造成威胁。

因此,如果电器设备要具有高的可靠性和长寿命,就必须对过电压进行有效防护。较有效地防止瞬间过电压建议您选择气体放电管。

放电管是一由电压导通的开关型器件,使用中并联在被保护设备线与线或线与地端。当外来浪涌电压未达其动作电压时,放电管呈高阻(绝缘电阻达1000MΩ以上)状态,而一旦浪涌电压达到其动作电压时,放电管内部放电间隙立即发生电击穿现象,此时放电管相当于一良导体,浪涌电压在50ns时间内即被迅速短路至接近零电压,浪涌电流被迅速导入地,从而对设备起到保护作用。当浪涌电压消失时,放电管则立即熄灭并恢复为高阻状态,静待下一次的动作。

2、陶瓷气体放电管的内部结构

陶瓷气体放电管GDT是在放电间隙内充入适当的气体介质,配以高活性的电子发射材料及放电诱导设计,通过真空钎焊而制成的一种特金瓷气体放电器件,它主要用于瞬时大电压的过电压保护。

陶瓷放电管并联在线路中,在正常情况下,放电管因其特有的高阻抗及低电容特性,对线路的正常工作几乎没有任何影响。当有异常浪涌窜入时,放电管以纳秒的速度响应,首先被击穿放电,其阻抗迅速下降,几乎呈短路状态,此时放电管将浪涌电流通过地线泄放给大地,从而保护了线路及元件。当异常浪涌消失后,放电管又迅速恢复到高阻状态,线路继续正常工作。

3、陶瓷气体放电管使用指导

①直流击穿电压VS的选择:直流击穿电压VSdc的最小值应大于可能出现的最高电源峰值电压或最高信号电压的1.2倍以上。

②在快速脉冲冲击下,陶瓷气体放电管气体电离需要一定的时间(一般为0.2~0.3μs,最快的也有0.1μs左右),因而有一个幅度较高的尖脉冲会泄漏到后面去。若要抑制这个尖脉冲,有以下几种方法:a、在放电管上并联电容器或压敏电阻;b、在放电管后串联电感或留一段长度适当的传输线,使尖脉冲衰减到较低的电平;c、采用两级保护电路,以放电管作为第一级,以TVS管或半导体过压保护器作为第二级,两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。

③冲击放电电流的选择:要根据线路上可能出现的最大浪涌电流或需要防护的最大浪涌电流选择。放电管冲击放电电流应按标称冲击放电电流(或单次冲击放电电流的一半)来计算。

④续流问题:为了使放电管在冲击击穿后能正常熄弧,在有可能出现续流的地方(如有源电路中),可以在放电管上串联压敏电阻或自恢复保险丝等限制续流,使它小于放电管的维持电流。

⑤陶瓷气体放电管因击穿电压误差较大,一般不作并联使用。

 
 
 
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