玻璃放電管的含義

玻璃放電管（強(qiáng)效放電管、防雷管）是20世紀(jì)末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容?。ā?.8pF）、放電電流較大（最大達(dá)3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導(dǎo)通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達(dá)5000V）、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是直流擊穿電壓分散性較大（±20%）。按它的8/20μs波脈沖放電電流IPP的大小分為SCC(3kA)、SCB(1kA)、SCA(500A)三個(gè)系列。

隨著用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)商在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)也隨之提高了其安全可靠性等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這也使得最終應(yīng)用在產(chǎn)品端口的防護(hù)方案都是電子工程師經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次設(shè)計(jì)、整改、測(cè)試完善的。而對(duì)于防護(hù)方案中所應(yīng)用到的各類電路保護(hù)器件的選型，電子工程師也是慎之又慎，生怕選錯(cuò)型號(hào)，造成不必要的電路損 壞。本篇是碩凱電子小編根據(jù)碩凱電子股份有限公司的FAE技術(shù)工程師的選型經(jīng)驗(yàn)整理的精選資料，旨在教會(huì)新手工程師優(yōu)化產(chǎn)品端口防護(hù)方案的玻璃放電管選型技巧。

第一步：了解玻璃放電管的工作原理

玻璃放電管由封裝在充滿惰性氣體的玻璃管中相隔一定距離的兩個(gè)電極組成。其電氣性能基本上取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離，中間所充的氣體主要是氖或氬, 并保持一定壓力,電極表面涂以發(fā)射劑以減少電子發(fā)射能。這些措施使得動(dòng)作電壓可以調(diào)整(一般是200伏到幾千伏)，而且可以保持在一個(gè)確定的誤差范圍內(nèi)。當(dāng)其兩端電壓低于放電電壓時(shí)，玻璃放電管是一個(gè)絕緣體。當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時(shí)，產(chǎn)生弧光放電，氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗, 使其兩端電壓迅速降低。玻璃放電管受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10^-9秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，通過(guò)高達(dá)千安量級(jí)的浪涌電流。

第二步：了解玻璃放電管的使用方法

①玻璃放電管既可以用作電源電路的保護(hù)，也能夠用作信號(hào)電路的保護(hù)；既可以用作共模保護(hù)，也能夠用作差模保護(hù)。但只能用在浪涌電流不大于3kA的地方。

②直流擊穿電壓VS的選擇：直流擊穿電壓VS的最小值應(yīng)大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號(hào)電壓。

③在有可能出現(xiàn)續(xù)流的地方（如電源電路）使用時(shí)，必須串連限流電阻或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，避免玻璃放電管擊穿后長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而破壞。

第三步：了解玻璃放電管的應(yīng)用范圍

主要應(yīng)用于:有線電視，鐵路通信，安防等設(shè)備中，以防止設(shè)備受過(guò)壓沖擊和雷電閃擊而損壞。主要用于防止浪涌電流或者過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成損壞?！　?/span>

1.對(duì)電話、傳真、調(diào)制解調(diào)器、程控電話交換機(jī)、配線架、網(wǎng)絡(luò)等通信設(shè)備和數(shù)字傳輸設(shè)備，作浪涌電流保護(hù)；　　

2.傳感線上作浪涌電流保護(hù)；　　

3.有線電視（CATV）系統(tǒng)的浪涌電流保護(hù)；　　

4.用作CRT監(jiān)視器、電腦彩顯和彩電靜電保護(hù)；　　

5.轎車音頻系統(tǒng)、無(wú)線電通信設(shè)備上作靜電保護(hù)。

第四步：了解防雷過(guò)壓器件的選型要點(diǎn)

1）關(guān)斷電壓Vrwm的選擇。一般關(guān)斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%；

2）鉗位電壓VC的選擇。 VC是指在ESD沖擊狀態(tài)時(shí)通過(guò)TVS的電壓，它必須小于被保護(hù)電路的能承受的最大瞬態(tài)電壓；

3）浪涌功率Pppm的選擇。不同功率，保護(hù)的時(shí)間不同，如600w（10/1000μs）;300W（8/20μs）；

4）極間電容的選擇。被保護(hù)元器件的工作頻率越高，要求TVS的電容要越小。

第五步：了解玻璃放電管選型要點(diǎn)：

1.直流擊穿電壓要高于用戶的正常工作電壓。

2.玻璃放電管的通流量應(yīng)根據(jù)防雷電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)來(lái)定，玻璃氣體放電管通流量需大于防雷電路設(shè)計(jì)的通流容量。

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