【经验】一文介绍陶瓷气体放电管的优缺点及应用领域

时间： 2021-12-25 来源：优恩半导体

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陶瓷气体放电管是防雷保护设备中应用最广泛的一种开关器件，无论是交直流电源的防雷还是各种信号电路的防雷，都可以用它来将雷电流泄放入大地。本文优恩半导体为您介绍陶瓷气体放电管的优缺点及应用领域。

图 1

陶瓷气体放电管的基本原理：

陶瓷气体放电管的基本原理就是气体放电，常用的放电管脉冲击穿电压在几百伏到一千多伏，放电管原先处于断路状态，电阻很大，电容很小，一旦脉冲过压达到放电管的脉冲击穿电压，极间的电场强度超过气体的击穿强度时，就引起间隙放电，管内气体电离，放电管导通，由原来的断路状态变为近似短路。这时放电管导通电阻很小，可以通过很大的冲击电流从而将浪涌电流泄放到地，使与放电管联接的其它器件和电路避免受到浪涌冲击而损坏。

陶瓷气体放电管的优缺点：

优点：通流容量大，极间电容小（≤3pF），绝缘电阻高（≥109Ω），基本没有漏电流；

缺点：击穿电压分散性较大（±20%），反应速度较慢（最短为0.1～0.2μs），可靠性较差，多次冲击易老化。

陶瓷气体放电管的选型：

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：

●在陶瓷气体放电管上并联电容器或压敏电阻；

●在陶瓷气体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；

●采用两级保护电路，以陶瓷气体放电管作为第一级，以TVS管或半导体放电管作为第二级，两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。

直流击穿电压Vsdc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。

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。陶瓷气体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。

陶瓷气体放电管因击穿电压误差较大，一般不作并联使用。

续流问题：为了使陶瓷气体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)，可以在陶瓷气体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。

陶瓷气体放电管的应用领域：

用于电源防雷器共模电路中将雷电流泄放入地，也可用在差模电路中与压敏电阻串联而阻断其漏电流。在信号防雷器中常用于第一级泄放浪涌电流，由于其反应速度慢，还要用第二级作限压保护。陶瓷气体放电管属于开关组件，导通时两端电压很低，不能直接用在有源电路中作差模保护。必须用时，应串联限流组件，以防导通时形成过大的电流而损坏，甚至引起火灾，浪涌过后能恢复至断路状态。

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