玻璃放電管的含義

玻璃放電管（強效放電管、防雷管）是20世紀末新推出的防雷器件，它兼有陶瓷氣體放電管和半導體過壓保護器的優(yōu)點：絕緣電阻高（≥10^8Ω）、極間電容?。ā?.8pF）、放電電流較大（最大達3 kA）、雙向?qū)ΨQ性、反應速度快（不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象）、性能穩(wěn)定可靠、導通后電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高（最高達5000V）、體積小、壽命長等優(yōu)點。其缺點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)三個系列。

隨著用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的高要求、高標準，生產(chǎn)商在進行產(chǎn)品研發(fā)設計時也隨之提高了其安全可靠性等相關標準，這也使得最終應用在產(chǎn)品端口的防護方案都是電子工程師經(jīng)過無數(shù)次設計、整改、測試完善的。而對于防護方案中所應用到的各類電路保護器件的選型，電子工程師也是慎之又慎，生怕選錯型號，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技術工程師的選型經(jīng)驗整理的精選資料，旨在教會新手工程師優(yōu)化產(chǎn)品端口防護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確定的誤差范圍內(nèi)。當其兩端電壓低于放電電壓時，玻璃放電管是一個絕緣體。當其兩端電壓升高到大于放電電壓時，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，它能以10^-9秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗ㄟ^高達千安量級的浪涌電流。

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，也能夠用作信號電路的保護；既可以用作共模保護，也能夠用作差模保護。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的最小值應大于可能出現(xiàn)的最高電源峰值電壓或最高信號電壓。

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

第三步：了解玻璃放電管的應用范圍

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

1.對電話、傳真、調(diào)制解調(diào)器、程控電話交換機、配線架、網(wǎng)絡等通信設備和數(shù)字傳輸設備，作浪涌電流保護；　　

2.傳感線上作浪涌電流保護；　　

3.有線電視（CATV）系統(tǒng)的浪涌電流保護；　　

4.用作CRT監(jiān)視器、電腦彩顯和彩電靜電保護；　　

5.轎車音頻系統(tǒng)、無線電通信設備上作靜電保護。

第四步：了解防雷過壓器件的選型要點

1）關斷電壓Vrwm的選擇。一般關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)時通過TVS的電壓，它必須小于被保護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，保護的時間不同，如600w（10/1000μs）;300W（8/20μs）；

4）極間電容的選擇。被保護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：

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根據(jù)防雷電路的設計指標來定，玻璃氣體放電管通流量需大于防雷電路設計的通流容量。

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