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陶瓷气体放电管是一种电子器件#xff0c;其工作原理基于气体放电现象。这种管子的内部填充了一种特定的气体#xff0c;通常是氖气或氩气。当管子两端施加足够的电压时#xf… 贴片陶瓷气体放电管 GDT工作原理GDT主要特性参数典型电路压敏电阻与 TVS 管的区别 GDT工作原理
陶瓷气体放电管是一种电子器件其工作原理基于气体放电现象。这种管子的内部填充了一种特定的气体通常是氖气或氩气。当管子两端施加足够的电压时气体会发生放电现象。通过改变电子粉、导电带、气体放电间隙以及中间的惰性气体可以改变陶瓷气体放电管的电性参数。 当其两端电压升高到大于放电电压时产生弧光放电气体电离放电后由高阻抗转为低阻抗使其两端电压迅速降低大约为20~50V。
GDT主要特性参数
气体放电管主要参数 1反应时间指从外加电压超过击穿电压到产生击穿现象的时间气体放电管反应时间一般在μs 数量极。 2功率容量指气体放电管所能承受及散发的最大能量其定义为在固定的 8×20μs电流波形下所能承受及散发的电流。 3电容量指在特定的 1MHz 频率下测得的气体放电管两极间电容量。气体放电管电容量很小一般为≤1pF。 4直流击穿电压当外施电压以 500V/s 的速率上升放电管产生火花时的电压为击穿电压。气体放电管具有多种不同规格的直流击穿电压其值取决于气体的种类和电极间的距离等因素。 5温度范围其工作温度范围一般在55℃125℃之间。 6绝缘电阻是指在外施 50 或 100V 直流电压时测量的气体放电管电阻,一般1010Ω
其雷击过后两端电压响应关系如下图所示 陶瓷气体放电管它是一种开关型的器件在未导通之前它呈现高阻状态在导通后呈现低阻状态。又因为它需要一定的反应时间所以在不同上升速率的电压下测得的计算电压是不一样的。在低上升速率电压100V 每秒的情况下测得的计算电压我们称为直流击穿电压。在高上升速率电压1Kv每微秒的上升速率下测得的击穿电压所以我们称为机脉冲击穿电压。在通常电路上应用的时候我们考虑的是直流击穿电压。 波形的上升沿时间为8微秒即电流从零上升到峰值需要8微秒。 从峰值电流下降到半峰值的时间为20微秒。 截图是一个示波器实际抓到的电流和电压的一个曲线。黄色的部分是一个电流的极限它的最高峰值达到了11.4mA。蓝色部分是它一个放电管两端的一个压降曲线忽略前面的干扰不看我们看到它的一个压降先是一个上升上升到它的一个击穿电压之后开始降为它一个放电管电压持续一段时间后就继续下降。
典型电路 自动控制系统所需的浪涌保护系统一般由二级或三级组成利用各种浪涌抑制器件的特点可以实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端做为一级浪涌保护器件承受大的浪涌电流。二级保护器件采用压敏电阻在μs 级时间范围内更快地响应。对于高灵敏的电子电路可采用三级保护器件 TVS在 ps 级时间范围内对浪涌电压产生响应。当雷电等浪涌到来时TVS 首先起动会把瞬间过电压精确控制在一定的水平如果浪涌电流大则压敏电阻起动并泄放一定的浪涌电流两端的电压会有所提高直至推动前级气体放电管的放电把大电流泄放到地。
压敏电阻与 TVS 管的区别
压敏电阻能承受更大的浪涌电流而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大最大可达几十 kA 到上百 kA但压敏电阻的漏电流较大非线性特性较差动态电阻较大大电流时限制电压较高且所能耐受的冲击电流的大小随冲击次数的增加而减小降额特性较易老化。TVS 管的非线性特性和稳压管完全一样动态电阻较小限制电压较低且不易老化使用寿命长但通流能力较小10/1000μs 波峰值电流在几 A 至几百 A 之间。再有就是反应速度不同TVS管的反应速度极快为 ps 级而压敏电阻反应速度稍慢为 ns 级。
RF(10kA浪涌防护)
DC12V(浪涌10kA防护) 前级用陶瓷气体放电管释放大部分的浪涌后级用ESD进行钳位保护中间适用保险丝和电感进行退耦。用电感的好处可以减少功率损耗此方案也经过实测这种组合能承受的浪涌电压也远远高于2Kv。
泄流的情况在高电压、大电流的电路上很容易产生泄流。而在防护能力上这种组合能承受的浪涌电压也远远高于2Kv。
