放电管特性及选用
放电管特性及选用
放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管要紧分为气体放电管和半导体放电管,其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管,玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管要紧有密封的惰性气体组成,由金属引线引出,用陶瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为,当加在气体放电管两头的电压达到气体电离电压时,气体放电管由非自持放电过度到自持放电,放电管呈低阻导通状态,能够刹时通过较大的电流,气体放电管击穿后的维持电压能够低到30V之内。
气体放电管同流量大,但动作电压较难操纵。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成,当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作,当放电管动作后在返送装置,的作用下放电管两头的电压维持在很低(约20V以下)时就能够够维持其在低阻高通状态,起到吸收浪涌爱惜后级设备的作用。
半导体放电管的爱惜机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压操纵精准,通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态,因此放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计;击穿后的稳固残压低,爱惜成效较好;耐流能力较大;在利用中应注意放电管的续流作用遮断,在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管气体放电管:气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔必然距离的两个电极组成;其电气性能要紧取决于气体压力,气体种类,电极距离和电极材料;一样密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管要紧由:电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时,由于电场作用,管内初始电子在电场作用下加速运动,与气体分子发生碰撞,一旦电子达到必然能量时,它与气体分子碰撞时发生电离,即中性气体分子分离成电子和阳离子,电离出来的电子与初始电子在行进进程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离,从而电子数按几何级数增加,即发生电子雪崩现象,另外,电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动,与阴极表面发生碰撞,产生二次电子,二次电子也参加电离作用,一旦知足: r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电,管内气体被击穿,放电管放电,现在放电电压称为击穿电压Vs。
气体放电管
放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管,其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管,玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管主要有密封的惰性气体组成,由金属引线引出,用陶瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为,当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时,气体放电管由非自持放电过度到自持放电,放电管呈低阻导通状态,可以瞬间通过较大的电流,气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以内。
气体放电管同流量大,但动作电压较难控制。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成,当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作,当放电管动作后在返送装置,的作用下放电管两端的电压维持在很低(约20V以下)时就可以维持其在低阻高通状态,起到吸收浪涌保护后级设备的作用。
半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压控制精确,通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态,所以放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计;击穿后的稳定残压低,保护效果较好;耐流能力较大;在使用中应注意放电管的续流作用遮断,在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管气体放电管:气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成;其电气性能主要取决于气体压力,气体种类,电极距离和电极材料;一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管主要由:电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时,由于电场作用,管内初始电子在电场作用下加速运动,与气体分子发生碰撞,一旦电子达到一定能量时,它与气体分子碰撞时发生电离,即中性气体分子分离成电子和阳离子,电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离,从而电子数按几何级数增加,即发生电子雪崩现象,另外,电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动,与阴极表面发生碰撞,产生二次电子,二次电子也参加电离作用,一旦满足: r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电,管内气体被击穿,放电管放电,此时放电电压称为击穿电压Vs。
气体放电管型号
气体放电管型号
气体放电管是一种电子元件,它能够在低电压下通过气体产生一种带有放电特性的电流。
气体放电管广泛应用于气体分析、气体激光、光电控制和医疗器械等领域。
在不同的
应用场合中,需要选择不同种类和型号的气体放电管。
下面我们就介绍一些常见的气体放
电管型号及其特点。
1. 氦氖激光管
氦氖激光管(HeNe激光管)是一种常用的气体放电管,它是利用氦气和氖气混合放电产生的激光。
氦氖激光管可以产生稳定可靠的激光光束,其输出功率常常在几毫瓦到几十
毫瓦之间,可以用于制作测距仪、医疗器械和光学仪器等。
2. 氩离子激光管
氩离子激光管(Ar离子激光管)是一种利用氩气放电产生的激光,主要用于正交振荡器和泵浦激光器等方面。
氩离子激光管的输出功率通常在几十瓦到几百瓦之间,相对于氦
氖激光管来说,氩离子激光管产生的激光光束更稳定,光束质量也更高。
3. 氮化硅放电管
氮化硅放电管(Si3N4放电管)是一种利用氮化硅放电产生的冷等离子体,主要用于制备金属薄膜等方面。
氮化硅放电管具有良好的化学稳定性和高温稳定性,其放电过程中不
会产生高温和高压,可以使金属薄膜得到优良的质量和均匀性。
4. 二极管气体放电管
二极管气体放电管(DBD气体放电管)是一种利用空气或氮气放电产生的带电等离子体,主要用于空气净化、臭氧发生器和负离子发生器等器件。
二极管气体放电管具有低功耗、
可靠性高、容易集成等特点,可以应用于家居、医疗、工业等领域。
放电管的原理选型及应用
放电管的原理选型及应用1. 放电管的基本原理放电管是一种电子器件,用于控制电流的传导。
其基本原理是利用气体放电的特性,通过控制电流和电压,使得放电管在工作时能够保持在激活和关闭状态之间。
2. 放电管的选型要点选择合适的放电管对于电路设计和性能的影响非常重要。
以下是放电管选型的一些要点:2.1 工作电压和电流放电管的工作电压和电流应根据具体的应用需求进行选取。
一般来说,工作电流和电压应在放电管的额定值范围内。
过高的电压和电流可能导致放电管损坏或性能下降。
2.2 放电方式放电管可以通过不同的方式进行放电,常见的方式有直流放电和交流放电。
根据实际需求选择适合的放电方式。
2.3 快速响应时间放电管的响应时间也是选择的重要考虑因素。
对于一些需要快速放电的应用,如电子闪光灯或激光器控制等,需要选择具有快速响应时间的放电管。
2.4 放电管的封装形式放电管的封装形式也需要考虑。
常见的封装形式包括插针式封装、表面贴装封装等。
根据具体的安装环境和要求进行选择。
3. 放电管的应用领域放电管由于其特殊的电特性,在许多领域都有广泛的应用。
3.1 电子闪光灯放电管常被用于电子闪光灯中的电路控制,能够实现高压快速放电,产生强大的闪光效果。
3.2 激光器控制激光器控制需要精确地控制电流和电压,放电管能够提供快速的开关控制,并保持在激活和关闭状态之间,从而实现激光器的精确控制。
3.3 电池管理系统放电管在电池管理系统中也有重要的应用。
通过放电管的控制,能够实现电池的快速放电,保护电池的性能和安全。
3.4 电力电子领域在电力电子领域,放电管常被应用于电源电路和开关电路中,实现电流和电压的控制。
4. 放电管的优势和劣势4.1 优势•快速响应时间,适用于需要精确控制的应用•高可靠性和长寿命,适用于长期稳定运行的场景•多种封装形式,适应不同的安装环境•强大的电流和电压控制能力4.2 劣势•需要外部电源供电•对工作环境的稳定性要求较高•成本较高,相对其他器件而言较昂贵5. 结论放电管作为一种重要的电子器件,其在控制电流传导和保护电路中扮演着重要角色。
避雷器件、气体放电管参数知识与选型方法
避雷器件、气体放电管参数知识与选型方法1、避雷器件:⑴、避雷器件主要有陶瓷气体放电管、氧化锌压敏电阻、半导体闸流管(TVS)、浪涌抑制电感线圈、X类浪涌抑制电容等,各种器件要组合使用。
⑵、气体放电管的种类很多,放电电流一般都很大,可达数十kA,放电电压比较高,放电管从点火到放电需要一定的时间,并且存在残存电压,性能不太稳定;氧化鋅压敏电阻伏安特性比较好,但受功率的限制,电流相对比放电管小,多次被雷电过流击穿后,击穿电压值会下降,甚至会失效;半导体TVS管伏安特性最好,但功率一般都很小,成本比较高;浪涌抑制线圈是最基本的防雷器件,为防流过电网交流电饱和,必须选用三窗口铁芯;X电容也是必须的,要选用容许纹波电流较大的电容。
2、气体放电管知识:⑴、气体放电管指作过电压保护用的避雷管或天线开关管一类,管内有二个或多个电极,充有一定量的惰性气体。
气体放电管是一种间隙式的防雷保护元件,它用在通信系统的防雷保护。
⑵、放电管的工作原理是气体间隙放电,当放电管两极之间施加一定电压时,便在极间产生不均匀电场:在此电场作用下,管内气体开始游离,当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时,两极之间的间隙将放电击穿,由原来的绝缘状态转化为导电状态,导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平,这种残压一般很低,从而使得与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。
⑶、气体放电管有的是以玻璃作为管子的封装外壳.也有的用陶瓷作为封装外壳,放电管内充入电气性能稳定的惰性气体(如氩气和氖气等),常用放电管的放电电极一般为两个、三个,电极之间由惰性气体隔开。
按电极个数的设置来划分,放电管可分为二极、三极放电管。
⑷、陶瓷二极放电管由纯铁电极、镍铬钴合金帽、银铜焊帽和陶瓷管体等主要部件构成。
管内放电电极上涂覆有放射性氧化物,管体内壁也涂覆有放射性元素,用于改善放电特性。
⑸、放电电极主要有杆形和杯形两种结构,在杆形电极的放电管中,电极与管体壁之间还要加装一个圆筒热屏,该热屏可以使陶瓷管体受热趋于均匀,不致出现局部过热而引起管断裂。
气体放电管技术参数
主要技术参数及使用选择1.直流放电电压在上升陡度低于100V/s的电压作用下,放电管开始放电的平均电压值称为其直流放电电压。
由于放电的分散性,所以,直流放电电压是一个数值范围。
2.冲击放电电压在具有规定上升陡度的暂态电压脉冲作用下,放电管开始放电的电压值称为其冲击放电电压。
放电管的响应时间或动作时延与电压脉冲的上升陡度有关,对于不同的上升陡度,放电管的冲击放电电压是不同的。
3.工频耐受电流放电管通过工频电流5次,使管子的直流放电电压及绝缘电阻无明显变化的最大电流称为其工频耐受电流。
4.冲击耐受电流将放电管通过规定波形和规定次数的脉冲电流,使其直流放电电压和绝缘电阻不会发生明显变化的最大值电流峰值称为管子的冲击耐受电流。
这一参数是在一定波形和一定通流次数下给出的,制造厂通常给出在8/20us波形下通流10次的冲击耐受电流,也有给出在10/1000us波形下通流300次的冲击耐受电流。
5.绝缘电阻和极间电容放电管的绝缘电阻值很大,厂家一般给出的是绝缘电阻的初始值,约为数千兆欧。
绝缘电阻值的降低会导致漏流的增大,有可能产生噪音干扰。
放电管的寄生电容很小,极间电容一般在1pF~5pF范围,极间电容在很宽的频率范围内保持近似不变,同型号放电管的极间电容值分散性很小。
6. 直流放电电压的选择从不影响被保护系统正常运行的要求出发,希望放电管的直流放电电压选得高些。
但直流放电电压高的管子,冲击放电电压也高;从被保护电子设备的耐受性来说看,希望管子的直流放电电压选得低一些。
所以,放电管的支流放电电压应在这两种相互制约的要求之间进行折衷选择。
优缺点优点:绝缘电阻很大,寄生电容很小,缺点:在于放电时延(即响应时间)较大,动作灵敏度不够理想,对于波头上升陡度较大的雷电波难以有效地抑制。
放电管型号参数
放电管型号参数如下:
1. 氘气放电管:主要用于微波和毫米波技术中的放大器、振荡器和开关等方面。
常用工作频率范围在10GHz ~ 90GHz之间。
2. 铝电解放电管:主要用于汽车点火系统、医疗设备以及工业高频设备的点焊机、轧辊、切割等部件。
其耐压电流范围一般在0.5A ~ 20A之间。
3. 钴放电管:主要用于雷达信号发射、电视信号放大器以及太阳能电池板的电池低温测试等领域。
其居里温度常数一般为678K。
4. 汞弧放电管:主要用于紫外线灯管、荧光灯、紫外线杀菌器等电器设备中。
其最高工作温度可达500°C左右。
5. 氖气放电管:主要用于视觉效果和装饰灯具中,使用电压一般在70V ~ 120V 之间。
放电管原理及选型使
放电管的原理及选型使1、产品简述陶瓷气体放电管(Gas Tube)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。
其主要特点是:放电电流大,极间电容小(≤3pF),绝缘电阻高(≥109Ω),击穿电压分散性较大(±20%),反应速度较慢(最快为0.1~0.2μs).按电极数分,有二极放电管和三极放电管(相当于两个二极放电管串联)两种。
其外形为圆柱形,有带引线和不带引线两种结构形式(有的还带有过热时短路的保护卡).2、工作原理气体放电管由封装在充满惰性气体的陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成。
其电气性能基本上取决于气体种类、气体压力以及电极距离,中间所充的气体主要是氖或氩,并保持一定压力,电极表面涂以发射剂以减少电子发射能。
这些措施使得动作电压可以调整(一般是70伏到几千伏),而且可以保持在一个确定的误差范围内。
当其两端电压低于放电电压时,气体放电管是一个绝缘体(电阻Rohm〉100MΩ)。
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,大约降几十伏。
气体放电管受到瞬态高能量冲击时,它能以10-6秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,通过高达数十千安的浪涌电流。
3、特性曲线Vs导通电压,Vg辉光电压,Vf弧光电压,Va熄弧电压4、主要特性参数①直流击穿电压Vsdc:在放电管上施加100V/s的直流电压时的击穿电压值。
这是放电管的标称电压,常用的有90V、150V、230V、350V、470V、600V、800V等几种,我们有最高3000V、最低70V的。
其误差范围:一般为±20%,也有的为±15%。
②脉冲(冲击)击穿电压Vsi:在放电管上施加1kV/μs的脉冲电压时的击穿电压值。
因反应速度较慢,脉冲击穿电压要比直流击穿电压高得多。
陶瓷气体放电管对低上升速率和高上升速率电压的响应如下图所示。
放电管介绍及选型(详解)
放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管,其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和瓷气体放电管,玻璃气体放电管和瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管主要有密封的惰性气体组成,由金属引线引出,用瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为,当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时,气体放电管由非自持放电过度到自持放电,放电管呈低阻导通状态,可以瞬间通过较大的电流,气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以。
气体放电管同流量大,但动作电压较难控制。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成,当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作,当放电管动作后在返送装置,的作用下放电管两端的电压维持在很低(约20V以下)时就可以维持其在低阻高通状态,起到吸收浪涌保护后级设备的作用。
半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压控制精确,通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态,所以放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计;击穿后的稳定残压低,保护效果较好;耐流能力较大;在使用中应注意放电管的续流作用遮断,在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管气体放电管:气体放电管由封装在小玻璃管或瓷管中相隔一定距离的两个电极组成;其电气性能主要取决于气体压力,气体种类,电极距离和电极材料;一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管主要由:电极、瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时,由于电场作用,管初始电子在电场作用下加速运动,与气体分子发生碰撞,一旦电子达到一定能量时,它与气体分子碰撞时发生电离,即中性气体分子分离成电子和阳离子,电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离,从而电子数按几何级数增加,即发生电子雪崩现象,另外,电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动,与阴极表面发生碰撞,产生二次电子,二次电子也参加电离作用,一旦满足: r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电,管气体被击穿,放电管放电,此时放电电压称为击穿电压Vs。
半导体放电管TSS的概述以及选用方法
半导体放电管TSS的介绍以及应用领域概述:半导体放电管TSS是基于开关型晶闸管原理和结构的一种二端负阻器件,用于保护敏感易损的集成电路,使之免受瞬间雷电和过电压的冲击而造成的损坏。
高端的固体放电管产品采用了先进的离子注入技术和玻璃钝化工艺,产品具有准确导通、响应速度快、浪涌吸收能力强、可靠性高、稳定性强等特点。
应用领域:由于半导体放电管的开关特性和稳定性等产品优势,因此被广泛应用于交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、ADSL、G-PON、通讯接口、通讯发射设备等一切需要过电压保护的领域,以保护其后端的芯片免受瞬态过电压的冲击和破坏。
在当今世界微电子及通讯设备高速发展的今天,半导体放电管已经成为通讯和消费类电子行业过压保护的首选分立器件。
半导体放电管的正确选用方法:1、反向击穿电压VBR必须大于被保护电路的最大工作电压。
如在POTS应用中,最大振铃电压(150V)的峰值电压(150*1.41=212.2V)和直流偏压峰值(56.6V)之和为268.8V,所以应选择VBR大于268.8V的器件。
又如在ISDN应用中,最大DC电压(150V)和最大信号电压(3V)之和为153V,所以应选择VBR大于153V的器件。
2、转折电压VBO必须小于被保护电路所允许的最大瞬间峰值电压。
3、若要使半导体放电管通过大的浪涌电流后自复位,器件的维持电流IH必须大于系统所能能提供的电流值。
即:IH(系统电压/源阻抗)。
4、最大瞬间峰值电流IPP必须大于通讯设备标准的规定值。
如FCC Part68A类型的IPP应大于100A;Bellcore 1089的IPP应大于25A。
5、半导体放电管处于导通状态(导通)时,所损耗的功率P应小于其额定功率Pcm,Pcm=KVT*IPP,其中K由短路电流的波形决定。
对于指数波,方波,正弦波,三角波K值分别为1.00,1.4,2.2,2.8。
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放电管原理及选型使
放电管得原理及选型使1、产品简述陶瓷气体放电管(Gas Tube)就是防雷保护设备中应用最广泛得一种开关器件,无论就是交直流电源得防雷还就是各种信号电路得防雷,都可以用它来将雷电流泄放入大地.其主要特点就是:放电电流大,极间电容小(≤3pF),绝缘电阻高(≥109Ω),击穿电压分散性较大(±20%),反应速度较慢(最快为0、1~0、2μs)。
按电极数分,有二极放电管与三极放电管(相当于两个二极放电管串联)两种。
其外形为圆柱形,有带引线与不带引线两种结构形式(有得还带有过热时短路得保护卡)。
2、工作原理气体放电管由封装在充满惰性气体得陶瓷管中相隔一定距离得两个电极组成。
其电气性能基本上取决于气体种类、气体压力以及电极距离,中间所充得气体主要就是氖或氩, 并保持一定压力,电极表面涂以发射剂以减少电子发射能。
这些措施使得动作电压可以调整(一般就是70伏到几千伏),而且可以保持在一个确定得误差范围内。
当其两端电压低于放电电压时,气体放电管就是一个绝缘体(电阻Rohm〉100MΩ).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,大约降几十伏。
气体放电管受到瞬态高能量冲击时,它能以10-6秒量级得速度,将其两极间得高阻抗变为低阻抗,通过高达数十千安得浪涌电流。
3、特性曲线Vs导通电压,Vg辉光电压,Vf弧光电压,Va熄弧电压4、主要特性参数①直流击穿电压Vsdc:在放电管上施加100V/s得直流电压时得击穿电压值。
这就是放电管得标称电压,常用得有90V、150V、230V、350V、470V、600V、800V等几种,我们有最高3000V、最低70V得.其误差范围:一般为±20%,也有得为±15%。
②脉冲(冲击)击穿电压Vsi:在放电管上施加1kV/μs得脉冲电压时得击穿电压值。
因反应速度较慢,脉冲击穿电压要比直流击穿电压高得多。
君耀电子半导体放电管产品选型指南说明书
TSS 半导体放电管产品选型指南T hyristor S urge S uppressors Selection Guide版权及最终解释权归君耀电子(BrightKing)所有V2,2018目录1TSS工作原理 (3)2TSS特点 (3)3TSS典型应用电路 (4)4TSS参数说明 (4)4.1.V DRM,I DRM (4)4.2.I H (5)4.3.V T,I T (6)4.4.V S,I S (6)4.5.V PP,I PP (6)5TSS选型注意事项 (7)5.1.反向截止电压(V DRM) (7)5.2.TSS的续流问题 (7)5.3.封装形式 (7)6TSS命名规则 (7)7君耀电子(BrightKing)TSS产品线 (8)1 TSS 工作原理TSS (Thyristor Surge Suppressors ),浪涌抑制晶闸管,也称半导体放电管,是采用半导体工艺制成的PNPN 结四层结构器件,其伏安特性(如图1)类似于晶闸管,具有典型的开关特性。
TSS 一般并联在电路中应用,正常工作状态下TSS 处于截止状态,当电路中由于感应雷、操作过电压等出现异常过电压时,TSS 快速导通泄放由异常过电压导致的异常过电流,保护后端设备免遭异常过电压的损坏,异常过电压消失后,TSS 又恢复至截止状态。
图2是TSS 第一象限放大图,TSS 的开关特性包含四个区域:断态区、击穿区、负电阻区和通态区。
断态区:是电压—电流特性的高电阻、低电流区。
该区域从原点延伸至击穿起始点。
断态电流是结反向电流和所有表面漏电流的综合,在该区可施加反向截止电压(V DRM )测量TSS 的漏电流(I DRM )。
击穿区:击穿区是电压—电流特性的低电阻、高电压区域。
该区域是从电压—电流特性的高动态电阻的低电流部分开始变化,至显著的低动态电阻区、电流剧增的区域。
最终当TSS 正反馈出现足以激活开通时,该区域终止。
负电阻区:负电阻区表示从击穿区开关点到通态状态的轨迹。
气体放电管(简称GDT)选型攻略
⽓体放电管(简称GDT)选型攻略GDT是⽓体放电管缩写词,(gas discharge tube)实质是⼀种密封在陶瓷腔体中的放电间隙,腔体中充有惰性⽓体以稳定放电管的放电电压。
其主要特点是通流能量⼤,可达数⼗千安,绝缘电阻极⾼,⽆漏流,⽆⽼化失效,⽆极性双向保护,静态电容极⼩,特别适⽤于⾼速⽹络通讯设备的粗保护。
可⼴泛⽤于各种电源及信号线的第⼀级雷击浪涌保护。
浪拓电⼦(LT)供应的GDT产品分为三⼤类:➣2电极⽓体放电管(GDT)·标准贴⽚式(SMD), 2电极·标准引线, 2-电极·薄形⽔平表⾯贴装系列·⾼电压系列·⾼电流系列·快速反应系列➣3电极⽓体放电管(GDT)·标准贴⽚式(SMD), 3-电极·标准引线, 3-电极·⾼电压, 3-电极·快速反应系列, 3-电极➣混和系列(复合式)⽓体放电管(GDT)·⽆续流GDT·过压组合式保护器陶瓷⽓体放电管选型指南· 在直流电路中⽓体放电管的标称电压选择为⼯作电压的1.8倍:在交流电路中选择为⼯作电压有效值的2.5倍。
· ⽓体放电管标称电流容量应⼤于被保护电路的可能最⼤浪涌冲击容量。
· 由于⽓体放电管有续流,⽓体放电管⼀般不可使⽤在直流电路中,除⾮直流⼯作电压低于⽓体放电管的击穿维持电压。
浪拓电⼦-陶瓷⽓体放电管全系列.pdf (923.05 KB, 下载次数: 2)◆浪拓电⼦提供的陶瓷⽓体放电管(GDT)包括多个品种,产品封装形式覆盖了SMD1206、SMD1210、SMD1812、φ5、φ5.5、φ8、φ8.3、φ16、φ30等各种标准封装形式,满⾜您不同应⽤环境的设计需求。
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陶瓷气体放电管特性及应用
过电压和浪涌电流能对通讯设备和数据传输系统造成损坏,甚至对人身安全构成威胁。气体放电管提供最优的过电压 和浪涌保护。放电管能快速安全地限制过电压至正常水平,并可靠地排除危险电流。 过电压和浪涌电流可能由以下因素所造成(示意图1.2):
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3、 应用领域 3.1 作为保护器件 信号保护(建议选用对应的微型管及中、小通流容量系列放电管): 电子线路中集成块、晶闸管、芯片等昂贵元件及线路板 电信网络中的信号线、网线、电话卡、交换机、传真机、电话机、配线架、交接箱、基站、移动电话天线 计算机系统的主机、调制解调器、数据处理系统、长分支线、短分支线及各种终端设备 视频系统、CATV设备、阴极射线管(CRT) 各种家用电器、实验设备、测试设备 电源保护(建议选用对应的中、高及超高流容量系列放电管): 各种设备的电源防雷、电源插座、电源转换器、插线、空气开关、负荷开关等低压电器 铁路电力、电气系统、LC设备、电动机、潜水泵、传动设备浪涌电压防护 3.2 作为开关器件 专用作点火开关的气体放电管具有独特的快速通断特点,能提供几个微秒和非常陡峭的峰值极高的前沿电压及电流脉 冲,它与点火变压相配合可产生电压为 12kV的典型高压脉冲,工业利用此效应就制成了点火开关. 开关放电管以其
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如何选用放电管
如何选用放电管凡是有过电压发生的地方,就有放电管的用武之地,但要用好放电管则需要根据实际工作线路参考放电管的各项指标选用适当的放电管,否则会适得其反。
以下是在设计及使用时必须注意的几点: 1)放电管的加入不能影响线路的正常工作,这就要保证放电管的直流击穿电压的下限值必须高于线路的最大正常工作电压。
据此确定所需放电管的标称直流击穿电压值。
例如:在电话线的过电压防护中,常态时,电话线两线间的电压为48V,但当振铃信号来时,两线间的峰值电压可达175V左右,因此,此时选用的气体放电管的直流击穿电压的下限值必须高于175V,考虑到留点余量,所以一般选用直流击穿电压值下限为190V(标称直流击穿电压值为230V)的气体放电管。
2)确定线路所能承受的最高瞬时电压值,要确保放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。
以确保当瞬间过压来临时,放电管的反映速度快于线路的反映速度,抢先一步将过电压限制在安全值。
这是放电管的一个最重要的指标。
例如:上例所述的电话线上,如果只用于保护一般的电话机,则只需选用冲击击穿电压小于800V(实测典型值为650V左右)的放电管。
3)根据线路中可能窜入的冲击电流强度,确定所选用放电管必须达到的耐冲击电流能力(如:在室外一般选用10kA以上等级;在入室端一般选用5kA等级;在设备终端处一般选用1kA左右等级)。
记住,此处冲击电流为脉冲电流,一般为8/20us的电流波。
4)当过电压消失后,要确保放电管及时熄灭,以免影响线路的正常工作。
这就要求放电管的过保持电压尽可能高,以保证正常线路工作电压不会引起放电管的持续导通(即续流问题)。
由于放电管有一个特点是:维持放电管持续放电的电压值要远小于放电管的击穿电压值。
国际上一流公司的放电管熄灭电压值可以做到200V左右。
5)若过电压持续的时间很长,气体放电管的长时间动作将产生很高的热量。
为了防止该热量所造成的保护设备或者终端设备的损坏同时也为了防止发生任何可能的火灾,气体放电管此时必须配上适当的短路装置,称之为FS装置(Fail-safe 即“失效保护装置”)。
气体放电管原理选型及应用
气体放电管的主要参数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。
气体放电管的应用示例1)电话机/传真机等各类通讯设备防雷应用如图3所示。
特点为低电流量,高持续电源,无漏电流,高可靠性。
图3通讯设备防雷应用2)气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路图4是气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌抑制电路。
由于压敏电阻有一致命缺点:具有不稳定的漏电流,性能较差的压敏电阻使用一段时间后,因漏电流变大可能会发热自爆。
为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。
但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。
例如压敏电阻的反应时间为25ns,气体放电管的反应时间为100ns,则图4的r2,g,r3的反应时间为150ns,为改善反应时间加入r1压敏电阻,这样可使反应时间为25ns。
图4气体放电管和压敏电阻配合应用3)气体放电管在综合浪涌保护系统中的应用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级时间范围气体放电管内更快地响应。
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。
气体放电管的选用原则
气体放电管的选用原则
1、气体放电管的加入不能影响线路的正常工作,这就要保证气体放电管的直流击穿电压的下限值必须高于线路的最大正常工作电压,据此确定所需放电管的标称直流击穿电压值。
2、当过电压消失后,要确保放电管及时熄灭,以免影响线路的正常工作。
这就要求放电管的过保持电压尽可能高,以保证正常线路工作电压不会引起放电管的持续导通(即续流问题)。
3、若过电压持续的时间很长,气体放电管的长时间动作将产生很高的热量。
为了防止该热量所造成的保护设备或者终端设备的损坏同时也为了防止发生任何可能的火灾,气体放电管此时必须配上适当的短路装置,称之为FS装置,也叫失效保护装置;
4、确定线路所能承受的最高瞬时电压值,要确保放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。
以确保当瞬间过压来临时,放电管的反映速度快于线路的反映速度,抢先一步将过电压限制在安全值。
5、根据线路中可能窜入的冲击电流强度,确定所选用放电管必须达到的耐冲击电流能力(如:在室外一般选用
10kA以上等级;在入室端一般选用5kA等级;在设备终端处一般选用2kA左右等级)。
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放电管特性及选用
吴清海
放电管的分类
放电管主要分为气体放电管和半导体放电管,其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管,玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管主要有密封的惰性气体组成,由金属引线引出,用陶瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为,当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时,气体放电管由非自持放电过度到自持放电,放电管呈低阻导通状态,可以瞬间通过较大的电流,气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以内。
气体放电管同流量大,但动作电压较难控制。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成,当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作,当放电管动作后在返送装置,的作用下放电管两端的电压维持在很低(约20V以下)时就可以维持其在低阻高通状态,起到吸收浪涌保护后级设备的作用。
半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压控制精确,通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态,所以放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计;击穿后的稳定残压低,保护效果较好;耐流能力较大;在使用中应注意放电管的续流作用遮断,在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管
气体放电管:气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成;其电气性能主要取决于气体压力,气体种类,电极距离和电极材料;一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管主要由:电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时,由于电场作用,管内初始电子在电场作用下加速运动,与气体分子发生碰撞,一旦电子达到一定能量时,它与气体分子碰撞时发生电离,即中性气体分子分离成电子和阳离子,电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离,从而电子数按几何级数增加,即发生电子雪崩现象,另外,电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动,与阴极表面发生碰撞,产生二次电子,二次电子也参加电离作用,一旦满足: r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电,管内气体被击穿,放电管放电,此时放电电压称为击穿电压Vs。
其中,r表示一个正离子轰击阴极表面而
使阴极表面逸出的电子数,d为极间距离,a为电子的有效电离系数。
放电管放电后,管子从绝缘态变为导体,管内产生电流,随着电流的增加,放电管由辉光放电变为弧光放电,而此时管压降远远小于Vs,而且其值不随电流的变化而变化,此时放电管两端只要保持很低的电压即可维持其自持放电状态,显现一种稳态,从而达到吸收过压浪涌的作用。
当充气压力与极间距离的乘积为定值时,放电管有一最小击穿电压Vsm,它仅与阴极表面及气体种类有关,其值如下:
Vsm=Vi+(1/am)Log(1/r)
其中 Vi为气体的电离电位;am为在最小击穿电压下的有效电离系数;r为正离子打到阴极上产生的二次电子数。
放电管在机械结构一定的情况下,阴极发射材料和充入气体的成分及压力,是其特性是否一致性的决定性因素。
阴极发射材料是气体放电管的关键,我们一般要求它发射效率高,耐离子轰击能力强,溅射小,它的配方及处理工艺,不但对直流击穿电压有影响,也直接影响到放电管的其他各参数。
阴极发射材料涂复在电极两端,它有利于电子的发射,特别有利于初始电子的产生,由于不同的阴极材料具有不同的逸出功,因此,在其他条件相同的情况下,不同的阴极材料,其击穿电压是不同的,逸出功低,击穿电压低,逸出功高,击穿电压也高。
要求击穿电压稳定,就必须要求阴极材料具有稳定的逸出功。
气体放电管中填充的气体是影响放电管特性的另一主要因素,在制备过程中由于极限真空的影响,在放电管的填充气体中存在有其他杂质,在制作中应提高排气系统的极限真空度,电极材料要真空除气,采用高纯度的惰性气体,并保持气体压力的一致性。
半导体放电管
半导体放电管和气体放电管具有相同的外在特性和保护机理。
半导体过压保护的工作原理为:浪涌电压超过其转折电压V BO时放电管动作,起到旁路的作用,其中半导体放电管有一个返送装置,就像一个可自动切换的开关,其电流-电压(I-V)特性曲线如图1中所示;
图1 半导体放电管工作原理
图中I PP(非重复峰值脉冲电流):施加时不会损坏装置的特定波幅和波形的峰值脉冲电流的额定最大值;
I T (导通电流):在导通条件下通过装置的电流;
V T (导通电压):在特定电流I T的导通条件下跨过装置的电压;
I H (保持电流):将装置维持在导通状态所需的最小电流
I BO (转折电流):在转折电压V BO处的瞬态电流;
V BO(转折电压):当浪涌电压超过反向击穿电压V BR,即将返送时跨过装置的最大电压,此值是在特定的电压增长率和电流增长率下测量的;
V D (闭态电压):装置处在断开状态时两端的DC电压;
I D (泄漏电流):装置处在断开状态时流过的极小的电流。
半导体放电管返送装置在电压低于转折电压V BO时通常处于高阻状态。
在这个状态之前,流过装置的泄漏电流ID非常小,当电压超过V BO时,装置立刻返送而进入低阻状态,此时,跨过装置两端的电压为导通电压 V T(约为5伏),流过装置的电流为导通电流I T,放电管保持在低阻状态,直至通过装置的电流降至低于其保持电流I H。
放电管的应用
气体放电管和半导体放电管压敏电阻TVS二极管的特性比较如下表:
半导体放电管气体放电管压敏电阻TVS二极管保护方式负阻负阻箝位箝位
原理固态四层可控硅结构气体电离导电类似雪崩二极管的混合
体
雪崩二极管
响应时间< 1ns> 1μs<1μs< 1ns
电容50PF1PF500PF50PF
最大瞬间电流(8/200)μs3000A20,000A6500A50A
最大漏电流10μA1PA10μA20μS
重复使用可靠性无限重复使用可能蜕化可能蜕化可能损坏
主要优点精确导通、无限重复使
用、快速响应
瞬间电流最大价廉低电压使用、价廉
主要缺点瞬间电流较小响应时间缓慢电容大、会蜕化瞬间电流最小放电管主要应用在对电压浪涌冲击比较敏感的电子电路中,和保护电路并联使用,当有电压浪涌发生时,放电管动作,放电管动作后的低阻起到旁路和保护后级电子电路的作用,应用电路图如图2。
图2 放电管应用电路
因放电管属于开关型SPD,当放电管动作以后只需要极低的电压即可保持导通的状态,存在有浪涌后的续流问题。
所以在放电管在防浪涌应用中须有可靠的续流遮断器,保证浪涌过后电路能正常工作。
气体放电管在浪涌保护应用中大多和压敏电阻串联共同使用,起到响应速度快,通流量大的作用,同时压敏电阻起到浪涌过后的续流遮断的作用。
放电管在选用时候主要考虑到的参数有:放电管的动作电压,放电管的最大承受8/20 us 浪涌电流;还有就是元器件的安装和尺寸。
气体放电管和半导体放电管在外在特性参数相同时可以直接互换使用。
放电管使用中的注意事项
1,因放电管属于开关型SPD,在防浪涌应用中须有续流遮断装置,保证浪涌过后电路
能正常工作。
2,当瞬间通过较大的浪涌冲击电流时,放电管会出现爆裂现象,在应用中应注意。
放电管常用厂家和型号
气体放电管主要的厂家有EPCOS:电压从200V~5000V,浪涌电流在30KA以上,封装有直插和表面装贴;君耀公司:电压从75V~800V,浪涌电流在20KA以上,封装只有直插。
半导体放电管主要的厂家有Teccor:电压从5V~550V,电流50A~3000A;上海科特:电压230V,电流100A I pp。