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氣體放電管采用陶瓷密閉封裝,內(nèi)部由兩個(gè)或數(shù)個(gè)帶間隙的金屬電極,充以惰性氣體(氬氣或氖氣)構(gòu)成。當(dāng)加到兩電極端的電壓達(dá)到使氣體放電管內(nèi)的氣體擊穿時(shí),氣體放電管便開始放電,并由高阻變成低阻,使電極兩端的電壓不超過擊穿電壓。
1)火花間隙(Arc chopping)
為兩個(gè)形狀象牛角的電極,彼此間有很短的距離。當(dāng)兩個(gè)電極間的電位差達(dá)到一定程度時(shí),間隙被擊穿打火放電,由此將過電流釋放入地。
優(yōu)點(diǎn):放電能力強(qiáng),通流容量大(可做到100kA以上),漏電流小;
缺點(diǎn):殘壓高(2~4kV),反應(yīng)時(shí)間慢(≤100ns),有跟隨電流(續(xù)流)。
2)金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxside varistor)
該器件在一定溫度下,導(dǎo)電性能隨電壓的增加而急劇增大。它是一種以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻。沒有過壓時(shí)呈高阻值狀態(tài),一旦過電壓,立即將電壓限制到一定值,其阻抗突變?yōu)榈椭怠?br />
優(yōu)點(diǎn):通流容量大,殘壓較低,反應(yīng)時(shí)間較快(≤50ns),無跟隨電流(續(xù)流);
缺點(diǎn):漏電流較大,老化速度相對(duì)較快。
3)瞬態(tài)抑制二極管(Transient voltage suppressor)
亦稱齊納二極管,是一種專門用于抑制過電壓的器件。其核心部分是具有較大截面積的PN結(jié),該P(yáng)N結(jié)工作在雪崩狀態(tài)時(shí),具有較強(qiáng)的脈沖吸收能力。
優(yōu)點(diǎn):殘壓低,動(dòng)作精度高,反應(yīng)時(shí)間快(<1ns),無跟隨電流(續(xù)流);
缺點(diǎn):耐流能力差,通流容量小,一般只有幾百安培。
4)氣體放電管(Gas discharge tube)
氣體放電管可以用于數(shù)據(jù)線、有線電視、交流電源、電話系統(tǒng)等方面進(jìn)行浪涌保護(hù),一般器件電壓范圍從75~10000V,耐沖擊峰值電流20000A,可承受高達(dá)幾千焦耳的放電。
優(yōu)點(diǎn):通流量容量大,絕緣電阻高,漏電流小;
缺點(diǎn):殘壓較高,反應(yīng)時(shí)間慢(≤100ns),動(dòng)作電壓精度較低,有跟隨電流(續(xù)流)。
各種浪涌抑制器件的共同特點(diǎn)為器件在閾值電壓以下都呈現(xiàn)高阻抗,一旦超過閾值電壓,則阻抗便急劇下降,都對(duì)尖峰電壓有一定的抑制作用。但各自都有缺點(diǎn),因此根據(jù)具體的應(yīng)用場合,一般采用上述器件中的一個(gè)或者幾個(gè)的組合來組建相應(yīng)的保護(hù)電路。
5 氣體放電管的主要參數(shù)
1)反應(yīng)時(shí)間指從外加電壓超過擊穿電壓到產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的時(shí)間,氣體放電管反應(yīng)時(shí)間一般在μs數(shù)量極。
2)功率容量指氣體放電管所能承受及散發(fā)的最大能量,其定義為在固定的8×20μs電流波形下,所能承受及散發(fā)的電流。
3)電容量指在特定的1MHz頻率下測得的氣體放電管兩極間電容量。氣體放電管電容量很小,一般為≤1pF。
4)直流擊穿電壓當(dāng)外施電壓以500V/s的速率上升,放電管產(chǎn)生火花時(shí)的電壓為擊穿電壓。氣體放電管具有多種不同規(guī)格的直流擊穿電壓,其值取決于氣體的種類和電極間的距離等因素。
5)溫度范圍其工作溫度范圍一般在-55℃~+125℃之間。
6)電流—電壓特性曲線以美國克來電子公司CG2-230L氣體放電管為例。
7)絕緣電阻是指在外施50或100V直流電壓時(shí)測量的氣體放電管電阻,一般>1010Ω。
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