如何选择合适的玻璃放电管 

分享 收藏 已有 111 次阅读  2018-07-31 14:32

的含义

玻璃放电管(强效放电管、防雷管)是20世纪末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的优点:绝缘电阻高(≥10^8Ω)、极间电容小(≤0.8pF)、放电电流较大(最大达3 kA)、双向对称性、反应速度快(不存在冲击击穿的滞后现象)、性能稳定可靠、导通后电压较低,此外还有直流击穿电压高(最高达5000V)、体积小、寿命长等优点。其缺点是直流击穿电压分散性较大(±20%)。按它的8/20μs波脉冲放电电流IPP的大小分为SCC(3kA)、SCB(1kA)、SCA(500A)三个系列。

随着用户对产品质量的高要求、高标准,生产商在进行产品研发设计时也随之提高了其安全可靠性等相关标准,这也使得最终应用在产品端口的防护方案都是电子工程 师经过无数次设计、整改、测试完善的。而对于防护方案中所应用到的各类电路保护器件的选型,电子工程师也是慎之又慎,生怕选错型号,造成不必要的电路损 坏。本篇是硕凯电子小编根据硕凯电子股份有限公司的FAE技术工程师的选型经验整理的精选资料,旨在教会新手工程师优化产品端口防护方案的玻璃放电管选型技巧。

第一步:了解玻璃放电管的工作原理

玻璃放电管由封装在充满惰性气体的玻璃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200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,玻璃放电管是一个绝缘体。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。玻璃放电管受到瞬态高能量冲击时,它能以10^-9秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,通过高达千安量级的浪涌电流。

第二步:了解玻璃放电管的使用方法

①玻璃放电管既可以用作电源电路的保护,也能够用作信号电路的保护;既可以用作共模保护,也能够用作差模保护。但只能用在浪涌电流不大于3kA的地方。

②直流击穿电压VS的选择:直流击穿电压VS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。

③在有可能出现续流的地方(如电源电路)使用时,必须串连限流电阻或自恢复保险丝,避免玻璃放电管击穿后长时间导通而破坏。

第三步:了解玻璃放电管的应用范围

主要应用于:有线电视,铁路通信,安防等设备中,以防止设备受过压冲击和雷电闪击而损坏。主要用于防止浪涌电流或者过电压对设备造成损坏。  

1.对电话、传真、调制解调器、程控电话交换机、配线架、网络等通信设备和数字传输设备,作浪涌电流保护;  

2.传感线上作浪涌电流保护;  

3.有线电视(CATV)系统的浪涌电流保护;  

4.用作CRT监视器、电脑彩显和彩电静电保护;  

5.轿车音频系统、无线电通信设备上作静电保护。

第四步:了解防雷过压器件的选型要点

1)关断电压Vrwm的选择。一般关断电压至少要比线路最高工作电压高10%;

2)箝位电压VC的选择。VC是指在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压;

3)浪涌功率Pppm的选择。不同功率,保护的时间不同,如600w(10/1000μs);300W(8/20μs);

4)极间电容的选择。被保护元器件的工作频率越高,要求TVS的电容要越小。

第五步:了解玻璃放电管选型要点:

1.直流击穿电压要高于用户的正常工作电压。

2.玻璃放电管的通流量应根据防雷电路的设计指标来定,玻璃气体放电管通流量需大于防雷电路设计的通流容量。

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