气体放电管原理选型及应用.doc

...wd...气体放电管原理选型及应用-午阳　　气体放电管的主要参数　　1〕反响时间指从外加电压超过击穿电压到产生击穿现象的时间，气体放电管反响时间一般在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　　气体放电管的应用例如　　1〕 机/ 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响时间为各器件的反响时间之和例如压敏电阻的反响时间为25ns，气体放电管的反响时间为100ns，那么图4的r2,g,r3的反响时间为150ns，为改善反响时间参加r1压敏电阻,这样可使反响时间为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如图5所示当雷电等浪涌到来时，tvs首先起动，会把瞬间过电压准确控制在一定的水平；如果浪涌电流大，那么压敏电阻起动，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　　图5三级保护　　this.p={m:2,b:2,id:fks_080074082087088065087085085095085084082071084095094075081,blogtitle:气体放电管原理选型及应用,blogabstract:\r\n原理:气体放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体〔氩气或氖气〕构成， 基本外形如图1所示。

当加到两电极端的电压到达使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管便开场放电，并由高阻变成低阻，使电极两端的电压不超过击穿电压气体放电管包括二极管和三极管，电压范围从75V—3500V，超过一百种规格，严格按照CITEL标准进展生产、监控和管理陶瓷气体放电管是在放电间隙内充入适当的惰性气体介质配以高活性的电子发射材料及放电引燃机构，通过贵金属焊料高温封接而成的一种特殊的金属陶瓷构造的气体放电器件它可用于瞬间过电压防浪涌，也可用作点火其高阻抗、低极间电容和高耐冲击电流是其它放电管所不具备的当线路有瞬时过电压窜入时，放电管被击穿，阻抗迅速下降，几乎是短路状态放电管将大电流通过线路接地或回路泄放，也将电压限制在低电位，从而保护了线路及设备当过电压浪涌消失后，又迅速的恢复到≥109的高阻状态，保证线路的正常工作主要规格与型号： 陶瓷放电二极管2R-75V、2R-90V、2R-150V、2R-230V、2R-350V 、2R-470V、2R-600V、2R-800V、2R-1000V 陶瓷放电三极管3R-75V、3R-90V、3R-150V、3R-230V、3R-470V、3R-600V、3R-800V 陶瓷气体开关管2R-230V、2R-230V、2R-610V、2R-800V、2R-3000V产品应用:信号防护(75v-350v)、AC电源防雷(470v/600v)、室外分线盒的过电压保护(800-1000v)、一级信号保护、通讯设备、开关电源、空调大功率〔2500-3000V〕 放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用。

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收藏0 分享0 支持0 反对0 学会利用别人的经历来成就自己回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 沙发 sociv 发表于 2010-4-16 14:24 |只看该作者 1 构造简介 放电管的工作原理是气体放电 当外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极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五极放电管的主要部件和两极、三极放电管 基本一样，有较好的放电对称性，可适用于多线路的保护〔常用于通信线路的保护〕学会利用别人的经历来成就自己点评回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 地板 sociv 发表于 2010-4-16 14:25 |只看该作者 2 响应时间 从暂态过电压开场作用于放电管两端的时刻到管子实际放电时刻之间有一个延迟时间，该时间就称为响应时间。

响应时间的组成：一是管子中随机产生初始电子-离子对带电粒子所需要的时间，即统计时延；二是初始带电粒子形成电子崩所需要的时间，即形成时延 为了测得放电管的响应时间，需要用固定波头上升陡度du/dt的电压源加到放电管两端测取响应时间，取屡次测量的平均值作为该管子的响应时间学会利用别人的经历来成就自己点评回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 4# sociv 发表于 2010-4-16 14:25 |只看该作者 3 限压电路 二极和三极放电管保护性能的比照 如果A-G极间先放电，在管子内部由气体游离所产生的自由电子会迅速在B-G极间引起碰撞游离，使B-G很快放电 当B-G间截止放电后，由于大量带电粒子〔电子和离子〕的复合作用，使管内的电子数量大为减小，从而迅速抑制另一对电极A-G间的碰撞游离，使该对极间的放电过程很快截止下来在差模暂态过电压的保护场合，无论是两极放电管还是三极放电管，都存在着一定的问题，因为电子设备要承受两对电极之间的残压之和，对于一些脆弱的电子设备来说，这样的残压之和有时候难以承受。

需要采取另外的措施，如在A、B间再接一只放电管，专门用于抑制差模过电压 接地连接线的长短对限压效果有一定的影响如果接地连接线比照长，那么连线本身的电阻和电感也比照大，暂态大电流流过连线时，将产生比照大的电阻电压降和电感电压降学会利用别人的经历来成就自己点评回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 5# sociv 发表于 2010-4-16 14:25 |只看该作者 结论： 接地连线应当具有尽量短的长度；接地连线应具有足够的截面，以泄放暂态大电流 放电管的失效模式放电管受到机械碰撞，超耐受的暂态过电压屡次冲击以及内部出现老化后，将发生故障故障的模式〔即失效模式〕有两种：第一种是呈现低放电电压和低绝缘电阻状态；第二种是呈现高放电电压状态 开路故障模式比短路故障模式具有更大的危害性：开路故障模式令人难以及时觉察，从而不能采取补救措施现在的电源SPD产品中，带有失效报警装置，如声，光报警，颜色变化提示等，这些措施的采取对于及时发现和更换已经失效的SPD是有利的。

4 放电管保护应用中存在的问题学会利用别人的经历来成就自己点评回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 6# sociv 发表于 2010-4-16 14:26 |只看该作者 4 放电管保护应用中存在的问题 一、时延脉冲及续流 从暂态过电压到达放电管的ufdc〔直流放电电压〕到其实际动作放电之间，存在一段时延 ， 的大小取决于过电压波的波头上升陡度du/dt 一般不单独使用放电管来保护电子设备，而在放电管后面再增加一些保护元件，以抑制这种时延脉冲 续流：放电管泄放过电流完毕以后，被保护系统的工作电压能维持放电管电弧通道的存在，这种情况称为续流续流的存在对放电管本身和被保护系统具有很大的危害性 熔断器的额定电流高于被保护系统的正常运行电流，其熔断电流小于放电管在电弧区的续流 这种方法会造成供电和信号传输的短时中断，对于要求不高的电子设备可以承受学会利用别人的经历来成就自己点评回复 引用 举报 返回顶部 · 发短消息 · 加为好友 sociv 当前离线 阅读权限200 金币1197  帖子734 UID3522 管理员注册时间2010-3-22 阅读权限200 金币1197  积分3938 帖子734 7# sociv 发表于 2010-4-16 14:26 |只看该作者 二、状态翻转及短路反射 放电管在开场放电时，由开路状态翻转为导通状态，翻转过程中，暂态电流的变化率di/dt很大，这种迅速变化的暂态电流在空间产生暂态电磁场向四周辐射能量，在附近的电源线和信号线上产生干扰，或在周围的电气回路中产生感应电压。

通常采取的抑制方法有屏蔽、减小耦合和滤波等放电管导。