氣體放電管在浪涌抑制電路的應用

5 氣體放電管的主要參數(shù)

1）反應時間指從外加電壓超過擊穿電壓到產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的時間，氣體放電管反應時間一般在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）直流擊穿電壓當外施電壓以500V/s的速率上升，放電管產(chǎn)生火花時的電壓為擊穿電壓。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，如圖2所示。

7）絕緣電阻是指在外施50或100V直流電壓時測量的氣體放電管電阻,一般>1010Ω。

圖2 電流—電壓特性曲線

6 氣體放電管的應用示例

1）電話機/傳真機等各類通訊設備防雷應用

如圖3所示。特點為低電流量，高持續(xù)電源，無漏電流，高可靠性。

圖3 通訊設備防雷應用

2）氣體放電管和壓敏電阻組合構成的抑制電路

圖4是氣體放電管和壓敏電阻組合構成的浪涌抑制電路。由于壓敏電阻有一致命缺點：具有不穩(wěn)定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。為解決這一問題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。但這又帶來了缺點就是反應時間為各器件的反應時間之和。例如壓敏電阻的反應時間為25ns，氣體放電管的反應時間為100ns，則圖4的R₂,G,R₃的反應時間為150ns，為改善反應時間加入R₁壓敏電阻,這樣可使反應時間為25ns。

圖4 氣體放電管和壓敏電阻配合應用

3）氣體放電管在綜合浪涌保護系統(tǒng)中的應用

自動控制系統(tǒng)所需的浪涌保護系統(tǒng)一般由二級或三級組成，利用各種浪涌抑制器件的特點，可以實現(xiàn)可靠保護。氣體放電管一般放在線路輸入端，做為一級浪涌保護器件，承受大的浪涌電流。二級保護器件采用壓敏電阻，在μs級時間范圍內(nèi)更快地響應。對于高靈敏的電子電路，可采用三級保護器件TVS，在ps級時間范圍內(nèi)對浪涌電壓產(chǎn)生響應。如圖5所示。當雷電等浪涌到來時，TVS首先起動，會把瞬間過電壓精確控制在一定的水平；如果浪涌電流大，則壓敏電阻起動，并泄放一定的浪涌電流；兩端的電壓會有所提高，直至推動前級氣體放電管的放電，把大電流泄放到地。

圖5 三級保護

7 結語

各種電子系統(tǒng)，以及通信網(wǎng)絡等，經(jīng)常會受到外來的電磁干擾，這些干擾主要來自電源線路的暫態(tài)過程、雷擊閃電、以及宇宙射電等。這些干擾會使得系統(tǒng)動作失誤甚至硬件損壞。針對這些問題，要做好全面的預防保護措施，就需要先找到問題的根源，再選用合適的浪涌抑制器件予以解決。