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陶瓷氣體放電管是怎樣的工作流程?
在電路保護的雷擊浪涌、瞬態浪涌、過電壓等防護方案中會大量用到陶瓷氣體放電管,踏歌電子的陶瓷氣體放電管包括貼片陶瓷氣體放電管、插件陶瓷氣體放電管、二極管陶瓷氣體放電管和三極管陶瓷氣體放電管,電壓范圍從75V—3500V,超過一百多種規格;陶瓷氣體放電管采用陶瓷密閉封裝,內部由兩個或多個帶間隙的金屬電極,充以惰性氣體氬氣,氖氣構成,當加到兩電極端的電壓達到使陶瓷氣體放電管內的氣體擊穿時,氣體放電管開始放電,由高阻抗變成低阻抗,使浪涌電壓迅速短路至接近零電壓,并將過電流釋放入地,從而對后續電路起到保護作用。
本篇小編將詳細為大家講解陶瓷氣體放電管的工作原理。在前麵,小編有介紹過,陶瓷氣體放電管是由封裝在充滿惰性氣體的陶瓷管中相隔一定距離的兩個電極組成。其電氣性能基本上取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離,中間所充的氣體主要是氖或氬, 并保持一定壓力,電極表麵涂以發射劑以減少電子發射能。這些措施使得動作電壓可以調整(一般是70伏到幾千伏),而且可以保持在一個確定的誤差范圍內。當其兩端電壓低于放電電壓時,氣體放電管是一個絕緣體(電阻Rohm>100MΩ)。當其兩端電壓升高到大于放電電壓時,產生弧光放電,氣體電離放電后由高阻抗轉為低阻抗, 使其兩端電壓迅速降低,大約降幾十伏。氣體放電管受到瞬態高能量衝擊時,它能以10-6秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變為低阻抗,通過高達數十千安的浪涌電流。 更多知識請繼續關注踏歌電子,陶瓷氣體放電管工作原理,陶瓷氣體放電管是如何工作的,歡迎諮詢踏歌電子。
1、如何有效防止瞬間過電壓?
在日常生活、工作中,電子線路中瞬間過電壓是經常發生的。造成異常過電壓的原因有雷擊、電力線路和通信線路之間的偶然接觸、由于誤操作而導致裝置的電源電壓意外升高以及在開關動作過程中所出現的浪涌電壓。如果不及時處理,瞬間的過電壓不僅會造成半導體、集成電路以及設備內部精密元器件的損壞,而且會對人身安全造成威脅。
因此,如果電器設備要具有高的可靠性和長壽命,就必須對過電壓進行有效防護。較有效地防止瞬間過電壓建議您選擇氣體放電管。
放電管是一由電壓導通的開關型器件,使用中并聯在被保護設備線與線或線與地端。當外來浪涌電壓未達其動作電壓時,放電管呈高阻(絕緣電阻達1000MΩ以上)狀態,而一旦浪涌電壓達到其動作電壓時,放電管內部放電間隙立即發生電擊穿現象,此時放電管相當于一良導體,浪涌電壓在50ns時間內即被迅速短路至接近零電壓,浪涌電流被迅速導入地,從而對設備起到保護作用。當浪涌電壓消失時,放電管則立即熄滅并恢複為高阻狀態,靜待下一次的動作。
2、陶瓷氣體放電管的內部結構
陶瓷氣體放電管GDT是在放電間隙內充入適當的氣體介質,配以高活性的電子發射材料及放電誘導設計,通過真空釺焊而製成的一種特金瓷氣體放電器件,它主要用于瞬時大電壓的過電壓保護。
陶瓷放電管并聯在線路中,在正常情況下,放電管因其特有的高阻抗及低電容特性,對線路的正常工作幾乎沒有任何影響。當有異常浪涌竄入時,放電管以納秒的速度響應,首先被擊穿放電,其阻抗迅速下降,幾乎呈短路狀態,此時放電管將浪涌電流通過地線泄放給大地,從而保護了線路及元件。當異常浪涌消失后,放電管又迅速恢複到高阻狀態,線路繼續正常工作。
3、陶瓷氣體放電管的使用指導
一直流擊穿電壓VS的選擇:直流擊穿電壓VSdc的最小值應大于可能出現的最高電源峰值電壓或最高信號電壓的1.2倍以上。
二在快速脈衝衝擊下,陶瓷氣體放電管氣體電離需要一定的時間(一般為0.2~0.3μs,最快的也有0.1μs左右),因而有一個幅度較高的尖脈衝會泄漏到后麵去。若要抑製這個尖脈衝,有以下幾種方法:a、在放電管上并聯電容器或壓敏電阻;b、在放電管后串聯電感或留一段長度適當的傳輸線,使尖脈衝衰減到較低的電平;c、采用兩級保護電路,以放電管作為第一級,以TVS管或半導體過壓保護器作為第二級,兩級之間用電阻、電感或自恢複保險絲隔離。
③衝擊放電電流的選擇:要根據線路上可能出現的最大浪涌電流或需要防護的最大浪涌電流選擇。放電管衝擊放電電流應按標稱衝擊放電電流(或單次衝擊放電電流的一半)來計算。
四續流問題:為了使放電管在衝擊擊穿后能正常熄弧,在有可能出現續流的地方(如有源電路中),可以在放電管上串聯壓敏電阻或自恢複保險絲等限製續流,使它小于放電管的維持電流。
伍陶瓷氣體放電管因擊穿電壓誤差較大,一般不作并聯使用。