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几种常用浪涌保护器件原理应用资料下载
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2021-03-31
挽你何用
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压敏电阻的主要特点是工作电压范围宽（6～3000V，分若干档），对过压脉冲响应快（纳秒级），耐冲击电流的能力强（100～2000A），漏电流小（微安级），电阻温度系数小，性优价廉，体积小，是一种理想的保护元件，可以构成过压保护电路、消噪电路、消火花电路、吸收回路。在供电网络叠加有过电压脉冲时，接压敏电阻后，过电压峰值波形削平，限制在一定的幅度内。在开启或关闭带有感性、容性的负载电路时，直流波形出现开关尖脉冲，压敏电阻在电路中能吸收这种反电功势，从而有效的保护开关电路不受损害。
常用的压敏电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻，其中氧化锌压敏电阻应用更为广泛，它是以氧化锌为主要原料，添加多种微量金属氧化物，经混合成型、烧结装配而成的一种新型理想的过压保护器件，它的导电值随施加电压的改变而呈非线性变化，人们称它为压敏电阻或浪涌吸收器。
标称电压或压敏电压U1mA：在直流电压条件下，压敏电阻流过规定的电流时，压敏电阻的端电压称为压敏电阻的压敏电压。
测试电流I1mA：与压敏电压相对应的电流称为测试电流，通常测试电流规定为直流1mA。
电压比：压敏电阻流过规定大小的电流时产生的直流压降与压敏电压的比值称为电压比。
电压变化率：压敏电阻在冲击试验前后，压敏电压相对变化的百分比称为电压变化率。公式如下：
电压变化率=(U1-U2)*100%
漏电流（μA）：当元件两端电压等于规定电流下两端电压的75%时，压敏电阻上所通过的直流电流称为漏电流。
额定功率P：在规定的环境温度下压敏电阻的负荷功率称为额定功率。
压敏电阻不是一般意义上的电阻。它是由用绝缘膜隔离金属氧化物（如氧化锌）颗粒构成的，国外称为MOV（Metal Oxide Varistor），在低电压下具有很大电阻,很小的漏电流；当加高电压时，压敏电阻中绝缘膜变成导体，电压稍微增加，电流急剧增大，类似于稳压管击穿特性，可以承受很大的瞬时功率。
放电管（Gas Tube）是防雷保护设备中应用最广泛的一种开关器件，无论是交直流电源的防雷还是各种信号电路的防雷，都可以用它来将雷电流泄放入大地。其主要特点是：放电电流大，极间电容小（≤3pF），绝缘电阻高（≥109Ω），击穿电压分散性较大（±20%），反应速度较慢（最快为0.1～0.2μs）。按电极数分，有二极放电管和三极放电管（相当于两个二极放电管串联）两种。其外形为圆柱形,有带引线和不带引线两种结构形式（有的还带有过热时短路的保护卡）。
工作原理： 气体放电管由封装在充满惰性气体的陶瓷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70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，气体放电管是一个绝缘体(电阻Rohm>100MΩ)。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，大约降几十伏。气体放电管受到瞬态高能量冲击时，它能以10-6秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，通过高达数十千安的浪涌电流。
特性曲线：
Vs导通电压，Vg辉光电压，Vf弧光电压，Va熄弧电压
特点：
优点：①击穿（导通）前相当于开路，电阻很大，没有漏电流或漏电流很小；②击穿（导通）后相当于短路，可通过很大的电流，压降很小；③脉冲通流容量（峰值电流）很大；2.5kA~100kA；④具有双向对称特性。⑤电容值很小，小于3pF。 缺点：①由于气体电离需要一定的时间，所以响应速度较慢，反应时间一般为0.2～0.3μs(200～300ns)，最快也有0.1μs(100ns)左右，在它未导通前，会有一个幅度较大的尖脉冲漏过去，而起不到保护作用。②击穿电压一致性较差，分散性较大，一般为±20%。③击穿电压只有几个特定值。
选型及其应用：
①在快速脉冲冲击下，陶瓷气体放电管气体电离需要一定的时间（一般为0.2～0.3μs，最快的也有0.1μs左右），因而有一个幅度较高的尖脉冲会泄漏到后面去。若要抑制这个尖脉冲，有以下几种方法：a、在放电管上并联电容器或压敏电阻；b、在放电管后串联电感或留一段长度适当的传输线，使尖脉冲衰减到较低的电平；c、采用两级保护电路，以放电管作为第一级，以TVS管或半导体过压保护器作为第二级，两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。 ②直流击穿电压Vsdc的选择：直流击穿电压Vsdc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的1.2倍以上。 ③冲击放电电流的选择：要根据线路上可能出现的最大浪涌电流或需要防护的最大浪涌电流选择。放电管冲击放电电流应按标称冲击放电电流（或单次冲击放电电流的一半）来计算 ④陶瓷气体放电管因击穿电压误差较大，一般不作并联使用。 ⑤续流问题：为了使放电管在冲击击穿后能正常熄弧，在有可能出现续流的地方（如有源电路中），可以在放电管上串联压敏电阻或自恢复保险丝等限制续流，使它小于放电管的维持电流。
压敏电阻和气体放电管是两种常见的电路保护元件：
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