浪涌保护器件介绍

压敏电阻、气体放电管、TVS管（瞬间抑制二极管）三种器件都限压型的浪涌保护器件，都被用来在电路中用作浪涌保护，那么他们有什么之间有什么差异呢？

压敏电阻

压敏电阻的响应时间为ns级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千PF的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。

TVS管

TVS和齐纳稳压管都能用作稳压，但是齐纳击穿电流更小，大于10V的稳压只有1mA，相对来说要比齐纳二极管击穿电流要大不少，但是齐纳二极管稳压精度可以做的比较高。

在电路中一般工作于反向截止状态，此时它不影响电路的任何功能。TVS在规定的反向应用条件下，当电路中由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流时，它在极短的时间内（最高可达到1×10-12秒）迅速转入反向导通状态，并将电路的电压箝位在所要求的安全数值上，从而有效的保护电子线路中精密元器件免受损坏。

气体放电管

气体放电管就是压敏开关。常用的放电管脉冲击穿电压在几百伏到一千多伏，放电管原先处于断路状态，电阻很大，电容很小。

一旦脉冲过压达到放电管的脉冲击穿电压，极间的电场强度超过气体的击穿强度时，就引起间隙放电，管内气体电离，放电管导通，由原来的断路状态变为近似短路，这时放电管导通电阻很小，可以通过很大的冲击电流从而将浪涌电流泄放到地，使与放电管联接的其它器件和电路避免受到浪涌冲击而损坏。当放电结束，放电管熄灭，内阻立即返回数百兆欧姆。

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。

在反应时间上，压敏电阻介于TVS和气体放电管之间，TVS管为PS级，压敏电阻略慢，为ns级；而气体放电管最慢，通常为几十个ns甚至更多。

在通流容量上，压敏电同样介于TVS和气体放电管之间，TVS管通常只有几百A；而压敏电阻按不同规格，可通过数KA到数十KA的单次8/20us浪涌电流；而对于气体放电管来说通常十KA级别8/20uS浪涌电流可导通数百次。

从原理上看，TVS管基于二极管雪崩效应； 压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用；

而气体放电管则是基于气体击穿放电。

在电压范围方面，TVS管通常为5.5V到550V； 压敏电阻的范围较宽，可从10V到9000V；

而气体放电管可从75V到3500V。

上图中，气体放电管的加入不能影响线路的正常工作，这就要保证气体放电管的直流击穿电压的下限值必须高于线路的最大正常工作电压（留有余量，并考虑离散性）。据此确定所需放电管的标称直流击穿电压值。所以气体放电管的选型为标称直流击穿电压600V（LT-B5G600L）

压敏电阻的选取：实际电路中的最大工作锻压必须低于压敏电阻规格表中所列出的“最大连续工作电压”。还要实际考虑到电网的波动幅度，选取压敏电压要留有裕量。选型为：14D561K、14D471K。

一个微机电源采用TVS作线路保护的原理图，由图可见：

1. 在进线的220V~处加TVS管抑制220V~交流电网中尖峰干扰。

2. 在变压器进线加上干扰滤波器，滤除小尖峰干扰。

3. 在变压输出端V~=20V处又加上TVS管，再一次抑制干扰。

4. 到了直流10V输出时还加上TVS管抑制干扰。

其中：

双向TVS管D1的VRWM=220V~×1.4=308V左右

双向TVS管D2的VRWM=20V~×1.4=28V左右

单向TVS管D3的VRWM=10V~×1.2=12V左右

审核编辑：汤梓红