陶瓷氣體放電管指南

ID:518441 · 發表于 2020-9-21 09:25

一、陶瓷氣體放電管工作原理
GDT（Gas Discharge Tubes），中文名：陶瓷氣體放電管，其內部是由一個或一個以上放電間隙內充有惰性氣體構成的密閉器件。該管的電氣性能取決于氣體種類、氣體壓力、內部電極結構、制作工藝等因素。該管可以承受高達數十甚至數百千安培的浪涌電流沖擊，具有極低的結電容，應用于保護電子設備和人身免遭瞬態高電壓的危害。
GDT陶瓷氣體放電管產品分為六大類：
• 陶瓷放電二極管：可分為貼片和直插；
• 陶瓷放電三極管
• 貼片陶瓷放電管
• 低脈沖陶瓷放電管：低脈沖放電二極管和低脈沖放電三極管；
• 大通流陶瓷放電管：大通流放電管和大通流斷續流管；
• 開關放電管
二、該管特點特性
• 結電容低，多數GDT結電容小于2PF，特大通流量GDT結電容在十幾到幾十PF；
• 通流量大，GDT單體8/20us波形的通流量范圍500A-100KA；
• 絕緣阻抗高，普遍在1GΩ以上，不易老化，可靠性高；
• 直流擊穿電壓范圍為：75V-6000V；脈沖擊穿電壓范圍為600V-7800V；
• 尺寸形式多樣化，有貼片插件之分，二極三極之差，圓形和方形電極，滿足不同應用需求；
三、該管選型指南
1）該管的加入前提條件是該管的直流擊穿電壓的下限值必須高于電路中的最大正常工作電壓，才能不能影響電路正常工作。
2）該管的過保持電壓盡可能高，保證電路中工作電壓不會引起持續導通現象。當電路中的過電壓消失后，要確保該管及時熄滅，否則會影響電路的正常運行。
3）確保該管的沖擊擊穿電壓值必須低于電路中所能承受的最高瞬時電壓值。
4）根據線路中可能竄入的沖擊電流強度，確定所選用放電管必須達到的耐沖擊電流能力。
5）必要時，該管配上適當的短路裝置，FS裝置，也叫失效保護裝置。
四、該管參數詳解
• 直流擊穿電壓：DC Spark-over Voltage ，亦稱直流火花放電電壓，是指施加緩慢升高的直流電壓時，GDT火花放電時的電壓；
• 脈沖擊穿電壓： Maximum Impulse Spark-over Voltage，亦稱最大沖擊火花放電電壓，是指施加規定上升率和極性的沖擊電壓，在放電電流流過 GDT 之前，其兩端子間的電壓最大值；
• 標稱沖擊放電電流： Nominal Impulse Discharge Current，是指給定波形的沖擊電流峰值，一般為 8/20μs 的脈沖電流波形，為GDT的額定值；
• 耐沖擊電流壽命： Impulse Life，衡量GDT 耐受多次沖擊電流的能力，在一定程度上反映了GDT的穩定性及可靠性，一般施加10/1000μs的脈沖電流若干次；
• 耐交流電流：AC Discharge Current；
• 最小絕緣電阻： Minimum Insulation Resistance，施加一定的直流電壓測量；
• 最大極間電容：Maximum Capacitance，也叫最大結電容；
五、該管選型事項
1）直流擊穿電壓選取應該參考電路的工作電壓，其電壓值應該大于被保護線路的最大工作電壓。
2）脈沖擊穿電壓要考慮浪涌測試等級，一般浪涌測試波形的上升時間為微秒級的脈沖波形，如 8/20μs 電流波和 10/700μs 電壓波，與 GDT 脈沖擊穿電壓測量電壓上升速率 1000V/μs 為一個數量級，如采用 10/700μs 的波形測試 4000V，GDT 的脈沖擊穿電壓要小于 4000V，這樣在測試時 GDT 才能導通。
3）GDT由于擊穿電壓誤差大，一般不并聯使用在電路中；
4）GDT是一種開關型過電壓保護器件，導通后電壓較低，不能單獨應用于較高的電源線保護，可以在GDT上串聯MOV或PTC等限制續流的問題；
5）要根據電路設計布局選擇封裝形式。GDT封裝的大小反應其防護等級大小，封裝越大耐沖擊電流的能力越強，防護等級就越高。
六、該管典型應用
該管廣泛應用于通信、安防、工業等電子產品的通信線及電源線保護。當被應用在電源線防護時，該管與壓敏電阻或TVS二極管串聯，作為第一級防護。

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