浪涌保護(hù)器件介紹

壓敏電阻、氣體放電管、TVS管（瞬間抑制二極管）三種器件都限壓型的浪涌保護(hù)器件，都被用來在電路中用作浪涌保護(hù)，那么他們有什么之間有什么差異呢？

壓敏電阻

壓敏電阻的響應(yīng)時間為ns級，比氣體放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千PF的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會增加漏電流，在設(shè)計(jì)防護(hù)電路時需要充分考慮。

TVS管

TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓，但是齊納擊穿電流更小，大于10V的穩(wěn)壓只有1mA，相對來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少，但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。

在電路中一般工作于反向截止?fàn)顟B(tài)，此時它不影響電路的任何功能。TVS在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下，當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流時，它在極短的時間內(nèi)（最高可達(dá)到1×10-12秒）迅速轉(zhuǎn)入反向?qū)顟B(tài)，并將電路的電壓箝位在所要求的安全數(shù)值上，從而有效的保護(hù)電子線路中精密元器件免受損壞。

氣體放電管

氣體放電管就是壓敏開關(guān)。常用的放電管脈沖擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處于斷路狀態(tài)，電阻很大，電容很小。

一旦脈沖過壓達(dá)到放電管的脈沖擊穿電壓，極間的電場強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時，就引起間隙放電，管內(nèi)氣體電離，放電管導(dǎo)通，由原來的斷路狀態(tài)變?yōu)榻贫搪罚@時放電管導(dǎo)通電阻很小，可以通過很大的沖擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯(lián)接的其它器件和電路避免受到浪涌沖擊而損壞。當(dāng)放電結(jié)束，放電管熄滅，內(nèi)阻立即返回?cái)?shù)百兆歐姆。

放電管常用于多級保護(hù)電路中的第一級或前兩級，起泄放雷電暫態(tài)過電流和限制過電壓作用。

在反應(yīng)時間上，壓敏電阻介于TVS和氣體放電管之間，TVS管為PS級，壓敏電阻略慢，為ns級；而氣體放電管最慢，通常為幾十個ns甚至更多。

在通流容量上，壓敏電同樣介于TVS和氣體放電管之間，TVS管通常只有幾百A；而壓敏電阻按不同規(guī)格，可通過數(shù)KA到數(shù)十KA的單次8/20us浪涌電流；而對于氣體放電管來說通常十KA級別8/20uS浪涌電流可導(dǎo)通數(shù)百次。

從原理上看，TVS管基于二極管雪崩效應(yīng)； 壓敏電阻器基于氧化鋅晶粒間的勢壘作用；

而氣體放電管則是基于氣體擊穿放電。

在電壓范圍方面，TVS管通常為5.5V到550V； 壓敏電阻的范圍較寬，可從10V到9000V；

而氣體放電管可從75V到3500V。

上圖中，氣體放電管的加入不能影響線路的正常工作，這就要保證氣體放電管的直流擊穿電壓的下限值必須高于線路的最大正常工作電壓（留有余量，并考慮離散性）。據(jù)此確定所需放電管的標(biāo)稱直流擊穿電壓值。所以氣體放電管的選型為標(biāo)稱直流擊穿電壓600V（LT-B5G600L）

壓敏電阻的選取：實(shí)際電路中的最大工作鍛壓必須低于壓敏電阻規(guī)格表中所列出的“最大連續(xù)工作電壓”。還要實(shí)際考慮到電網(wǎng)的波動幅度，選取壓敏電壓要留有裕量。選型為：14D561K、14D471K。

一個微機(jī)電源采用TVS作線路保護(hù)的原理圖，由圖可見：

1. 在進(jìn)線的220V~處加TVS管抑制220V~交流電網(wǎng)中尖峰干擾。

2. 在變壓器進(jìn)線加上干擾濾波器，濾除小尖峰干擾。

3. 在變壓輸出端V~=20V處又加上TVS管，再一次抑制干擾。

4. 到了直流10V輸出時還加上TVS管抑制干擾。

其中：

雙向TVS管D1的VRWM=220V~×1.4=308V左右

雙向TVS管D2的VRWM=20V~×1.4=28V左右

單向TVS管D3的VRWM=10V~×1.2=12V左右

審核編輯：湯梓紅