标签: 陶瓷气体放电管

    凡是有过电压发生的地方，就有陶瓷气体放电管的用武之地，但要用好陶瓷气体放电管则需要根据实际工作线路参考陶瓷气体放电管的各项指标选用适当的陶瓷气体放电管，否则会适得其反。以下是在设计及使用时必须注意的几点： 1） 陶瓷气体放电管的加入不能影响线路的正常工作，这就要保证陶瓷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。据此确定所需陶瓷气体放电管的标称直流击穿电压值。例如：在电话线的过电压防护中，常态时，电话线两线间的电压为48V，但当振铃信号来时，两线间的峰值电压可达175V左右，因此，此时选用的陶瓷气体陶瓷气体放电管的直流击穿电压的下限值必须高于175V，考虑到留点余量，所以一般选用直流击穿电压值下限为190V（标称直流击穿电压值为230V）的陶瓷气体陶瓷气体放电管。 2） 确定线路所能承受的最高瞬时电压值，要确保陶瓷气体放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。以确保当瞬间过压来临时，陶瓷气体放电管的反映速度快于线路的反映速度，抢先一步将过电压限制在安全值。这是陶瓷气体放电管的一个最重要的指标。例如：上例所述的电话线上，如果只用于保护一般的电话机，则只需选用冲击击穿电压小于800V（实测典型值为650V左右）的陶瓷气体放电管，但若被保护对象为更精密的设备（如传真机等），则可选用我公司陶瓷气体放电管（实测典型值不到400V）。 3） 根据线路中可能窜入的冲击电流强度，确定所选用陶瓷气体放电管必须达到的耐冲击电流能力（如：在室外一般选用10kA以上等级；在入室端一般选用5kA等级；在设备终端处一般选用1kA左右等级）。 4） 当过电压消失后，要确保陶瓷气体放电管及时熄灭，以免影响线路的正常工作。这就要求陶瓷气体放电管的过保持电压尽可能高，以保证正常线路工作电压不会引起陶瓷气体放电管的持续导通（即续流问题）。由于陶瓷气体放电管有一个特点是：维持陶瓷气体放电管持续放电的电压值要远小于陶瓷气体放电管的击穿电压值。一般用户没有测试条件，无法判定此项指标好坏，在此提供一种简单判定办法，以标称直流击穿电压为230V的陶瓷气体放电管为例：找一可调直流稳压电源，在其输出串联一51K左右限流电阻再接到陶瓷气体放电管的二电极，将输出电压由小逐渐调高直至陶瓷气体放电管放电，然后再慢慢调低电源输出电压，观察陶瓷气体放电管熄灭时的电压值，一般的陶瓷气体放电管此值均为60V左右，而我公司以及国际上一流公司的陶瓷气体放电管此值可以做到200V左右。另外，我公司的专用于交流电源防雷，彻底解决了电源防护中的续流问题。 5） 若过电压持续的时间很长，陶瓷气体陶瓷气体放电管的长时间动作将产生很高的热量。为了防止该热量所造成的保护设备或者终端设备的损坏同时也为了防止发生任何可能的火灾，陶瓷气体陶瓷气体放电管此时必须配上适当的短路装置，我们称之为FS装置(Fail-safe 即“失效保护装置”)。如我们的**RS系列均配有FS装置。 6） 根据应用空间的大小，选择合适体积的陶瓷气体放电管。我公司生产的陶瓷气体放电管体积从最大的直径为12毫米的系列到最小的3毫米见方的贴片陶瓷气体放电管。  

    陶瓷气体放电管 （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（≥100MΩ ），击穿电压分散性较大（±20%），反应速度较慢（最快为0.1～0.2μ s）。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）。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。 陶瓷气体放电管工作原理：     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Rohm100MΩ)。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。 陶瓷气体放电管运用领域：     由于GDT脉冲电压高、击穿电压分散性大、响应速率较慢及存在续流问题等特点。使其在使用时避免直接并联在电路上同时常用于二级保护以避免残压过高。其运用包括：AC电源、开关电源、RS485、网卡、电话机、传真机等通讯设备中。一般室外使用在10KA以上，室内一般在5KA左右，终端设备在1KA左右。     优恩半导体气体放电管体积小巧，提供引线型和表面贴装型配置，浪涌处理能力强。 它们对瞬态过电压活动响应极快，能够耗散大量能量，因而大大降低了设备损坏的风险。 本产品对能量的超强耗散能力使其成为提供雷击浪涌保护的不二选择，尤其适用于户外的电信设备。

  陶瓷气体放电管工作原理及选型应用【SOCAY】                      SOCAY （Sylvia）   1、 产品简述 陶瓷气体放电管（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（≥10 9 Ω ），击穿电压分散性较大（±20%），反应速度较慢（最快为0.1～0.2 μ s）。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）。   2、 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 Rohm100M Ω) 。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。   3 、特性曲线          Vs 导通电压， Vg 辉光电压， Vf 弧光电压， Va 熄弧电压   4 、主要特性参数 ①直流击穿电压Vsdc：在放电管上施加100V/s的直流电压时的击穿电压值。这是放电管的标称电压，常用的有90V、150V、230V、350V、470V、600V、800V等几种，我们有最高3000V、最低70V的。其误差范围：一般为±20%，也有的为±15%。 ②脉冲（冲击）击穿电压Vsi：在放电管上施加1kV/ μ s的脉冲电压时的击穿电压值。因反应速度较慢，脉冲击穿电压要比直流击穿电压高得多。 陶瓷气体放电管对低上升速率和高上升速率电压的响应如下图所示。   ③冲击放电电流Idi：分为8/20 μ s波（短波）和10/1000 μ s波（长波）冲击放电电流两种。常用的是8/20 μ s波。冲击放电电流又分为单次冲击放电电流（8/20 μ s波冲击1次）和标称冲击放电电流（8/20 μ s波冲击10次），一般后者约为前者的一半左右，有2.5 kA、5 kA、10 kA、20 kA …… 等规格。   5 、命名规则   6 、封装及分类 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）。 两极： 1206-xxxAHIP Series 1812-xxxCHIP Series 2E-8*6(S) Series 2E-4 Series 2E-5 Series 2E-6 Series 2E-7 Series 2E-8*6 Series 2E-8*8 Series 三极： 3E-5(S) Series 3E-5(SS) Series 3E-6 Series 3E-7 Series 3E-8 Series 3E-8(T) Series   7 、产品特点 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。   8 、选型及应用 使用指导： 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0.2～0.3 μ s，最快的也有0.1 μ s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。  

气体放电管设计及使用时必须注意的几点：   　　 1 ）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。据此确定所需放电管的标称直流击穿电压值。 　　 2 ）确定线路所能承受的最高瞬时电压值，要确保放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。以确保当瞬间过压来临时，放电管的反映速度快于线路的反映速度，抢先一步将过电压限制在安全值。这是放电管的一个最重要的指标。 　　 3 ）根据线路中可能窜入的冲击电流强度，确定所选用放电管必须达到的耐冲击电流能力（如：在室外一般选用 10kA 以上等级；在入室端一般选用 5kA 等级；在设备终端处一般选用 1kA 左右等级）。 　　 4 ）当过电压消失后，要确保放电管及时熄灭，以免影响线路的正常工作。这就要求放电管的过保持电压尽可能高，以保证正常线路工作电压不会引起放电管的持续导通（即续流问题）。 　　 5 ）若过电压持续的时间很长，气体放电管的长时间动作将产生很高的热量。为了防止该热量所造成的保护设备或者终端设备的损坏同时也为了防止发生任何可能的火灾，气体放电管此时必须配上适当的短路装置，我们称之为 FS 装置 (  即 “ 失效保护装置 ”) 。 气体放电管选型很重要，在放电管工作中能长期发挥稳定质量保障更重要。    

随着 LED 成本的不断下降，以及各国政府对节能环保的日益重视， LED 灯的市场前景变得越来越广阔。高亮度 LED 灯已经出现在各种各样场合，从户外广告牌、电视 LED 背光灯到交通信号灯、机场跑道导航灯等等。 LED 灯的优势也表现得尤为突出，例如长寿命、高能效以及丰富的色彩。   然而， LED 灯设计师必须首要考虑的还是灯的可靠性问题。对很多场合而言，可靠性的重要性不言而喻：例如一些维护成本交高的户外照明，以及一些极易产生安全隐患的应用，包括交通灯、导航灯等。 LED 是也一种脆弱的半导体固态器件。它的发光原理是二极管的 PN 结正向电压偏置产生光源。 LED 阵列和电源都面临着被瞬态电压、浪涌电流和其它电子问题破坏的风险。   特别是在户外照明应用，由于临近的雷击所产生的静电释放（ ESD ）很容易会引起 LED 故障。作为国内领先的保护器件生产商和方案提供商， LangTuo 电子 有广泛可选的产品，针对以上威胁源，能够提供高性能的 LED 保护方案。   LangTuo 高可靠性、低维修率的户外 LED 照明整体保护解决方案大大降低了 LED 灯的维护成本，延长了使用寿命，提升了产品的品牌价值。