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700/REEL

陶瓷氣體放電管是防雷保護設備中應用最廣泛的一種開關器件，
串聯於線路中，可用在交直流電源、各種信號電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。
它是把一對放電間隙封裝在充以放電介質（惰性氣體)的陶瓷管中構成的。
按電極數分，有二極放電管和三極放電管（相當於兩個二極放電管串聯）兩種。
其外形為圓柱形,有帶引線和不帶引線兩種結構形式（有的還帶有過熱時短路的保護）


陶瓷放電管 -簡介

陶瓷放電管

陶瓷放電管用陶瓷密閉封裝，內部由兩個或多個帶間隙的金屬電極，充以惰性氣體氬氣、氖氣構成，
當加到兩電極端的電壓達到使氣體放電管內的氣體擊穿時，
氣體放電管開始放電，由高阻抗變成低阻抗，使浪涌電壓訊速短路至接近零電壓，
並將過電流釋放入地，從而對後續電路起到保護作用。
當浪涌電壓消失後，陶瓷放電管熄滅恢復到高阻抗狀態，
等待下一次動作，陶瓷放電管常用於多級保護電路中的第一級或前兩級，起泄放雷電暫態過電流和限制過電壓作用。 

陶瓷放電管 -原理

陶瓷氣體放電管的基本原理就是氣體放電。
常用的放電管脈衝擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處於斷路狀態，
電阻很大，電容很小。
一旦脈衝過壓達到放電管的脈衝擊穿電壓，極間的電場強度超過氣體的擊穿強度時，
就引起間隙放電，管內氣體電離，放電管導通，由原來的斷路狀態變為近似短路。這時放電管導通電阻很小，
可以通過很大的衝擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯接的其它器件和電路避免受到浪涌衝擊而損壞。


陶瓷放電管 -應用

用於電源防雷器共模電路中將雷電流泄放入地，也可用在差模電路中與壓敏電阻串聯而阻斷其漏電流。
在信號防雷器中常用於第一級泄放浪涌電流，由於其反應速度慢，還要用第二級作限壓保護。
陶瓷氣體放電管屬於開關組件，導通時兩端電壓很低，不能直接用在有源電路中作差模保護。
必須用時，應串聯限流組件，以防導通時形成過大的電流而損壞，甚至引起火災；浪涌過後能恢復至斷路狀態。


陶瓷放電管 -特點

優點：通流容量大，極間電容小（≤3pF），絕緣電阻高（≥109Ω），基本沒有漏電流；
缺點：擊穿電壓分散性較大（±20%），反應速度較慢（最短為0.1～0.2μs），可靠性較差，多次衝擊易老化。


陶瓷放電管 -選型

不能直接用在電源上做差模保護
擊穿電壓>線路上最大信號電頻電壓
耐電流>=線路上可能出現的最大異常電流
脈衝擊穿電壓<被保護線路電壓

陶瓷放電管 -使用指導

① 快速脈衝衝擊下，陶瓷氣體放電管氣體電離需要一定的時間（一般為0.2～0.3μs，最快的也有0.1μs左右），
因而有一個幅度較高的尖脈衝會泄漏到後面去。若要抑制這個尖脈衝，有以下幾種方法：a、在放電管上並聯電容器或壓敏電阻；b、
在放電管后串聯電感或留一段長度適當的傳輸線，使尖脈衝衰減到較低的電平；c、採用兩級保護電路，
以放電管作為第一級，以TVS管或半導體過壓保護器作為第二級，兩級之間用電阻、電感或自恢復保險絲隔離。

② 流擊穿電壓VS的選擇：直流擊穿電壓VSdc的最小值應大於可能出現的最高電源峰值電壓或最高信號電壓的1.2倍以上。

③ 擊放電電流的選擇：要根據線路上可能出現的最大浪涌電流或需要防護的最大浪涌電流選擇。
放電管衝擊放電電流應按標稱衝擊放電電流（或單次衝擊放電電流的一半）來計算。

④ 陶瓷氣體放電管因擊穿電壓誤差較大，一般不作並聯使用。

⑤ 續流問題：為了使放電管在衝擊擊穿后能正常熄弧，在有可能出現續流的地方（如有源電路中），
可以在放電管上串聯壓敏電阻或自恢復保險絲等限制續流，使它小於放電管的維持電流。


陶瓷氣體放電管的優缺點及選型

陶瓷氣體放電管的優點：
1、擊穿（導通）前相當於開路，電阻很大，沒有漏電流或漏電流很小；
2、擊穿（導通）後相當於短路，可通過很大的電流，壓降很小；
3、脈衝通流容量（峰值電流）很大；2.5kA~100kA；
4、具有雙向對稱特性。
5、電容值很小，小於3pF。

陶瓷氣體放電管的缺點：
1、由於氣體電離需要一定的時間，所以回應速度較慢，反應時間一般為 0.2～ 0.3μs(200～300ns)，
最快也有0.1μs(100ns)左右，在它未導通前，會有一個幅度較大的尖脈衝漏過去，而起不到保護作用； 

2、擊穿電壓一致性較差，分散性較大，一般為±20%； 

陶瓷氣體放電管的選型：
1、在快速脈衝衝擊下，陶瓷氣體放電管氣體電離需要一定的時間（一般為0.2～0.3μ s，最快的也有0.1μ s左右），
因而有一個幅度較高的尖脈衝會洩漏到後麵去。若要抑製這個尖脈衝，有以下 幾種方法：a、
在放電管上並聯電容器或壓敏電阻；b、在放電管後串聯電感或留一段長度適當的傳輸線，
使尖脈衝衰減到較低的電平；c、採用兩級保護電路，以放電管作為第一級，以TVS管或半導體過壓保護器作為第二級，兩級之間用電阻、電感或自恢復保險絲隔離。

2、直流擊穿電壓Vsdc的選擇：直流擊穿電壓Vsdc的最小值應大於可能出現的最高電源峰值電壓或最高信號電壓的1.2倍以上。
3、衝擊放電電流的選擇：要根據線路上可能出現的最大浪湧電流或需要防護的最大浪湧電流選擇。
放電管衝擊放電電流應按標稱衝擊放電電流（或單次衝擊放電電流的一半）來計算 。

4、陶瓷氣體放電管因擊穿電壓誤差較大，一般不作並聯使用。
5、續流問題：為了使放電管在衝擊擊穿後能正常熄弧，在有可能出現續流的地方（如有源電路中） ，
可以在放電管上串聯壓敏電阻或自恢復保險絲等限製續流，使它小於放電管的維持電流。