首页 | 新闻 | 新品 | 文库 | 方案 | 视频 | 下载 | 商城 | 开发板 | 数据中心 | 座谈新版 | 培训 | 工具 | 博客 | 论坛 | 百科 | GEC | 活动 | 主题月 | 电子展
返回列表 回复 发帖

雷击浪涌的防护 3

雷击浪涌的防护 3

气体放电管



        气体放电管指作过电压保护用的避雷管或天线开关管一类,管内有二个或多个电极,充有一定量的惰性气体。气体放电管是一种间隙式的防雷保护元件,它用在通信系统的防雷保护。

        放电管的工作原理是气体间隙放电i当放电管两极之间施加一定电压时,便在极间产生不均匀电场:在此电场作用下,管内气体开始游离,当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时,两极之间的间隙将放电击穿,由原来的绝缘状态转化为导电状态,导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平,这种残压一般很低,从而使得与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。


        气体放电管有的是以玻璃作为管子的封装外壳.也有的用陶瓷作为封装外壳,放电管内充入电气性能稳定的惰性气体(如氩气和氖气等),常用放电管的放电电极一般为两个、三个,电极之间由惰性气体隔开。按电极个数的设置来划分,放电管可分为二极、三极放电管。


        陶瓷二极放电管由纯铁电极、镍铬钴合金帽、银铜焊帽和陶瓷管体等主要部件构成。管内放电电极上涂覆有放射性氧化物,管体内壁也涂覆有放射性元素,用于改善放电特性。放电电极主要有杆形和杯形两种结构,在杆形电极的放电管中,电极与管体壁之间还要加装一个圆筒热屏,该热屏可以使陶瓷管体受热趋于均匀,不致出现局部过热而引起管断裂。热屏内也涂覆放射性氧化物,以进一步减小放电分散性。在杯形电极的放电管中,杯口处装有钼网,杯内装有铯元素,其作用也是减小放电分散性。


        三极放电管也是由纯铁电极、镍铬钴合金帽、银铜焊帽和陶瓷管体等部件构成。与二极放电管不同,在三极放电管中增加了镍铬钴合金圆筒,作为第三极,即接地电极。



        主要参数:
        (1)直流击穿电压。此值由施加一个低上升速率(dv/dt=100V/s)的电压值来决定。
        (2)冲击(或浪涌)击穿电压。它代表放电管的动态特性,常用上升速率为dv/dt=1kV/us的电压值来决定。
        (3)标称冲击放电电流。8/20us波形(前沿8us,半峰持续时间20us)的额定放电电流,通常放电10次。
        (4)标准放电电流。通过50Hz交流电流的额定有效值,规定每次放电的时间为1s,放电10次。
        (5)最大单次冲击放电电流。对8/20us电流波的单次最大放电电流。
        (6)耐工频电流值。对8/20us电流波的单次最大放电电流。对50Hz交流电,能经受连续9个周波的最大电流的有效值。
        (7)绝缘电阻。对8/20us电流波的单次最大放电电流。对50Hz交流电,能经受连续9个周波的最大电流的有效值。
        (8)电容。放电管电极间的电容,一般在2~10pF之间,是所有瞬变干扰吸收器件中最小的。




金属氧化物压敏电阻



         压敏电阻一般都是以氧化锌为主要成分,另加少量的其它金属氧化物(颗粒),如:鈷、猛、铋等压制而成。由于两种不同性质的物体组合在一起,相当于一个PN结(二极管),因此,压敏电阻相当于众多的PN结串、并联组成。









5、超高浪涌电压抑制电路




实例1



        上图是一个可抗击较强雷电浪涌脉冲电压的电原理图,图中:G1、G2为气体放电管,主要用于对高压共模浪涌脉冲抑制,对高压差模浪涌脉冲也同样具有抑制能力;VR为压敏电阻,主要用于对高压差模浪涌脉冲抑制。经过G1、G2和VR抑制后,共模和差模浪涌脉冲的幅度和能量均大幅度降低。
        G1、G2的击穿电压可选1000Vp~3000Vp,VR的压敏电压一般取工频电压最大值的1.7倍。
        G1、G2击穿后会产生后续电流,一定要加保险丝以防后续电流过大使线路短路。



实例2




        增加了两个压敏电阻VR1、VR2和一个放电管G3,主要目的是加强对共模浪涌电压的抑制,由于压敏电阻有漏电流,而一般电子产品都对漏电流要求很严格(小于0.7mAp),所以图中加了一个放电管G3,使平时电路对地的漏电流等于0。G3的击穿电压要远小于G1、G2的击穿电压,采用G3对漏电隔离后,压敏电阻VR1或VR2的击穿电压可相应选得比较低,VR1、VR2对差模浪涌电压也有很强的抑制作用。



实例3




        G1是一个三端放电管,它相当于把两个二端放电管安装在一个壳体中,用它可以代替上面两个实例中的G1、G2放电管。除了二端、三端放电管之外,放电管还有四端、五端的,各放电管的用途也不完全相同。



实例4





        增加了两个压敏电阻(VR1、VR2),主要目的是为了隔断G1击穿后产生的后续电流,以防后续电流过大使输入电路短路,但由于VR1、VR2的最大峰值电流一般只有G1的几十分之一,所以,本实例对超高浪涌电压的抑制能力相对实例3要的抑制能力差很多。



实例5 直接在PCB板上制作避雷装置




        在PCB板上直接制作放电避雷装置,可以代替防雷放电管,可以抑制数万伏共模或差模浪涌电压冲击,避雷装置电极之间距离一般要求比较严格,输入电压为AC110V时,电极之间距离可选4.5mm,输入电压为AC220V时,可选6mm;避雷装置的中间电极一定要接到三端电源线与PCB板连接的端口上。



实例6 PCB板气隙放电装置代替放电管
        在PCB板上直接制作气隙放电装置,正常放电电压为每毫米1000~1500V,4.5mm爬电距离的放电电压大约为4500~6800Vp,6mm爬电距离的放电电压大约为6000~9000Vp。







6、各种防雷器件的连接




        避雷器件的安装顺序不能搞错,放电管必须在最前面,其次是浪涌抑制电感和压敏电阻(或放电管),再其次才是半导体TVS闸流管或X类电容及Y类电容。






        《雷电与浪涌防护》(百度文库)
        《公模电感的测量与诊断》
        来源:硬十
探索未知领域
返回列表