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對比解析:氣體放電管及壓敏電阻的原理及特性

發(fā)布時(shí)間:2012-11-01 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng) 責(zé)任編輯:Hedyxing

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氣體放電管的工作原理及特性

氣體放電管一般采用陶瓷作為封裝外殼,放電管內(nèi)充滿電氣性能穩(wěn)定的惰性氣體,放電管的電極一般有兩個(gè)電極、三個(gè)電極和五個(gè)電極三種結(jié)構(gòu)。當(dāng)在放電管的極間 施加一定的電壓時(shí),便在極間產(chǎn)生不均勻的電場,在電場的作用下,氣體開始游離,當(dāng)外加電壓達(dá)到極間場強(qiáng)并超過惰性氣體的絕緣強(qiáng)度時(shí),兩極間就會產(chǎn)生電弧, 電離氣體,產(chǎn)生“負(fù)阻特性”,從而馬上由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)電狀態(tài)。即電場強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時(shí),就引起間隙放電,從而限制了極間電壓。也就是說在無浪涌 時(shí),處于開路狀態(tài),浪涌到來時(shí),放電管內(nèi)的電極板關(guān)合導(dǎo)通。浪涌消失時(shí),極板恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

氣體放電管是一種開關(guān)型的防雷保護(hù)器件,一般用于防雷工程的第一級或第二級的保護(hù)上;由于它的極間絕緣電阻大,因而寄生電容很小,所以對高頻電子線路的保護(hù)有著明顯的優(yōu)勢。然而氣體放電管由于其本身在放電時(shí)的時(shí)延性較大和動作靈敏性不夠理想,因此它對于上升陡度較大的雷電波頭也難以進(jìn)行有效的抑制,所 以氣體放電管一般在防雷工程的應(yīng)用上大多與限壓型防雷器進(jìn)行綜合應(yīng)用。

氣體放電管的優(yōu)點(diǎn)


電流通容量大;寄生電容?。粴垑狠^低,一般900V左右;

氣體放電管的缺點(diǎn)

1、放電時(shí)延性較大,動作靈敏度不夠,響應(yīng)時(shí)間較慢,為80ns左右。

2、有續(xù)流,不利于對交流或20V以上的線路進(jìn)行保護(hù),因而與火花間隙一樣,存在續(xù)流的遮斷問題。

3、無法進(jìn)行劣化指示和實(shí)現(xiàn)故障遙信功能,安全系數(shù)不高。

壓敏電阻的工作原理及特性

壓敏電阻是一種以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性的限壓型電阻。

壓敏電阻的伏安特性是連續(xù)和遞增的,因此它不存在續(xù)流的遮斷問題。
它的工作原理為壓敏電阻的氧化鋅和添加劑在一定的條件下“燒結(jié)”,電阻就會受電壓的強(qiáng)烈影響,其電流隨著電壓的升高而急劇上升,上升的曲線是一個(gè)非線性指數(shù)。當(dāng)在正常工作電壓時(shí),壓敏電阻處于一種高阻值狀態(tài)。當(dāng)浪涌到來時(shí),它處于通路狀態(tài),強(qiáng)大的電流流過自身泄入大地。浪涌過后,它又馬上恢復(fù)到高阻值狀態(tài)。

壓敏電阻的幾個(gè)重要參數(shù)

A:壓敏電壓:壓敏電壓一般認(rèn)為是在溫度為20度時(shí)在壓敏電阻上有1mA電流流過的時(shí)候,相應(yīng)加在該電阻兩端的電壓。

壓敏電壓在交流電網(wǎng)中,一般比電網(wǎng)的峰值電壓要高,為峰值電壓的0.7倍,而峰值電壓一般認(rèn)為是交流電網(wǎng)電壓的√2 倍(直流時(shí)峰值電壓是額定電壓的1.2倍)。用公式表示為:
VN = VNH ×√2 ÷0.7

式中的VN為壓敏電壓;VNH 為電網(wǎng)額定電壓。

B:漏電流:漏電流是指在正常情況下通過壓敏電阻微安數(shù)量級的電流。漏電流越小越好。

對于漏電流特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是必須穩(wěn)定,不允許在工作中自動升高,一旦發(fā)現(xiàn)漏電流自動升高,就應(yīng)立即淘汰,因?yàn)槁╇娏鞯牟环€(wěn)定是加速防雷器老化和防雷器爆炸的 直接原因。因此在選擇漏電流這一參數(shù)時(shí),不能一味地追求越小越好,只要是在電網(wǎng)允許值范圍內(nèi),選擇漏電流值相對稍大一些的防雷器,反而較穩(wěn)定。

C:響應(yīng)時(shí)間:響應(yīng)時(shí)間是指加在防雷器兩端的電壓等于壓敏電壓所需的時(shí)間,達(dá)到這一時(shí)間后防雷器完全導(dǎo)通。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為25ns左右。

D:寄生電容:壓敏電阻一般都有較大的寄生電容,它的寄生電容一般在幾 百微微法到幾千微微法之間,因而它不利于對高頻電子系統(tǒng)的保護(hù)。因?yàn)檫@種寄生電容對高頻信號的傳輸會產(chǎn)生畸變作用,從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因而對頻率較 高的系統(tǒng)的保護(hù),應(yīng)選擇寄生電容低的壓敏電阻型防雷器。

壓敏電阻的優(yōu)點(diǎn)

1、殘壓低。

2、響應(yīng)時(shí)間快,為25ns左右。

3、無續(xù)流。

4、可以實(shí)現(xiàn)劣化批示和故障遙信告示功能,因此,它的保護(hù)效果安全、可靠。它是目前供電系統(tǒng)中常用產(chǎn)品,特別是電力、電信供電領(lǐng)域,更是一枝獨(dú)秀。

壓敏電阻的缺點(diǎn)


有泄漏電流;寄生電容較大,不利于對高頻電子線路的保護(hù)。

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