17课、气体放电管参数选择

参数选择，工作波形，失效模式，这里都有详细的介绍

17课、气体放电管参数选择

• 参数选择流程
  • 1、电路工作电压<放电管续流电压
  • 2、直流击穿电压满足：MIN（Ufdc）≥1.8Up，Up为线路的正常运行电压的峰值
  • 3、气体放电管的冲击击穿电压值必须低于电路中所能承受的最高瞬时电压值，就 是后级被保护器件耐压要大于气体放电管脉冲击穿电压
  • 4、需要根据测试的浪涌等级，选择GDT 通流容量大于测试的要求。
  • 例：AC220V 电源线线2kV，线地4kV 等级防护，电路的设计如下：
    • 1、AC220V，大于放电管续弧电压15V，所以不能直接使用气体放电管防护
    • 2、直流击穿电压min(ufdc)≥1.8×1.414×220=560V，在放电管系列中取最接近的直 流放电电压为Udc＝600Vdc。
    • 3、耐压需要根据后级器件确定，后面讲
    • 4、线线 2kV，内阻按标准，2欧姆，所以，2000/2=1000A，那么，所选择 GDT最小通流量要求1000A
• 应用
  • 电源口浪涌防护
  • 信号口浪涌防护
  • 信号口防护，初级使用了三端气体放电管
  • 气体放电管在浪涌保护电路当中，主要是作为初级的防护
• 气体放电管的续流
  • 原理：浪涌加在GDT 两端使得其电压升高，导通后，随电流增大， 从辉光放电过渡到弧光放电，这两种状态下必须有电压维持内部电子在电场下形成电流，否则会自动断开，也就是说，一旦没有维持电压，这种放电状态自己就会中断。
  • 浪涌是瞬态能量都是一瞬间的事情，过去了也就没有维持电压了，所以，理想情况下，浪涌之后气体放电管会关断，而气体放电管并联在电路中，此时即使浪涌过去，但电路两端还有电压，可能导致GDT 续流。
  • 看这两个位置，黄色线指 GDT 两端电压，当电压升高 GDT击穿时，此时 GDT 两端电压直线下降，基本处于短路状态，那么，流过 GDT的电流迅速增大，当电压一直掉到续弧电压以下直到负极性击穿，GDT电流都为0也就是断路状态。
  • 也就是说在220Vac里面GDT一直处于开启—关断—开启—关断的状态，如果施加浪涌虽然交流电压有过零点，可以实现气体放电管的续流遮断，但气体放电管类的器件在经过多次导电击穿后会失效！
• 电源高的时候怎么使用GDT
  • 1、MOV和GDT配合使用
    • 浪涌过来之后，GDT 气体放电管和MOV 压敏电阻先后响应导通，进行浪涌保护； 雷击过去之后，压敏电阻会正常关断，此时就可以给气体放电管熄弧。 电路又回归正常，不会出现气体放电管续流这种问题
  • 2、新型无续流防护器件
    • 把很多气体放电管串联在了一起，通过这种工艺，提升了气体放电管的续弧电压，使得其不在电路中续弧； 无续流气体放电管并不是不能续流，只要工作电压足够大，它仍然可以 续流，比如，通过这种工艺，把单个气体放电管的续流电压由15V 提升到了60V，
• 浪涌波形
  • 直接拿个气体放电管单体做实验，施加浪涌组合波，试验后气体放电管正常关断， 看这个图，GDT 先响应，然后处于短路状态，浪涌过去之后，逐渐熄弧关断
  • 看这个图，红色图是气体放电管关断和导通状态，工作电压24V 是黄色线，因为24V 大 于气体放电管续弧电压，所以GDT 一直导通。
• 实物图形
  • 这个图是GDT 正常品的内部结构，两个电极中间充满惰性气体。
  • 这个是GDT 异常品，可以看到试验后两个电极熔融了，直接短路
• 分类，特点
  • 特点：通流量很大，响应速度慢，残压比较大，续流的电压低。
  • 上面的是陶瓷放电管，响应速度慢，残压比较大
  • 1玻璃放电管与陶瓷放电管相比，响应速度更快，但是通流量比较小，另外误差也比较大 2TVS 相比，响应速度有一拼，但是，通流量又比TVS 要大，玻璃放电管其他参数，与陶瓷放电管类似 3玻璃放电管用的比较少，优点不是特别突出，陶瓷放电管和TVS 有很成熟的方案可以取代玻璃放电管