在电子电路设计中,防雷保护至关重要,而陶瓷气体放电管 GDT 作为一种常用的防雷器件,其正确选型对于保障电路的稳定运行起着关键作用。此前的文章曾提及如何做好防雷相关内容,感兴趣的小伙伴可以通过特定链接查看 “如何做好防雷?是工程师必学的知识点!”。
气体放电管在实际项目中主要应用于以下三种电路:
- 220V 输入电路防护:在市电输入的电路中,可能会遭受雷击等浪涌冲击,气体放电管可以有效将过电压引入大地,保护后端设备。
- 网口电路防护:网络接口容易受到外界电磁干扰和浪涌影响,气体放电管能够为网口提供可靠的过电压保护。
- 通讯接口防护:如 RS232、RS485 等通讯接口,在数据传输过程中可能会遇到电压波动,气体放电管可确保通讯的稳定性。
在进行器件选型时,手册是必不可少的参考资料。下面我们详细解读气体放电管(防雷管)手册中的参数含义:
- 直流击穿电压(DC Spark - over Voltage):当施加在放电管两端的电压以 100V/S 的缓慢速率上升时,管子发生击穿时两端的电压即为直流击穿电压。这一参数反映了放电管在稳态电压下的击穿特性。
- 脉冲击穿电压(Impulse Spark - over Voltage):以 1000V/us 的快速电压上升率施加在放电管两端,管子发生击穿时的电压就是脉冲击穿电压。它体现了放电管在快速脉冲电压下的响应能力。
- 耐冲击放电电流 (Impulse Discharge Crurrent):在合理的放电次数内,对放电管施加 8/20us 脉冲电流,进行 10 次测试,每次间隔 1min,此时流经管子的电流峰值就是耐冲击放电电流。该参数决定了放电管能够承受的脉冲电流冲击。
- 绝缘电阻(Insulation resistance):一般在放电管两端施加 50V 的直流电压进行测试,得到的内部电阻即为绝缘电阻。通常,普通管子的内阻多为 GΩ 级别,良好的绝缘电阻有助于减少漏电流。
- 结电容(Capacitance):常规的放电管结电容多为 pF 级别,测试频率为 1MHZ。结电容的大小会对电路的高频性能产生影响,特别是在高速通讯电路中。
在选型陶瓷气体放电管 GDT 时,还需要注意以下事项:
- 明确电路的工作电压:这是选型的关键因素。为了确保电路正常工作时不会触发放电管的防护机制,直流击穿电压(DC Spark - over Voltage)应大于电路工作电压的 1.5 - 2 倍左右。
- 明确脉冲冲击电压:脉冲冲击电压不能大于后期被保护电路的耐压值,否则可能导致保护措施失效。因此,要保证脉冲冲击电压小于后级被保护电路的耐压值。
- 明确应用场合可能出现的电流强度:使用场合出现的电流强度不能大于放电管的耐冲击放电电流 (Impulse Discharge Crurrent),以确保放电管能够正常工作。
- 续流问题:为了使放电管正常熄弧,需要仔细分析电路中可能出现续流的位置,并加上压敏电阻和保险丝等器件,以防止续流对电路造成损害。
- 结电容:对于接口使用的放电管,特别是在高速通讯中,要密切留意放电管的结电容大小,因为结电容会直接影响通讯的正常与否。