电路设计中可能用到的浪涌保护器件科普

本文摘要：电气产品在用于中如果经常出现浪涌电压，不会造成电路的电源电压经常出现变异，影响电路的长时间工作，如果是在数字信号线上经常出现浪涌电压，更加不会造成数字逻辑错误，甚至损毁模块电路。由于浪涌脉冲的频率很低，比特率较宽(B=1/f)，如果是低通滤波器，由于其原理是容许高于截止频率的信号通过，而低于截止频率信号无法通过，所以对于浪涌脉冲的抑制作用受限，故而在电路设计中一般使用专门的浪涌维护器件。 浪涌维护器件都有一个联合特点，即，在长时间电压时，对电路工作没影响，不起任何起到。

电气产品在用于中如果经常出现浪涌电压，不会造成电路的电源电压经常出现变异，影响电路的长时间工作，如果是在数字信号线上经常出现浪涌电压，更加不会造成数字逻辑错误，甚至损毁模块电路。由于浪涌脉冲的频率很低，比特率较宽(B=1/f)，如果是低通滤波器，由于其原理是容许高于截止频率的信号通过，而低于截止频率信号无法通过，所以对于浪涌脉冲的抑制作用受限，故而在电路设计中一般使用专门的浪涌维护器件。

浪涌维护器件都有一个联合特点，即，在长时间电压时，对电路工作没影响，不起任何起到。一旦低脉冲电压来临，浪涌维护器件的电阻不会变短，通过其自身的电流减小，很快导通，从而使浪涌电压的能力旁路掉，确保电路的电压在合理的范围内。常用的浪涌维护器件有：气体放电管，压敏电阻，和TVS瞬态诱导二极管。

气体放电管气体放电管的原理非常简单来说，就是气体静电。如题右图，当两极之间的电压充满著充足大的电压时，电极之间的气体就不会有绝缘状态变为导电状态，构成通路，此时电阻极低，相似短路。当正处于导通状态下时,两极间的电压不会较低,一般是在20～50V之间，等于是旁路掉浪涌电压的能量。

气体放电管使用陶瓷密封PCB，内部由两个或数个带上间隙的金属电极，充以惰性气体(氩气或氖气)包含。它的优点是需要忍受较小的电流，与其管径有关，管径越大，耐流能力就越强劲。必须留意的是，如果该器件长时间应用于高压直流电场合，不会延长气体放电管的寿命，影响其功能。

应用于电路举例如下：压敏电阻应用于十分广泛的一种浪涌维护器件。但是缺点很显著。首先，压敏电阻在浪涌电压过来后，电阻增加，电流减少，使此处电路两端电压钳位在一定的数值，但该钳位电位毕竟不相同的，和流经的电流有关，电流越大，压敏电阻上的电压越高，在浪涌电流的峰值来临时，压敏电阻的电压适当超过最高值，此时的维护效果就变差。

另外，压敏电阻并不耐高温，如果持续的受到浪涌电流的冲击，不会使之受到损毁，甚至不会发生爆炸，导致安全性问题。为了避免这种问题的再次发生，用于压敏电阻时，一般和温度熔断器(保险丝)一起用于，当压敏电阻相当严重发热时，热熔保险自动把压敏电阻手术，避免再次发生热爆炸。

TVS瞬态诱导二极管TVS也是一种应用于普遍的浪涌维护器件。

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