防浪涌电路的主要元器件有放电管、压敏电阻、电压钳位瞬态拟制二极管(TVS)、电压开关型瞬态拟制二极管(TSS)、热敏电阻(PTC)等。在防护器件中,气体放电管的特点是通流量大,但响应慢、击穿电压高;TVS管通流量小,响应快,电压钳位特性好;压敏电阻则介于两者之间。
TVS二极管元件,其中大功率的产品主要用在电源馈线上,低功率产品主要用在高密度安装场合。对于高密度安装的场合,也可以选择TVS阵列和表面贴装等封装形式。
压敏电阻为通用的保护元件,为业界广泛采用的主要原因是有耐冲击电流大、响应时间快和成本低的优点,但众所周知,MOV存在技术上至今无法突破的瓶颈,MOV在未受冲击前,具有较好的绝缘阻抗,即漏电流很低;但当遭受感应雷的冲击后,压敏电阻会劣化,导致绝缘阻抗下降,漏电流加大。一般在电源上使用会和电压电阻串联来提高防护效果。
陶瓷气体放电管,其内部是由一个或一个以上放电间隙内充有惰性气体构成的密闭器件。陶瓷气体放电管的电气性能取决于气体种类、气体压力、内部电极结构、制作工艺等因素。陶瓷气体放电管可以承受高达数十甚至数百千安培的浪涌电流冲击,具有极低的结电容,应用于保护电子设备和人身免遭瞬态高电压的危害。
陶瓷气体放电管广泛应用于通信、安防、工业等电子产品的通信线及电源线保护。当被应用在电源线防护时,陶瓷气体放电管与压敏电阻或TVS二极管串联,作为第一级防护。
TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管,即瞬态电压抑制器,又称雪崩击穿二极管,是采用半导体工艺制成的单个PN结或多个PN结集成的器件。TVS二极管有单向与双向之分,单向TVS二极管一般应用于直流供电电路,双向TVS二极管应用于电压交变的 电路。当应用于直流电路时,单向TVS二极管反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS二极管处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到TVS二极管击穿电压时,TVS二极管迅速由高电阻状态突变为低电阻状态,泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地,同时把异常过电压钳制在较低的水平,从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后,TVS二极管阻值又恢复为高阻态。 TVS二极管应用于对保护器件要求比较高的场合领域,汽车电子、家电、工业控制、照明,通信、医疗等行业,如DC电源线,RS485接口,通信电源,I/O口等。
在实际电路保护应用中,一级保护采用陶瓷气体放电管与压敏电阻,二级保护选型用TVS二极管瞬态抑制二极管。
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