选择气体放电管用于浪涌保护

如果您正在桌面电脑上阅读这篇文章，那么您很可能插在一个浪涌保护器上（或者至少应该如此）。尽管在北美和大多数欧洲地区，严重的电力浪涌事件可能很少见，但它们仍然能产生足够大的过电压浪涌，严重到足以损坏敏感电子设备。

浪涌、电气快速瞬变（EFT）和静电放电（ESD）保护方法在各种标准中有所区分，所有这些都需要不同级别的过电压保护。管理您产品的标准将指定所需的过电压抑制级别，您应该在选择瞬态电压抑制（TVS）器件时，尝试平衡所需的过电压抑制、成本、占地面积和响应时间。

什么是气体放电管？

如果您熟悉TVS二极管或晶闸管，那么您已经了解了气体放电管的用途。简单来说，气体放电管旨在提供TVS保护，而不阻碍其旨在保护的电路的行为。不同的设备在直流或交流系统中有不同的理想用途。您还需要确定适用于您的应用的适当电容量，这也将取决于您需要保护的TVS源（即，闪电、切换浪涌、ESD或电力线浪涌）。

与其他TVS组件比较气体放电管

有人可能会说，在直流系统中实现TVS保护的最简单方法是使用旁路电容器和串联电感器（即，高频信号被旁路到地面并从负载中阻断）。这在需要保护电源总线中小浪涌的相对低电压直流系统中可能是可行的。一个简单的钳位电路也可以在这些系统中提供非常低的漏电流和非常小的占地面积的保护。

当您需要保护非常高电压（超过几十伏）时，分流电容器或RC电路在PCB级别很快就变得不够用，因为这需要具有极高击穿电压的电容器。由于击穿电压往往与电容量成正比，可以很快看出，响应时间（等于等效RC时间常数）将变得过大，无法在过电压在系统中产生大电流之前抑制瞬态电压浪涌。这就是不依赖于放电电容器的其他方法成为更好选择的地方。

气体放电管、晶闸管和晶闸管网络更适合衰减非常大的浪涌电流。这些设备需要某种类型的开关，允许大的瞬态电流通过非常低的阻抗路径流向地面。这本质上将由过电压产生的电流从流入您的系统中转移开。晶闸管可以在电力分配系统中的堆叠单元中找到，或者可以在所谓的钳位电路中使用。

气体放电管的构造和工作原理正如其名所示。这种设备是一个充满绝缘气体混合物的小管。当跨管施加电压并超过气体的电离阈值时，气体将形成等离子体并变得高度导电，允许瞬态电流流向地面。这样可以消散气体放电管上的过电压，从而最小化系统所见的过电压。由于气体放电管是绝缘的，当它们未被开启时没有漏电流，而TVS二极管和晶闸管则有一些漏电流。

这些氖气放电管的工作方式与用于瞬态电压抑制的放电管相同

气体放电管的一些选项

由于气体放电管具有非常低的电容，提供快速响应时间，因此可以在许多系统的直流电源线上找到气体放电管。它们也可以用在交流电源线上，因为与其他浪涌保护组件相比，它们有更小的漏电流。气体放电管非常低的电容使它们可以用在高频线路上，例如在通信设备中。

Littelfuse SL1021A090R

Littelfuse SL1021A090R是一种3电极气体放电管，具有超低电容（小于1.5 pF）。这些组件非常适合用于电信系统的浪涌保护，以及需要两个信号线同时闸流动作的系统。这提供了非常快速的响应（小于1微秒）对瞬态过电压，具有10 kA的浪涌保护，以及90 V的击穿电压。它们的构造使它们优化用于宽带（例如，铜线上的无线电）应用：

这些系列提供了优化的内部几何结构，可在高频下提供低插入损耗，非常适合保护宽带和其他高速传输设备。 [来自SL1021A090R数据手册]

Littelfuse SL1021A090R 3电极气体放电管，来自SL1021A090R数据手册

EPCOS B88069X8920B252

EPCOS B88069X8920B252 3电极气体放电管提供与前一产品类似的保护级别，但它更加耐用。这款产品的电容小于0.8 pF，并且提供更高的瞬态响应（高达25 kA）。作为电信领域的一部分，这些气体放电管最适合用于基站中关键设备的保护和线路保护。

EPCOS B88069X8920B252 气体放电管

Bourns 2087-150-SM-RPLF

与前两种产品相比，Bourns 2087-150-SM-RPLF 2电极气体放电管的鲁棒性较差，尽管其低电容（小于0.5 pF）提供了稍快的响应时间。尽管脉冲放电电流较低，但它仍然非常适合可能会遭遇较高过电压（根据型号不同，为1.3至2.8 kV）的电信系统，以及工业和消费电子应用。它的成本也低于上述产品。

Bourns 2087-150-SM-RPLF 气体放电管，来自Digikey

电信、航空航天和其他重要行业在未来只会增长，许多这些系统将需要一定程度的浪涌保护。无论您是在开发用于飞机、电信系统还是军事的系统，您都可以从 Octopart 找到所需的组件。

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