1
、氣體放電管的功能及原理

氣體放電管一般采用陶瓷作為封裝外殼
，放電管內充滿電氣性能穩定的惰性氣體，放電管的電極一般有兩個電極、三個電極和五個電極三種結構。當在放電管的極間 施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)壓(ya)時(shi)
，便(bian)在(zai)極(ji)間(jian)產(chan)生(sheng)不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)電(dian)場(chang)，在(zai)電(dian)場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，氣(qi)體(ti)開(kai)始(shi)遊(you)離(li)，當(dang)外(wai)加(jia)電(dian)壓(ya)達(da)到(dao)極(ji)間(jian)場(chang)強(qiang)並(bing)超(chao)過(guo)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)的(de)絕(jue)緣(yuan)強(qiang)度(du)時(shi)，兩(liang)極(ji)間(jian)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)弧(hu)，電(dian)離(li)氣(qi)體(ti)

，產(chan)生(sheng)“負阻特性”，從而馬上由絕緣狀態轉為導電狀態。即電場強度超過氣體的擊穿強度時，就引起間隙放電，從而限製了極間電壓。也就是說在無浪湧 時，處於開路狀態
，浪湧到來時，放電管內的電極板關合導通。浪湧消失時
，極板恢複到原來的狀態。

氣體放電管包括貼片

、二極管和三極管
，電壓範圍從75V—3500V，超(chao)過(guo)一(yi)百(bai)種(zhong)規(gui)格(ge)，它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)開(kai)關(guan)型(xing)的(de)防(fang)雷(lei)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)，一(yi)般(ban)用(yong)於(yu)防(fang)雷(lei)工(gong)程(cheng)的(de)第(di)一(yi)級(ji)或(huo)第(di)二(er)級(ji)的(de)保(bao)護(hu)上(shang)，起(qi)泄(xie)放(fang)雷(lei)電(dian)暫(zan)態(tai)過(guo)電(dian)流(liu)和(he)限(xian)製(zhi)過(guo)電(dian)壓(ya)作(zuo)用(yong)。

推薦閱讀：氣體放電管在浪湧抑製電路中的應用
                  http://www.0-fzl.cn/article_80018854.html

2、氣體放電管的主要技術參數

1）直流放電電壓 　　

在上升陡度低於100V/s的電壓作用下，放電管開始放電的平均電壓值稱為其直流放電電壓。由於放電的分散性，所以，直流放電電壓是一個數值範圍。 　　

2）衝擊放電電壓 　　

在具有規定上升陡度的暫態電壓脈衝作用下

，放電管開始放電的電壓值稱為其衝擊放電電壓。 　　

放電管的響應時間或動作時延與電壓脈衝的上升陡度有關，對於不同的上升陡度，放電管的衝擊放電電壓是不同的 。 　　

3）工頻耐受電流 　　

放電管通過工頻電流5次
，使管子的直流放電電壓及絕緣電阻無明顯變化的最大電流稱為其工頻耐受電流。 　　

4）衝擊耐受電流 　　

將jiang放fang電dian管guan通tong過guo規gui定ding波bo形xing和he規gui定ding次ci數shu的de脈mai衝chong電dian流liu
，使shi其qi直zhi流liu放fang電dian電dian壓ya和he絕jue緣yuan電dian阻zu不bu會hui發fa生sheng明ming顯xian變bian化hua的de最zui大da值zhi電dian流liu峰feng值zhi稱cheng為wei管guan子zi的de衝chong擊ji耐nai受shou電dian流liu。 　　
這一參數是在一定波形和一定通流次數下給出的，製造廠通常給出在8/20us波形下通流10次的衝擊耐受電流，也有給出在10/1000us波形下通流300次的衝擊耐受電流。 　　

5）絕緣電阻和極間電容 　　

fangdianguandejueyuandianzuzhihenda

，changjiayibangeichudeshijueyuandianzudechushizhi，yueweishuqianzhaoou。jueyuandianzuzhidejiangdihuidaozhilouliudezengda

，youkenengchanshengzaoyinganrao。 　　

放電管的寄生電容很小
，極間電容一般在1pF～5pF範圍，極間電容在很寬的頻率範圍內保持近似不變，同型號放電管的極間電容值分散性很小。　 　　

6） 直流放電電壓的選擇 　　

從不影響被保護係統正常運行的要求出發，希望放電管的直流放電電壓選得高些。但直流放電電壓高的管子，衝擊放電電壓也高； 　　

congbeibaohudianzishebeidenaishouxinglaishuokan，xiwangguanzidezhiliufangdiandianyaxuandediyixie
，suoyi，fangdianguandezhiliufangdiandianyayingzaizheliangzhongxianghuzhiyuedeyaoqiuzhijianjinxingzhezhongxuanze。
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3、氣體放電管的應用實例

1）電話機/傳真機等各類通訊設備防雷應用

如圖3所示。特點為低電流量，高持續電源，無漏電流
，高可靠性。



相關閱讀：第一講：解析雷電和浪湧的產生
、危害及防護措施
                  http://www.0-fzl.cn/article_80018612.html
                  第二講：瞬態抑製二極管（TVS）如何進行電路保護
                  http://www.0-fzl.cn/article_80018566.html#
                  第三講：壓敏電阻如何保護電子設備不受雷電、浪湧的損壞
                  http://www.0-fzl.cn/article_80018725.html?page=1
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2）氣體放電管和壓敏電阻組合構成的抑製電路
   
圖4是氣體放電管和壓敏電阻組合構成的浪湧抑製電路。由於壓敏電阻有一致命缺點：具有不穩定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間後
，因漏電流變大可 能neng會hui發fa熱re自zi爆bao。為wei解jie決jue這zhe一yi問wen題ti在zai壓ya敏min電dian阻zu之zhi間jian串chuan入ru氣qi體ti放fang電dian管guan。但dan這zhe又you帶dai來lai了le缺que點dian就jiu是shi反fan應ying時shi間jian為wei各ge器qi件jian的de反fan應ying時shi間jian之zhi和he。例li如ru壓ya敏min電dian阻zu的de反fan應ying時shi間jian為wei25ns， 氣體放電管的反應時間為100ns，則圖4的R2,G,R3的反應時間為150ns，為改善反應時間加入R1壓敏電阻,這樣可使反應時間為25ns。


3）氣體放電管在綜合浪湧保護係統中的應用
   
自zi動dong控kong製zhi係xi統tong所suo需xu的de浪lang湧yong保bao護hu係xi統tong一yi般ban由you二er級ji或huo三san級ji組zu成cheng
，利li用yong各ge種zhong浪lang湧yong抑yi製zhi器qi件jian的de特te點dian，可ke以yi實shi現xian可ke靠kao保bao護hu。氣qi體ti放fang電dian管guan一yi般ban放fang在zai線xian路lu輸shu入ru端duan，做zuo為wei一yi級ji浪lang湧yong保bao護hu 器件，承受大的浪湧電流。二級保護器件采用壓敏電阻，在μs級時間範圍內更快地響應。對於高靈敏的電子電路，可采用三級保護器件TVS，在ps級時間範圍 內對浪湧電壓產生響應。如圖5所示。當雷電等浪湧到來時，TVS首先起動
，會把瞬間過電壓精確控製在一定的水平；如果浪湧電流大
，則壓敏電阻起動，並泄放 一定的浪湧電流
；兩端的電壓會有所提高，直至推動前級氣體放電管的放電，把大電流泄放到地。


各種電子係統，以及通信網絡等，經常會受到外來的電磁幹擾

，這些幹擾主要來自電源線路的暫態過程、雷擊閃電
、以及宇宙射電等。這些幹擾會使得係統動作失誤 甚至硬件損壞。針對這些問題，要做好全麵的預防保護措施，就需要先找到問題的根源
，再選用合適的浪湧抑製器件予以解決。


4
、放電管保護應用中存在的問題

1）時延脈衝及續流 　　

從暫態過電壓達到放電管的ufdc（直流放電電壓）到其實際動作放電之間
，存在一段時延，時延的大小取決於過電壓波的波頭上升陡度du/dt。 　　

一般不單獨使用放電管來保護電子設備
，而在放電管後麵再增加一些保護元件，以抑製這種時延脈衝。 　　

續流：放電管泄放過電流結束以後
，被保護係統的工作電壓能維持放電管電弧通道的存在，這種情況稱為續流。 　　

續(xu)流(liu)的(de)存(cun)在(zai)對(dui)放(fang)電(dian)管(guan)本(ben)身(shen)和(he)被(bei)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)危(wei)害(hai)性(xing)。熔(rong)斷(duan)器(qi)的(de)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)高(gao)於(yu)被(bei)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)電(dian)流(liu)，其(qi)熔(rong)斷(duan)電(dian)流(liu)小(xiao)於(yu)放(fang)電(dian)管(guan)在(zai)電(dian)弧(hu)區(qu)的(de)續(xu)流(liu)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)會(hui)造(zao)成(cheng)供(gong)電(dian)和(he)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)短(duan)時(shi)中(zhong)斷(duan)
，對(dui)於(yu)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)。 　　

2）狀態翻轉及短路反射 　　

放電管在開始放電時，由開路狀態翻轉為導通狀態，翻轉過程中，暫態電流的變化率di/dt很hen大da
，這zhe種zhong迅xun速su變bian化hua的de暫zan態tai電dian流liu在zai空kong間jian產chan生sheng暫zan態tai電dian磁ci場chang向xiang四si周zhou輻fu射she能neng量liang
，在zai附fu近jin的de電dian源yuan線xian和he信xin號hao線xian上shang產chan生sheng幹gan擾rao，或huo在zai周zhou圍wei的de電dian氣qi回hui路lu中zhong產chan生sheng感gan應ying電dian壓ya。通tong常chang采cai取qu的de抑yi製zhi方fang法fa有you屏ping蔽bi、減小耦合和濾波等。 　　

放(fang)電(dian)管(guan)導(dao)通(tong)後(hou)，入(ru)射(she)波(bo)被(bei)反(fan)射(she)回(hui)去(qu)
，使(shi)得(de)後(hou)麵(mian)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)得(de)到(dao)保(bao)護(hu)，但(dan)反(fan)射(she)波(bo)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)空(kong)間(jian)電(dian)磁(ci)場(chang)也(ye)會(hui)向(xiang)周(zhou)圍(wei)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)
，需(xu)要(yao)加(jia)以(yi)抑(yi)製(zhi)。

5
、氣體放電管的優缺點

優點：絕緣電阻很大，寄生電容很小。 　　

缺點：在於放電時延(即響應時間)較大，動作靈敏度不夠理想，對於波頭上升陡度較大的雷電波難以有效地抑製。

相關閱讀：對比解析：氣體放電管及壓敏電阻的原理及特性
                http://www.0-fzl.cn/article_80018857.html