氣體放電管與壓敏電阻 壓敏電阻與熱敏電阻

氣體放電管包括和，電壓范圍從75V-3500V，超過(guò)一百種規(guī)格，嚴(yán)格按照CITEL標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)、監(jiān)控和管理。放電管常用于多級(jí)保護(hù)電路中的第一級(jí)或前兩級(jí)，起泄放雷電暫態(tài)過(guò)電流和限制過(guò)電壓作用。

氣體放電管與壓敏電阻應(yīng)用

與氣體放電管串并聯(lián)，其目的就是降低大幅值8/20電流波沖擊下的殘壓。將兩個(gè)壓敏電阻器串聯(lián)，在后一個(gè)壓敏電阻器上并聯(lián)一個(gè)氣體放電管(如圖1所示)。正常情況下，兩個(gè)壓敏電阻器共同承擔(dān)工作電壓，即可達(dá)到應(yīng)有的保護(hù)水平。但是一旦遇到?jīng)_擊放電電流過(guò)大，殘壓超過(guò)應(yīng)有的保護(hù)水平時(shí)，沖擊殘壓使氣體放電管導(dǎo)通短接第二個(gè)壓敏電阻器，此時(shí)系統(tǒng)的殘壓將由第一個(gè)壓敏電阻器決定，殘壓將大大降低。

然而，壓敏電阻器并聯(lián)氣體放電管的前提是，壓敏電阻器的V1mA值必須略大于或等于氣體放電管的直流點(diǎn)火電壓，因?yàn)楫?dāng)壓敏電阻器的V1mA值過(guò)低，則氣體放電管有可能在暫態(tài)過(guò)電壓作用期間不會(huì)放電導(dǎo)通。如果這樣的話，過(guò)電壓的所有能量仍將由壓敏電阻器來(lái)泄放，這對(duì)壓敏電阻器是不利的。

單一的壓敏電阻器與氣體放電管并聯(lián)(見(jiàn)圖2)，可以有效的克服壓敏電阻器在通過(guò)大電流后其自身性能的劣化。在氣體放電管尚未放電導(dǎo)通之前，壓敏電阻器已開(kāi)始工作，對(duì)暫態(tài)過(guò)電壓進(jìn)行鉗位，泄放大電流。當(dāng)氣體放電管導(dǎo)通后，它將與壓敏電阻器進(jìn)行并聯(lián)分流，以減小壓敏電阻器的通流壓力，從而縮短壓敏電阻器通過(guò)大電流的時(shí)間，有助于減緩壓敏電阻器性能的劣化。但是，同樣存在上述參考電壓的選擇。

如果壓敏電阻器與氣體放電管串聯(lián)，氣體放電管起到一個(gè)的作用，放電瞬時(shí)的殘壓略有降低(如圖3所示)。

以上試驗(yàn)結(jié)果簡(jiǎn)單的可以說(shuō)明：

1、壓敏電阻器與氣體放電管串聯(lián)，在不影響壓敏保護(hù)水平的前提下，可略降低V1mA值，一方面氣體放電管可以阻斷系統(tǒng)正常工作時(shí)壓敏中的泄漏電流，減緩壓敏電阻器的性能的劣化;另一方面利用壓敏響應(yīng)速度快、非線性特性好、通流容量大等諸多優(yōu)點(diǎn)，及時(shí)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，杜絕氣體放電管放電時(shí)的續(xù)流問(wèn)題、動(dòng)作靈敏度問(wèn)題、以及對(duì)于波頭上升陡度較大的雷電波難以有效地抑制等問(wèn)題，即氣體放電管使壓敏電阻器的荷電率為零，壓敏電阻器的非線性特性又使氣體放電管動(dòng)作后立即熄弧，無(wú)續(xù)流、動(dòng)作負(fù)載輕、耐重復(fù)動(dòng)作能力強(qiáng)，氣體放電管不再承擔(dān)滅弧任務(wù);此外，從降低殘壓的角度講，壓敏V1mA值越低殘壓越低，但從壓敏切斷氣體放電管續(xù)流角度講(如果饋電電流可以維持氣體放電管輝光放電，而饋電電壓大于氣體放電管輝光放電電壓時(shí)，氣體放電管將難以自動(dòng)滅弧)，壓敏V1mA值越高越好，這是因?yàn)樵跉怏w放電管至輝光放電過(guò)程中交流正弦波形發(fā)生改變，在短時(shí)間內(nèi)限制了電壓及減少了能量(以34TImes;34方片，V1mA=620，600V氣體放電管為例)，同時(shí)開(kāi)始斷斷續(xù)續(xù)為壓敏電阻器提供幾10毫安的電流，此時(shí)，針對(duì)氣體放電管，壓敏電阻器因高阻值而成為一個(gè)“限流”元件，壓敏電阻器也因晶界開(kāi)始擊穿，同時(shí)阻值發(fā)生變化，此時(shí)可分擔(dān)180V左右的電壓，而維持氣體放電管輝光放電所需電壓為(70～150)V。

2、壓敏電阻器與氣體放電管并聯(lián)，雖說(shuō)在氣體放電管導(dǎo)通后，可對(duì)壓敏電阻器進(jìn)行并聯(lián)分流，以減小壓敏電阻器的通流壓力。但是將V1mA值選擇過(guò)低，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)電壓侵害，氣體放電管有可能不會(huì)被壓敏電阻器的沖擊殘壓點(diǎn)火導(dǎo)通。如果這樣的話，系統(tǒng)中過(guò)電壓的所有能量將由壓敏電阻器來(lái)泄放，這將對(duì)壓敏電阻器是一種考驗(yàn)。如果將V1mA值選擇略大于或等于氣體放電管的直流點(diǎn)火電壓，即壓敏電阻器的沖擊殘壓略大于或等于氣體放電管的直流點(diǎn)火電壓，將有助于減緩壓敏電阻器性能的劣化，但是不會(huì)達(dá)到降低殘壓的目的。不過(guò)，這時(shí)壓敏電阻器和氣體放電管上流過(guò)的電流與其自身的有效電阻成反比，符合歐姆定律。其次，采用這樣的配合并不可能解決氣體放電管放電時(shí)的續(xù)流問(wèn)題，更不宜應(yīng)用于交流電源系統(tǒng)的保護(hù)。

3、壓敏電阻器與氣體放電管串并聯(lián)，也存在V1mA電壓值的選擇。V1mA值選擇過(guò)低，將會(huì)出現(xiàn)上述壓敏電阻器與氣體放電管串聯(lián)的情況，而且暫態(tài)過(guò)電壓的所有能量仍將由壓敏電阻器泄放，這對(duì)壓敏電阻器是不利的。所以，只有將V1mA值選擇略大于或等于氣體放電管的直流點(diǎn)火電壓，系統(tǒng)正常情況時(shí)，串聯(lián)的兩個(gè)壓敏電阻器共同承擔(dān)工作電壓，達(dá)到應(yīng)有的保護(hù)。在遭到?jīng)_擊放電電流過(guò)大時(shí)，第一個(gè)壓敏電阻器的沖擊殘壓使氣體放電管導(dǎo)通，短接第二個(gè)壓敏電阻器。相對(duì)而言，一旦氣體放電管導(dǎo)通，此時(shí)的情況將同第一個(gè)壓敏電阻器與氣體放電管串聯(lián)，這樣的話，系統(tǒng)的殘壓將由第一個(gè)壓敏電阻器決定，殘壓將大幅度降低。

得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1、應(yīng)用壓敏電阻器與氣體放電管串并聯(lián)，在壓敏電阻器的V1mA值略大于或等于氣體放電管的直流點(diǎn)火電壓時(shí)，殘壓將大大降低，而且減緩了壓敏電阻器的性能劣化。

2、采用壓敏電阻器與氣體放電管并聯(lián)，當(dāng)氣體放電管導(dǎo)通后，不但減小了壓敏電阻器的通流壓力，而且縮短了壓敏電阻器通過(guò)大電流的時(shí)間，減緩了壓敏電阻器的性能的劣化，但對(duì)殘壓的影響不大。

3、壓敏電阻器與氣體放電管串聯(lián)，由于串聯(lián)間隙擊穿電壓在不同操作波形下的離散性，有可能導(dǎo)致保護(hù)可靠性的降低或保護(hù)失敗。但是，氣體放電管起到一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用，當(dāng)沒(méi)有暫態(tài)過(guò)電壓作用時(shí)，它能將壓敏電阻器與整個(gè)系統(tǒng)完全隔離，即沒(méi)有泄漏電流，同樣能減緩壓敏電阻器的性能的劣化，參數(shù)選擇得當(dāng)對(duì)殘壓有一定的影響。

氣體放電管與壓敏電阻區(qū)別

1、氣體放電管只能放在N和PE之間，因?yàn)闅怏w放電;

2、壓敏電阻是限壓型，放電管是開(kāi)關(guān)型元器件，反應(yīng)時(shí)間都是納秒級(jí)的放電管比壓敏電阻慢一點(diǎn)。壓敏電阻反應(yīng)時(shí)間是≤25NS放電管是≤100NS;壓敏電阻的性能存在一個(gè)衰減的問(wèn)題。放電管不會(huì)!

3、壓敏電阻主要用于電源系統(tǒng)的防雷，氣體放電管主要用于信號(hào)線路如數(shù)據(jù)線、電話、有線電視、衛(wèi)星通信等的防雷。只在零線上接放電管不能防雷，但零線上能接放電管，而火線上則則不行，這是因?yàn)檎Ｇ闆r下零線沒(méi)電壓，火線有。

4、氣體放電管只能放在N和PE之間，因?yàn)闅怏w放電管的導(dǎo)通延時(shí)長(zhǎng)和導(dǎo)通后需要續(xù)流，使電路容易短路。所以不能用在三相之間。

5、由于壓敏電阻(MOV)具有較大的寄生電容，用在交流電源系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生可觀的泄漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時(shí)間后，因泄漏電流變大可能會(huì)發(fā)熱自爆。為解決這一問(wèn)題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián)，在這個(gè)支路中，氣體放電管將起一個(gè)開(kāi)關(guān)作用，沒(méi)有暫態(tài)電壓時(shí)，它能將壓敏電阻與系統(tǒng)隔開(kāi)，使壓敏電阻幾乎無(wú)泄漏電流。

壓敏電阻與應(yīng)用

眾所周知，目前很多部門使用的音頻保安單元是由陶瓷氣體放電管和熱線圈或熱敏電阻(PTC)組成的，放電管置于外線側(cè)(放電電壓為250±50V)，熱敏電阻置于內(nèi)線側(cè)，如圖1所示。當(dāng)過(guò)電壓超過(guò)氣體放電管動(dòng)作電壓時(shí)，氣體被擊穿，過(guò)電流入地;過(guò)電壓消失后，便自行恢復(fù)為正常開(kāi)路狀態(tài)。由于它在過(guò)電壓時(shí)呈短路狀態(tài)，所以稱為通斷型過(guò)壓保護(hù)元件。氣體放電管的響應(yīng)速度慢，難以保護(hù)程控交換機(jī)等通信設(shè)備。近幾年來(lái)，壓敏電阻已逐漸代替氣體放電管。

壓敏電阻屬于電壓限幅型，它動(dòng)作時(shí)兩端的電壓有多大，就要看它吸收多大的過(guò)電流。壓敏電阻的過(guò)流值與其瞬間內(nèi)阻的乘積，即為殘壓。殘壓不能超過(guò)被保護(hù)器件的允許耐壓，否則，不能保護(hù)。壓敏電阻具有響應(yīng)速度快，抗雷擊能力強(qiáng)(與通流容量成正比)的優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于市電220V則無(wú)效。這是它的不足之處。所以，當(dāng)用壓敏電阻替代氣體放電管時(shí)它就不能象圖2那樣接線了。圖2中外線側(cè)還串接了保險(xiǎn)絲。因?yàn)閴好綦娮璧氖Ｊ綖槎搪?，如果它放在外線側(cè)，一旦市電與音頻電纜相碰，壓敏電阻擊穿，220V便經(jīng)電纜短路入地，過(guò)電流可能燒壞電纜，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，由于保險(xiǎn)絲是不可自復(fù)的，一旦保險(xiǎn)絲熔斷，電路便切斷。所以，圖2的接法是不好的。

要發(fā)揮PTC和MY對(duì)于市電仍具有自復(fù)功能，必須采用如圖2所示的接線電路。電路中，PTC置于外線側(cè)，壓敏電阻置于內(nèi)線側(cè)。當(dāng)市電與音頻電纜相碰時(shí)，壓敏電阻便擊穿而接地，Q點(diǎn)電位降到0，從而保護(hù)了通信設(shè)備。由于PTC串接在回路中，故障電流流過(guò)時(shí)，其自身阻值急劇上升，故障電流迅速地限制在300mA以內(nèi)，通信電纜得以保護(hù)。故障排除，PTC自動(dòng)恢復(fù)到原狀，電路仍能正常運(yùn)行。

壓敏電阻與熱敏電阻區(qū)別

熱敏電阻是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。熱敏電阻的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于器件。

“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過(guò)壓時(shí)進(jìn)行電壓嵌位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。英文名稱叫“VoltageDependentResistor”簡(jiǎn)寫為“VDR”，或者叫做“Varistor”。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種?，F(xiàn)在大量使用的“氧化鋅”(ZnO)壓敏電阻器，它的主體材料有二價(jià)元素鋅(Zn)和六價(jià)元素氧(O)所構(gòu)成。所以從材料的角度來(lái)看，氧化鋅壓敏電阻是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。在中國(guó)臺(tái)灣，壓敏電阻稱為“突波吸收器”，有時(shí)也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。

1、熱敏電阻符號(hào)是PTC，阻值隨溫度的變化而變化，有正溫度型的負(fù)溫度型，

2、壓敏電阻阻值隨壓力的變化而變化，高，中，低壓壓敏電阻。產(chǎn)品主要有MYN型，MY31型以及MYG型三大型號(hào)

3、常見(jiàn)的熱敏電阻外觀為黑色，壓敏電阻為藍(lán)色，熱敏電阻表面印字為NTC或PTC5D-9，10D-9，5D-13等字樣，壓敏電阻一般印字為ZOV貨HEL5D181K7D221K10D221K等。