氣體放電管與壓敏電阻_壓敏電阻與熱敏電阻

　　氣體放電管包括二極管和三極管，電壓范圍從75V-3500V，超過一百種規格，嚴格按照CITEL標準進行生產、監控和管理。 放電管常用于多級保護電路中的第一級或前兩級，起泄放雷電暫態過電流和限制過電壓作用。

　　氣體放電管與壓敏電阻應用

　　壓敏電阻器與氣體放電管串并聯，其目的就是降低大幅值8/20電流波沖擊下的殘壓。將兩個壓敏電阻器串聯，在后一個壓敏電阻器上并聯一個氣體放電管（如圖1所示）。正常情況下，兩個壓敏電阻器共同承擔工作電壓，即可達到應有的保護水平。但是一旦遇到沖擊放電電流過大，殘壓超過應有的保護水平時，沖擊殘壓使氣體放電管導通短接第二個壓敏電阻器，此時系統的殘壓將由第一個壓敏電阻器決定，殘壓將大大降低。

　　然而，壓敏電阻器并聯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火電壓，因為當壓敏電阻器的V1mA值過低，則氣體放電管有可能在暫態過電壓作用期間不會放電導通。如果這樣的話，過電壓的所有能量仍將由壓敏電阻器來泄放，這對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（見圖2），可以有效的克服壓敏電阻器在通過大電流后其自身性能的劣化。在氣體放電管尚未放電導通之前，壓敏電阻器已開始工作，對暫態過電壓進行鉗位，泄放大電流。當氣體放電管導通后，它將與壓敏電阻器進行并聯分流，以減小壓敏電阻器的通流壓力，從而縮短壓敏電阻器通過大電流的時間，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，氣體放電管起到一個開關的作用，放電瞬時的殘壓略有降低（如圖3所示）。

　　以上試驗結果簡單的可以說明：

　　1、壓敏電阻器與氣體放電管串聯，在不影響壓敏保護水平的前提下，可略降低V1mA值，一方面氣體放電管可以阻斷系統正常工作時壓敏中的泄漏電流，減緩壓敏電阻器的性能的劣化;另一方面利用壓敏響應速度快、非線性特性好、通流容量大等諸多優點，及時對電氣設備進行保護，杜絕氣體放電管放電時的續流問題、動作靈敏度問題、以及對于波頭上升陡度較大的雷電波難以有效地抑制等問題，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作后立即熄弧，無續流、動作負載輕、耐重復動作能力強，氣體放電管不再承擔滅弧任務;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流角度講（如果電源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，氣體放電管將難以自動滅?。?，壓敏V1mA值越高越好，這是因為在氣體放電管至輝光放電過程中交流正弦波形發生改變，在短時間內限制了電壓及減少了能量（以34×34方片，V1mA=620，600V氣體放電管為例），同時開始斷斷續續為壓敏電阻器提供幾10毫安的電流，此時，針對氣體放電管，壓敏電阻器因高阻值而成為一個“限流”元件，壓敏電阻器也因晶界開始擊穿，同時阻值發生變化，此時可分擔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，雖說在氣體放電管導通后，可對壓敏電阻器進行并聯分流，以減小壓敏電阻器的通流壓力。但是將V1mA值選擇過低，當系統出現暫態過電壓侵害，氣體放電管有可能不會被壓敏電阻器的沖擊殘壓點火導通。如果這樣的話，系統中過電壓的所有能量將由壓敏電阻器來泄放，這將對壓敏電阻器是一種考驗。如果將V1mA值選擇略大于或等于氣體放電管的直流點火電壓，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火電壓，將有助于減緩壓敏電阻器性能的劣化，但是不會達到降低殘壓的目的。不過，這時壓敏電阻器和氣體放電管上流過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的續流問題，更不宜應用于交流電源系統的保護。

　　3、壓敏電阻器與氣體放電管串并聯，也存在V1mA電壓值的選擇。V1mA值選擇過低，將會出現上述壓敏電阻器與氣體放電管串聯的情況，而且暫態過電壓的所有能量仍將由壓敏電阻器泄放，這對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火電壓，系統正常情況時，串聯的兩個壓敏電阻器共同承擔工作電壓，達到應有的保護。在遭到沖擊放電電流過大時，第一個壓敏電阻器的沖擊殘壓使氣體放電管導通，短接第二個壓敏電阻器。相對而言，一旦氣體放電管導通，此時的情況將同第一個壓敏電阻器與氣體放電管串聯，這樣的話，系統的殘壓將由第一個壓敏電阻器決定，殘壓將大幅度降低。

　　得出以下幾點結論：

　　1、應用壓敏電阻器與氣體放電管串并聯，在壓敏電阻器的V1mA值略大于或等于氣體放電管的直流點火電壓時，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，當氣體放電管導通后，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大電流的時間，減緩了壓敏電阻器的性能的劣化，但對殘壓的影響不大。

　　3、壓敏電阻器與氣體放電管串聯，由于串聯間隙擊穿電壓在不同操作波形下的離散性，有可能導致保護可靠性的降低或保護失敗。但是，氣體放電管起到一個開關的作用，當沒有暫態過電壓作用時，它能將壓敏電阻器與整個系統完全隔離，即沒有泄漏電流，同樣能減緩壓敏電阻器的性能的劣化，參數選擇得當對殘壓有一定的影響。

　　氣體放電管與壓敏電阻區別

　　1、氣體放電管只能放在N和PE之間，因為氣體放電；

　　2、壓敏電阻是限壓型元器件，放電管是開關型元器件，反應時間都是納秒級的放電管比壓敏電阻慢一點。壓敏電阻反應時間是≤25NS放電管是≤100NS；壓敏電阻的性能存在一個衰減的問題。放電管不會！

　　3、壓敏電阻主要用于電源系統的防雷，氣體放電管主要用于信號線路如數據線、電話、有線電視、衛星通信等的防雷。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，這是因為正常情況下零線沒電壓，火線有。

　　4、氣體放電管只能放在N和PE之間，因為氣體放電管的導通延時長和導通后需要續流，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，會產生可觀的泄漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因泄漏電流變大可能會發熱自爆。為解決這一問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，在這個支路中，氣體放電管將起一個開關作用，沒有暫態電壓時，它能將壓敏電阻與系統隔開，使壓敏電阻幾乎無泄漏電流。

　　壓敏電阻與熱敏電阻應用

　　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（放電電壓為250±50V），熱敏電阻置于內線側，如圖1所示。當過電壓超過氣體放電管動作電壓時，氣體被擊穿，過電流入地;過電壓消失后，便自行恢復為正常開路狀態。由于它在過電壓時呈短路狀態，所以稱為通斷型過壓保護元件。氣體放電管的響應速度慢，難以保護程控交換機等通信設備。近幾年來，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，它動作時兩端的電壓有多大，就要看它吸收多大的過電流。壓敏電阻的過流值與其瞬間內阻的乘積，即為殘壓。殘壓不能超過被保護器件的允許耐壓，否則，不能保護。壓敏電阻具有響應速度快，抗雷擊能力強（與通流容量成正比）的優點。但對于市電220V則無效。這是它的不足之處。所以，當用壓敏電阻替代氣體放電管時它就不能象圖2那樣接線了。圖2中外線側還串接了保險絲。因為壓敏電阻的失效模式為短路，如果它放在外線側，一旦市電與音頻電纜相碰，壓敏電阻擊穿，220V便經電纜短路入地，過電流可能燒壞電纜，造成重大的經濟損失。另外，由于保險絲是不可自復的，一旦保險絲熔斷，電路便切斷。所以，圖2的接法是不好的。

　　要發揮PTC和MY對于市電仍具有自復功能，必須采用如圖2所示的接線電路。電路中，PTC置于外線側，壓敏電阻置于內線側。當市電與音頻電纜相碰時，壓敏電阻便擊穿而接地，Q點電位降到0，從而保護了通信設備。由于PTC串接在回路中，故障電流流過時，其自身阻值急劇上升，故障電流迅速地限制在300mA以內，通信電纜得以保護。故障排除，PTC自動恢復到原狀，電路仍能正常運行。

　　壓敏電阻與熱敏電阻區別

　　熱敏電阻是敏感元件的一類，按照溫度系數不同分為正溫度系數熱敏電阻（PTC）和負溫度系數熱敏電阻（NTC）。熱敏電阻的典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現出不同的電阻值。正溫度系數熱敏電阻（PTC）在溫度越高時電阻值越大，負溫度系數熱敏電阻（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導體器件。

　　“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壓時進行電壓嵌位，吸收多余的電流以保護敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”， 或者叫做“Varistor”。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F在大量使用的“氧化鋅”（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素鋅（Zn）和六價元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。 在中國***，壓敏電阻稱為“突波吸收器”，有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。

　　1、熱敏電阻符號是PTC，阻值隨溫度的變化而變化，有正溫度型的負溫度型，

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

　　3、常見的熱敏電阻外觀為黑色，壓敏電阻為藍色，熱敏電阻表面印字為NTC或PTC 5D-9，10D-9，5D-13等字樣，壓敏電阻一般印字為ZOV貨HEL5D181K 7D221K 10D221K等。