防雷元器件的基础知识

本文介绍了瞬态抑制二极管（TVS）、玻璃放电管、 压敏电阻、陶瓷气体放电管、半导体放电管、自恢复保险丝等元器件的工作原理、参数及应用。
瞬态抑制二极管（TVS）

TVS瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor）的简称 .
工作原理：
并联于线路中，在正常工作状况下，TVS 二极管对受保护线路呈现高阻抗状态，当线路工作电压超过，它能以pS级的速度把过高的电压限制在一个安全范围之内，从而起到保护后面电路的作用。当这瞬间电流通过之后，TVS又回复到高阻抗之状态
特性：
优点: 1.响应速度最快（为ps级）
2.击穿电压有从5V～600V的系列值
3. 瞬态功率从400W至30,000W
4.钳制电压比较准确
缺点: 1.结电容比较大
2.冲击电流小
参数：
①反向断态电压VRWM：表示TVS管不导通的最高电压，在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。
②击穿电压VBR：TVS管通过规定的测试电流IT时的电压，这是表示TVS管导通的标志电压（TVS管的击穿电压有±5%的误差范围）。
③脉冲峰值电流IPP：TVS管允许通过的8/20μs波的最大峰值电流
④最大箝位电压VC：TVS管流过峰值电流IPP时所呈现的电压
选型：
1. 最大箝位电压VC线路正常工作电压
3. 交流电压只能用双向TVS
分类（功率大小）：
贴片型 ： SMAJ、P4SMAJ(400W),SMBJ、P6SMBJ(600W),SMCJ、SMDJ、1.5SMCJ(1500W) 5.0SMDJ(5000W)
轴向引线：P4KE(400W),SA(500W),P6KE(600W),1.5KE(1.5kW),3KP(3kW)5KP(5kW) 15KP(15KW) 20KP(20KW
低电容 ： (CCD) SAC(500W,50 Pf),LCE(1.5kW,100 pF)
应用：
广泛应用在半导体及敏感的电子零件过电压、ESD保护上，主要包括：消费类产品、工业产品、通讯、电脑、汽车、电源供应品、信号线路保护及军事、航天航空导航系统及控制系统上;
竟争对手：
高档：Onsemi GS 摩托罗拉
中档：Gd 丽正 强茂(PEC) 固得 台半
低档：飞达(FD) 银河 星河 康比 茂龙(ML)
封装及包装数量
SA P6KE 3K DO-15
1.5KE 1.25K DO-201AD
P4KE 5K DO-41
SMAJ 1.8K/7.5K DO-214AC
SMBJ 0.5K/3K DO-214AA
SMCJ SMDJ 0.5K/3K DO-214AB
3KP 0.4K P-600
玻璃放电管
工作原理
玻璃放电管由封装在充满惰性气体的玻璃管中相隔一定距离的两个电极组成。中间所充的气体主要是氖或氩, 并保持一定压力。当其两端电压低于放电电压时，气体放电管是一个绝缘体(电阻Riso100M？)。当其两端电压升高到大于放电电压时，产生弧光放电，气体电离放电后由高阻抗转为低阻抗, 使其两端电压迅速降低。玻璃放电管受到瞬态高能量冲击时，它能以10-9秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，通过高达千安量级的浪涌电流。
特性：
它有陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的优点：
优点：绝缘电阻高（≥108Ω）,极间电容小（≤0.8pF）、放电电流较大（最大达3 kA）、双向对称性、反应速度快,导通后电压较低，此外还有直流击穿电压高（最高达5000V）、体积小、寿命长。
缺点：是直流击穿电压分散性较大（±20%）。按它的8/20μs波脉冲放电电流IPP的大小分为YP、YS、YA三个系列。
使用方法：
①玻璃放电管既可以用作电源电路的保护，也可以用作信号电路的保护；既可以用作共模保护，也可以用作差模保护。但只能用在浪涌电流不大于3kA的地方。
②直流击穿电压VS的选择：直流击穿电压VS的最小值应大于可能出现的最高电源峰值电压或最高信号电压。
③在有可能出现续流的地方（如电源电路）使用时，必须串联限流电阻或自恢复保险丝，防止玻璃放电管击穿后长时间导通而损坏。
分类：
按8/20μs波通流容量分为三个系列：
BK3/YP（0.5A）
BK2/YS （1KA）
BK1/YA （3KA）
国际通用的色环对照
0---黑色
1---棕色
2---红色
3---橙色
4---黄色
5---绿色
6---蓝色
7---紫色
8---灰色
9---白色
应用：
BK微型放电管（Surge Absorber）是20世纪90年代末跨世纪的产品，该产品一经问世，立即受到世界许多国家的瞩目，它广泛应用于供电、数据、信息接收、医疗器械、通讯、消费类产品，高频电路、3G通讯产品、通讯基站设备及其他静电通讯及家电等系列产品，并在许多国家取得专利。
a、用于供电（YA或YS系列）
b、用于数据传递装置（YA或YS系列）
c、天线装置或天线/信号电路包括可动部件 （YS或YP系列）
d、抗静电装置（YS和YP系列）
e、多种医疗器械（YA、YS或YP系列）
压敏电阻
构造及物理特性：
压敏电阻是一种用得最多的限压器件。压敏电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻。常用的是氧化锌（ZnO）压敏电阻，它主要是以氧化锌为原料，添加多种微量金属氧化物，它的外面包封环氧树脂(可添加颜料).
它相当于一个可变电阻，并联于电路中的。当电路在正常使用时，压敏电阻的阻抗很高，漏电流很小，可视为开路，对电路几乎没有影响。但当一很高的突波电压到来时，压敏电阻的电阻值瞬间下降，使它可以流过很大的电流，同时将过电压箝位在一定数值。由于压敏电阻的突波承受能力取决于它的物理尺寸，因而有可能获得不同的浪涌电流值.

优点：通流量大，最大可达70KA。
响应速度效快，对于急速的电涌响应一般小于10ns。
功耗小，正常工作状态下，漏电流为μA(微安)数量级。
成本低，价格廉。
缺点：可靠性较差，易老化，不可恢复性
应用：
广泛的应用在汽车电子、通迅、计算机、消费类电子产品、军用电子产品等方面，特别是在LCD、键盘、I/O接口、IC、MOSFET、CMOS、传感器、手机、DVD、AV、ABS、马达控制板、MP3、PDA、USB接口及高速数据信号线路上进行保护等。
技术参数：