目前,市场上浪涌过压保护器件主要包括压敏电阻MOV、陶瓷气体放电管(GDT)、半导体放电管(TSS)、瞬态电压抑制器TVS、玻璃气体放电管、聚合物ESD等。
过压保护器件按照其作用机理可分为两大类:开关型元件和限压型元件。
1)陶瓷气体放电管GDT:开关型过压保护元器件,通流量大、极间绝缘电阻大、响应速度较慢、寄生电容小,为此,在高频电子线路保护中有着明显的优势。GDT常用于多级保护电路中第一级或第二级的保护。
2)压敏电阻MOV:钳位型过压保护元器件,通流量大、响应速度慢、寄生电容大,在实际应用中,常与GDT串联应用,减缓老化,提高可靠性,延长使用寿命。
3)半导体放电管TSS:开关型过压保护元器件,精确导通电压、ns级响应、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高,并联在电路之中。
4)瞬态电压抑制二极管TVS:钳位型过压保护元器件,瞬态功率大、低漏电流、pS秒级响应速度、钳位电压易控制、电压精度高、钳位能力卓越、击穿电压偏差小、小体积,常用于敏感电子零件中的过压保护。
5)ESD二极管:钳位型过压保护元器件,工作电压低、低结电容、响应速度快、小体积、灵活度高,常用于通讯通信端口的静电防护。
选择保护组件主要考虑以下几点:
(1)首先应确定保护组件的静态工作范围,据此选取合适的标称值。如气体放电管的标称直流击穿电压、压敏电阻的压敏电压值、瞬态二极管的不动作电压值和稳态管的稳压值等。这些标称值应高于该电路可能出现的最高稳态电压值(供电电压、信号峰值电压等的叠加值)。
(2)保护组件本身固有电容值是否影响信号的传输,它对高频电路(如天馈线输入)中的保护组件尤为重要,气体放电管在这方面有较大的优势,其电容值约1.5pF或更低。
(3)保护组件的残压无论何时都应低于被保护设备或电路的损坏电压,最好还有一定的程度。
(4)根据设备或电路的需要,选取有足够耐流能力的保护组件。我们总希望有尽量多的冲击电流(能量)通过它旁路,不进入设备内部,而其本身亦安全无恙。否则,被击坏之后,若不能及时发现和更换,随之而来的浪涌即会造成损坏。