过电压保护电路中,常采用的四种过电压保护技术产品为:半导体放电管(TSS)(TSS)、陶瓷气体放电管(GDT)(GDT、金属氧化物压敏电阻(MOV)、瞬态抑制二极管(TVS);所有这四种装置都与所保护的电路进行并联,当偏压低于相应的断态重复峰值电压时都会表现出高断态阻抗。

半导体放电管(TSS)
半导体放电管(TSS)为PNPN装置,可将其视作不带门极的晶闸管。 一旦超过其峰值断态电压(VDRM),半导体放电管(TSS)将会把瞬态电压箝制在其额定转换电压(VS)的范围内。 一旦流经半导体放电管(TSS)的电流超过其开关电流,该装置将发生急剧短路,模拟短路状态。 当流经半导体放电管(TSS)的电流小于其保持电流(IH)时,半导体放电管(TSS)将会复位并返回到其断态高阻抗状态。

半导体放电管的优点
半导体放电管(TSS)的优点包括响应时间快(见图1.1)、电气特性稳定、长期稳定性好、电容低等。 此外,由于半导体放电管(TSS)为电撬设备,它不会被电压损坏。

半导体放电管的局限性
由于半导体放电管(TSS)属于电撬设备,所以不能直接在交流线路上使用,必须将其放在负载的后面。 不这样做将会导致超出半导体放电管(TSS)的更大额定通态电流,进而导致其进入永久性的短路状态。

半导体放电管的应用
尽管也可用于其他应用,但半导体放电管(TSS)主要是作为主过电压保护器用于电信和数据通信电路。

陶瓷气体放电管(GDT)
陶瓷气体放电管(GDT)(GDT)采用玻璃或陶瓷封装,内部填充惰性气体,两端用电极封住。 当瞬态电压超过装置的额定直流击穿电压时,电压差会造成陶瓷气体放电管(GDT)的电极着火,导致出现电弧,而电弧会造成管内气体离子化,并提供了一个让瞬态电压通过的低阻抗路径。 当瞬态值降到直流过保持电压和电流以下时,陶瓷气体放电管(GDT)会返回到断态。

陶瓷气体放电管的优点
陶瓷气体放电管(GDT)的浪涌电流高,额定电容低。 其额定电流更高可达
20 kA,偏压为0 V时,额定电容更低可至1 pF。

陶瓷气体放电管的应用
由于浪涌额定值高,陶瓷气体放电管(GDT)通常被用于基础保护。 不过由于其对高频元件的干扰很低,它们也是高速数据链路的备选方案。

金属氧化物压敏电阻(MOV)
金属氧化压敏电阻(MOV)是有两根引线的通孔型元件,通常为圆盘形。 MOV以烧结氧化物制成,大致相当于两个相接的PN结点,可通过在施加电压时降低电阻来对瞬态电流进行分流。

压敏电阻的优点
由于MOV的抗浪涌能力由其外形尺寸所决定,故可提供高浪涌额定电流。 此外,由于MOV属于箝制装置,因此可在次级交流电源线路中用作瞬态保护器。

压敏电阻的应用
尽管MOV在很多电信设备(一次性设备除外)中都不能使用,但却可以用于需要箝制装置且不要求电压容差很小的交流电设备中。

TVS瞬态抑制二极管
瞬态电压抑制器(TVS)二极管是由相接的PN结点构成的箝位电压抑制器。 在导电过程中,当在其端子上施加电压时,瞬态抑制二极管会通过改变电阻来创建一个低阻抗的通道。 一旦电压去除,二极管即会关闭并回到高断态阻抗的状态。

TVS瞬态抑制二极管的优点
由于瞬态抑制二极管是固态装置,因此只要在规定的范围内工作,就不会出现疲劳故障,其电气参数也不会发生变化。 瞬态抑制二极管能够有效箝制迅速生成的瞬态电压,非常适合用于不需要对大量电能进行分流的低电压设备。

TVS瞬态抑制二极管的应用
由于额定功率低,瞬态抑制二极管不能用作正极线(Tip)和负极线(Ring)之间的初级接口保护器,但可用作嵌入电路中的次级保护器。

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