Въведение в газовите разрядни тръби (GDTs)

1.Общ преглед

Газовите разрядни тръби (GDTs) са компоненти за защита от наднормативно напрежение, широко използвани в комуникационни, електропитомвни и сигнален системи. Те са предназначени да разсейват молниен подобни токове, индуцирано наднормативно напрежение и електростатични разряди (ESD), по този начин защитавайки чувствителните електронни кръжолки. Общи типове включват дву- и триелектродни GDTs, обикновено заключени в керамически корпуси, затова също се наричат керамични разрядни тръби.

2. Работен принцип

ГДТ-та се напълват с инертни газове като неон, аргон или криптон. Когато напрежението между електродите надхвърли граничната стойност за пробив, газът стана ионизиран и проводник, образувайки път с ниско съпротивление, който отклонява връховния ток към земята. След като прекомерното напрежение изчезне, газът се дезионализира и връща в изолиращото си състояние, позволявайки на циркуита да възобнови нормалната си работа.

3. Ключови характеристики

Висока толеранция към напрежение: ДС пробивно напрежение се движи между десетки и хиляди волта.

Висока способност за обработка на връховен ток: Може да обработва хиляди до десетки хиляди ампера.

Екстремно нисък утечлив ток: Изолационното съпротивление достига нива на GΩ при нормални условия.

Ниска паразитна ъмкост: Обикновено под 1 пФ, идеално за високоскоростни комуникационни портове.

Самовъзстановявща се характеристика: Автоматично връща високосъпротивното си състояние след връх, без да влияе на предаването на сигнала.

4. Типични приложения

Защита от молния за комуникационни линии: Телефони, ADSL, оптичен влак, етърнет интерфейси.

Защита на силовото питане: DC distribуtion системи, преобразуватели на напрежение, UPS системи.

Индустриални автоматизирани устройства: PLC контролни единици, реле входове.

Експонирани на открито портове: Уреди за наблюдение, антенни системи, терминали за управление на трафика.

5. Многоетапна стратегия за защита

За да се постигне всеобхватна защита от импулсивни намирана, често се използват GDT в комбинация с следните компоненти:

Типична конфигурация: GDT в серия с MOV и в паралел с TVS е обикновена триуровнява конфигурация за защита от импулсивни напрежения за външни електрически или сигнален интерфейси.

ръководства за избор

DC гранично напрежение: Трябва да надхвърля максималното работно напрежение, за да се предотврати неправилно пускане.

Импулсно разрядно напрежение: Трябва да е по-ниско от толериранията способност на защитеното оборудване, за да се осигури своевременно активиране.

Напрежение при задържане: Трябва да е по-високо от поддържащото напрежение на циркуита, за да се избегне следващият ток.

Дизайн за заземяване: Пътя за разряд трябва да бъде колкото е възможно по- kratъk и гъст, за да се осигури ниска импеданса и минимално повишаване на потенциала на заземяването.

Термо защита от неуспех: При продължително наднормено напрежение може да се появи вътрешно загреване; препоръчително е да се използва термен фюз или механизъм за защита от неуспех.

7. Предпазни мерки и ограничения

По-бавно време на отговор в сравнение с TVS или MOV, обикновено в наносекундния диапазон или по-дълго.

Не е подходящо за подтискане на високочестотни транзитивни явления като ЕСD; за такива приложения се предпочита TVS.

Риска от продължаващ ток изисква MOV да потушава искрата ефективно.

Предизвикването може да намали се при повтарящи се вълнове; през избора разглеждайте рейтинговия жизнен цикъл и капацитета на тока.

8. Заключение

Благодарение на високо напрежение толерантност, голяма обработка на ток, ниски протичания и отлична изолация, GDTs се използват широко за защита срещу молнии и вълнове. Когато се комбинират с MOVs и TVS диоди в многоетапни конфигурации, те значително подобряват имунитета на системата срещу вълнове, правейки GDTs ключова компонента в съвременното проектиране на защита на кръговете.