가스 방전관(GDTs) 소개

1.개요

가스 방전관(GDTs)은 통신, 전원, 신호 시스템에서 널리 사용되는 갭형 과전압 보호 부품입니다. 이들은 번개 서지, 유도 과전압 및 정전기 방전(ESD)을 방전하여 민감한 전자 회로를 보호하도록 설계되었습니다. 일반적인 유형에는 두 전극과 세 전극 GDTs가 있으며, 주로 세라믹 케이스에 봉입되어 있어 세라믹 방전관이라고도 합니다.

2. 작동 원칙

GDT는 네온, 아르곤, 크립톤과 같은 불활성 가스로 채워져 있습니다. 전극 간 전압이 절연 파괴 한계를 초과하면 가스가 이온화되어 전도성을 띠게 되어 서지 전류를 접지로 유도하는 저저항 경로를 형성합니다. 과전압 상태가 완화되면 가스는 탈이온화되어 절연 상태로 돌아가 회로가 정상 작동을 재개합니다.

3. 주요 특징

고전압 내성: DC 격리 전압은 수십 볼트에서 수천 볼트까지 varies합니다.

높은 과전류 처리 능력: 수 천 암페어에서 수만 암페어까지 처리 가능합니다.

극히 낮은 누설 전류: 정상 조건에서는 절연 저항이 GΩ 수준에 도달합니다.

낮은 기생 용량: 일반적으로 1 pF 미만으로, 고속 통신 포트에 적합합니다.

자기 복구 특성: 과전류 후 자동으로 고저항 상태로 복귀하며 신호 전송에 영향을 주지 않습니다.

4. 일반적인 응용 분야

통신선의 번개 방호: 전화, ADSL, 광섬유, 이더넷 인터페이스.

전원 공급 장치 보호: DC 배전 시스템, 스위치 모드 전원 공급 장치, UPS 시스템.

산업 자동화 장비: PLC 제어 유닛, 릴레이 입력.

실외 노출 포트: 감시 장치, 안테나 시스템, 교통 제어 단말기.

5. 다단계 보호 전략

포괄적인 서지 보호를 위해 GDT는 종종 다음 구성 요소와 함께 사용됩니다:

일반적인 구성: GDT와 MOV가 직렬로 연결되고 TVS와 병렬로 연결된 것은 실외 전원 또는 신호 인터페이스에 대한 일반적인 세 단계 서지 보호 구성입니다.

6. 선택 가이드라인

DC 절연 전압: 잘못된 트리거를 방지하기 위해 최대 작동 전압을 초과해야 합니다.

임펄스 방전 전압: 보호되는 장비의 내압보다 낮아야 하며 적시에 활성화되도록 해야 합니다.

홀도버 전압: 회로의 유지 전압보다 높아야 하며 후속 전류를 피할 수 있어야 합니다.

접지 설계: 방전 경로는 저 임피던스를 확보하고 접지 전위 상승을 최소화하기 위해 가능한 한 짧고 두껍게 설계되어야 합니다.

열적 고장 보호: 지속적인 과전압 시 내부 발열이 발생할 수 있으므로 열 퓨즈나 고장 보호 메커니즘이 권장됩니다.

7. 주의사항 및 제한 사항

TVS 또는 MOV보다 응답 속도가 느리며, 일반적으로 나노초 범위이거나 그 이상입니다.

ESD와 같은 고주파 트랜지언트 억제에는 적합하지 않습니다; 이러한 응용 프로그램에는 TVS가 선호됩니다.

후속 전류 발생 위험으로 인해 MOV는 효과적으로 전アー를 소거해야 합니다.

반복적인 서지에 따라 성능이 저하될 수 있습니다; 선택 시 평가된 수명 주기와 전류 용량을 고려하십시오.

8. 결론

고전압 내성, 대전류 처리 능력, 낮은 누출, 우수한 절연 특성을 갖춘 GDTs는 번개 및 서지 보호에 널리 사용됩니다. 다단 구성에서 MOV 및 TVS 다이오드와 결합하면 시스템의 서지 저항성이 크게 향상되며, 이는 GDTs를 현대 회로 보호 설계에서 중요한 구성 요소로 만듭니다.