一、工作原理

气体放电管的工作原理基于气体间隙放电。当在放电管两极之间施加一定电压时，极间会产生不均匀电场。在此电场的作用下，管内气体开始游离。随着外加电压的增大，当极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将被击穿放电，由原来的绝缘状态转化为导电状态。导通后，放电管两极之间的电压会维持在由放电弧道决定的残压水平，这种残压通常很低，从而能够有效地保护与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。

二、气体放电管与 TVS 管的区别

气体放电管和 TVS 管在应用场景、反应时间和通流能力等方面存在显著差异。气体放电管主要用于通信系统的防雷保护，而 TVS 管则广泛应用于电子设备的过电压保护。在反应时间方面，TVS 管的反应速度最快，可达皮秒级；压敏电阻稍慢，为纳秒级；而气体放电管的反应时间则通常为几十个纳秒甚至更长。在通流能力方面，TVS 管的通流能力相对较小，通常只有几百安培；压敏电阻的通流能力介于 TVS 管和气体放电管之间，能够通过数 KA 到数十 KA 的单次 8/20μS 浪涌电流；气体放电管的通流能力最大，通常可以导通数百次的十 KA 级别 8/20μS 浪涌电流。从放电原理来看，TVS 管基于二极管雪崩效应，压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用，而气体放电管则是基于气体击穿放电。在承压能力方面，TVS 管的承压能力通常在 5.5V 到 550V 之间，压敏电阻的承压能力范围从 10V 到 9000V，而气体放电管的承压能力则从 75V 到 3500V 不等。

三、气体放电管的选型要点

选型时，需综合考虑多个参数，以确保气体放电管能够有效地保护电路免受过压和过流的损害，同时满足特定的应用需求。以下是气体放电管选型时需要考虑的关键参数：

工作电压 ：气体放电管的直流击穿电压取值应大于电路工作最大值，通常要求为电路工作电压的 1.5~2 倍，对于交流电源则为有效值的 1.4 倍。

防护等级 ：根据电路的防护等级确定通流量，要求额定通流量的 2 倍以上，该值与测试电压和波形有关。

耐压测试 ：器件的直流击穿电压必须大于耐压测试电压。

信号速率 ：在信号接口防护中，需考虑结电容大小，高速信号线上应选择结电容小的器件。

直流击穿电压 ：代表系统工作在一个低上升率电压波形时的击穿电压，是一个电压区间，表示受保护系统可正常工作的范围。

冲击击穿电压 ：代表系统工作在一个高上升率电压波形时的击穿电压，也是一个电压区间，表示一般防护时的击穿电压。

标称放电电流 ：包括通过 50Hz 交流电流的额定有效值和 8/20μs 波形的额定放电电流，表示耐交流电流和耐短波电流的能力。

绝缘电阻 ：放电管未击穿时的绝缘电阻值，一般要求为 1~10GΩ。

电容 ：放电管电极间的电容，通常在 2~10pF 之间。

气体放电管作为通信系统防雷保护的关键组件，凭借其独特的优势在电路保护中发挥着重要作用。然而，任何保护器件都有其局限性，在选型和使用过程中，需充分考虑各种因素，以实现最佳的保护效果。通过合理选型和应用，气体放电管能够为现代电子设备提供可靠的安全保障。
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