一、防雷元器件的性能特點(diǎn)

    開(kāi)關(guān)元件類(lèi)

    正常工作時(shí)，開(kāi)關(guān)元件是斷開(kāi)的；當(dāng)雷擊浪涌來(lái)的時(shí)候，開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，將浪涌電流泄放到大地，從而保護(hù)了電子設(shè)備免受浪涌沖擊損壞。開(kāi)關(guān)元件類(lèi)有陶瓷氣體放電管、玻璃放電管（強(qiáng)效放電管）、半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器（半導(dǎo)體放電管、固體放電管）三種類(lèi)型。它們的優(yōu)點(diǎn)是：①擊穿（導(dǎo)通）前相當(dāng)于開(kāi)路，電阻很大，幾乎沒(méi)有漏電流；②擊穿（導(dǎo)通）后相當(dāng)于短路，可通過(guò)很大的電流，壓降很小；③脈沖通流容量（峰值電流）大：陶瓷氣體放電管的8/20μs波峰值電流常用的有5kA、10kA、20kA等幾種（當(dāng)然還有更大的，達(dá)100kA以上），10/1000μs波峰值電流在幾十至幾百A之間；玻璃放電管的8/20μs波峰值電流現(xiàn)有500A、1kA、3kA三種；半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的10/1000μs波峰值電流在幾十至上百A之間。④除了個(gè)別半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器外，它們都具有雙向?qū)ΨQ特性。⑤陶瓷氣體放電管和玻璃放電管的電容都很小，在3pF以下。⑥玻璃放電管和半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的響應(yīng)速度都很快，在ns量級(jí)。⑦玻璃放電管的擊穿電壓可以做得很高，最高的達(dá)5kV。⑧半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的擊穿電壓可以做得很準(zhǔn)確。

    它們的缺點(diǎn)分別是：

    陶瓷氣體放電管：①由于氣體電離需要一定的時(shí)間，所以響應(yīng)速度較慢，反應(yīng)時(shí)間一般為0.2～0.3μs（200～300ns）,最快也就是0.1μs（100ns）左右，在它未導(dǎo)通前，會(huì)有一個(gè)幅度較大的尖脈沖漏過(guò)去。②擊穿電壓一致性較差，分散性較大，一般為±20%。③擊穿電壓只有幾個(gè)特定值。玻璃放電管和半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器：①通流容量較陶瓷氣體放電管小得多。②擊穿電壓尚未形成系列值。③玻璃放電管擊穿電壓分散性較大，為±20%。④半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器電容較大，有幾十至幾百pF。

    限壓元件類(lèi)

    有壓敏電阻、TVS管（瞬態(tài)電壓抑制二極管）等。它們象穩(wěn)壓二極管那樣具有限壓特性。當(dāng)外加電壓小于其導(dǎo)通電壓時(shí)，它具有很大的內(nèi)阻，漏電流很�。划�(dāng)外加電壓大于其導(dǎo)通電壓時(shí)，其內(nèi)阻急劇減小，可以流過(guò)很大的電流，而其兩端的電壓卻只有少量的上升。它們的導(dǎo)通電壓都有從低壓到高壓的系列值，便于在各種不同電壓的電路中使用。另外，兩者的電容都較大（TVS管也有低電容產(chǎn)品），不適于在高頻電路中使用。

    壓敏電阻與TVS管的區(qū)別在于：壓敏電阻能承受更大的浪涌電流，而且其體積越大所能承受的浪涌電流越大，最大可達(dá)幾十kA到上百kA；但壓敏電阻的漏電流較大，非線性特性較差（動(dòng)態(tài)電阻較大），大電流時(shí)限制電壓較高，且所能耐受的沖擊電流的大小隨沖擊次數(shù)的增加而減�。ń殿~特性），較易老化。TVS管的非線性特性和穩(wěn)壓管完全一樣，動(dòng)態(tài)電阻較小，限制電壓較低，且不易老化，使用壽命長(zhǎng)，但通流能力較小（10/1000μs波峰值電流在幾A至幾百A之間）。

    再有就是反應(yīng)速度不同，TVS管的反應(yīng)速度極快，為ps級(jí)，而壓敏電阻反應(yīng)速度稍慢，為ns級(jí)。

    防過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)元件類(lèi)

    防過(guò)流元件有自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、電流保險(xiǎn)絲、電阻，防過(guò)熱保護(hù)和過(guò)熱檢測(cè)元件有溫度保險(xiǎn)管和溫度保險(xiǎn)絲。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)流過(guò)它的電流小于其保持電流時(shí)（溫度較低），它的阻值很��；當(dāng)流過(guò)它的電流超過(guò)其觸發(fā)電流時(shí)（溫度升高），它的阻值急劇增大，從而阻斷雷電流的繼續(xù)侵入或者電路的續(xù)流，溫度降低后能自行恢復(fù)。但由于熱惰性，其反應(yīng)速度很慢，一般為秒級(jí)（流過(guò)的電流越大或溫度越高，反應(yīng)越快）。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲可以用于代替電流保險(xiǎn)絲，免除經(jīng)常更換的麻煩。溫度保險(xiǎn)管和溫度保險(xiǎn)絲是一種溫度開(kāi)關(guān)元件，正常工作時(shí)是短路的，當(dāng)溫度高于其斷開(kāi)溫度時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（不可恢復(fù)），常用于過(guò)熱保護(hù)和過(guò)熱檢測(cè)。 

二、防雷元器件的一般使用方法及使用注意事項(xiàng)

    防雷元器件的一般使用方法

    1.開(kāi)關(guān)元件主要應(yīng)用于共模保護(hù)，也常在無(wú)源電路中作差模保護(hù)。

    2.限壓元件主要應(yīng)用于差模保護(hù)，也常用在共模電路中和開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)，防止開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通后使線路與地發(fā)生短路；或者作為開(kāi)關(guān)元件的限流元件以阻斷續(xù)流，使開(kāi)關(guān)元件復(fù)位。

    使用注意事項(xiàng)

    1.開(kāi)關(guān)元件不能單獨(dú)跨接在有源電路中作差模保護(hù)，為避免電源短路，必須串接限壓元件。
 
 
 2.流過(guò)防雷元器件的浪涌電流必須小于其脈沖峰值電流。壓敏電阻應(yīng)按其降額特性選擇。

    3.用作差模保護(hù)的防雷元器件，其最小擊穿電壓必須大于線路的最高工作電壓。

    4.用作差模保護(hù)的防雷元器件，其限制電壓必須小于被保護(hù)設(shè)備所能承受的最高安全電壓。

三、防雷器電路設(shè)計(jì)概要

    防雷器電路設(shè)計(jì)