浪涌保护器的研究

前言

浪涌保护器，也叫SPD(Surge Protection Device)，主要用于抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流。

气体放电管（GDT）

GDT与TVS都属于电压保护器件。

以下是GDT的重要参数：

• 火花放电电压
• 辉光放电电压
• 弧光放电电压
• 标称放电电流：超过该电流，管子会严重发热导致损坏。
• 绝缘阻抗
• 管电容
• 熄弧电压
• 交流电放电电流（寿命测试）

GDT的优点：

• 通流量大
• 漏电流小
• 寄生电容小

GDT的缺点：

• 反应慢：使用GDT抑制浪涌电流，通常会形成浪涌尖峰（反应慢导致），利用TVS快速导通的特性来抑制。
• 电弧续流：与压敏电阻（MOV）串联使用，使其处于高阻状态，减少电弧续流的危害。

GDT的命名：

• 2R为两极，3R为三极。3R可看作两个2R并联。

本设计采用的GDT为3R090TB-8。

调试

需要接地线，否则后级电路会被烧坏。但并不影响测量。

电路图

8/20波形

8/20us是典型雷电击穿大地（避雷针或临近接闪物）引起的电磁脉冲感应过电压，这个感应过电压击穿、烧毁设备时的电流曲线，我们一般称感应雷波形。8代表冲击电流到达90%电流峰值的时间（也就是上升沿）是8微秒，20表示到半峰值的时间是20微秒。

气体放电

测量气体放电，可以发现波形为典型的8/20波形。

仪器配置为3.61kV

SPD放电

波形失真较为严重，可能是放电管后级电路被击穿所导致。

仪器配置为3.62kV

总体系统

板子实物

小结

本次设计并未考虑接线，导致后续测试需要大量飞线，以后凡是需要接夹子的板子，建议采用4MM香蕉头。此外，对于SPD必须接大地，否则一定会损坏后级电路。