防雷元器件的性能及应用技术

防雷元器件的性能及应用技术摘要：随着电子元器件产业不断的发展，防雷元器件也在不断的发展。

然而，在市场经济条件下，防雷元器件厂家竞争力不断增大。

在激烈的市场竞争条件下，防雷元器件厂家要想在市场上占有有力地位，就应该在防雷元器件性能和应用技术上下功夫，以促进防雷元器件厂家更好的发展。

文章主要从设备被雷击中途径、防雷元器件性能、防雷元器件实际应用过程中应该注意的问题、防雷元器件设计及设计中应该采取的措施等方面出发，对防雷元器件的性能及应用技术进行相应研究。

关键词：防雷元器件；性能；应用技术防雷元器件主要作用是将线路中感应雷击浪电流泄放到大地，使被保护设备的浪涌电压能限制在被允许的安全电压下。

因此，防雷元器件在设计过程中就应该根据可能遇到的雷击电涌电流大小进行相应设计，以便使防雷元器件性能能更好满足实际需求。

为了更好保证防雷电器安全，防雷元器件性能好坏将直接影响整个防雷系统的性能和可靠性。

为了使防雷元器件更好的在实际应用中发挥其应有作用，除了对其性能进行分析外，还应该对其应用技术进行相应分析。

1 设备被雷击中途径分析因防雷元器件是为了保护电子设备免受雷电产生的电磁脉冲和过电压影响而设计的。

而要想更好对防雷元器件性能进行分析，有必要对设备被雷击中途径进行相应分析。

当雷电产生时，雷电会直击会地面物体，或通过空中雷云间放电感应产生电磁场，并在设备或传输线上产生雷电过电压，从而使设备或传输线路受损。

相关统计显示，因雷电直击或空间感应而引发的设备、线路损事故是比较少的，而雷电行波从室外的传输线引入室内造成设备和线路损坏事故比较多。

而室外传输线主要包括输入信息的金属线和馈电交流线路等。

其中传输信息的线路主要有架空线路、埋地线路和钢轨等相似传导体。

架空线一般为通信明线、架空电厂缆线或相似线路、埋地线则主要包括电缆和光缆。

在这种情况下，就应该在设备中装上防雷元器件，以避免设备被雷击中，而使设备无法正常运行。

而要想使防雷元器件在设备中更好发挥其作用，还需要防雷元器件性能进行相应分析。

2 防雷元器件性能分析过压保护元件实际应用中的作用是将雷电冲击能量尽可能的泄掉，以免过电压进入设备内部而造成设备损坏。

在实际应用过程中，为了保证设备安全，避免设备损坏现象出现，过电压元器件必须具备能承受冲击能力，尽可能保证元器件在强大雷电流冲击下仍能保证设备正常运行。

其也应该具备瞬间应付过电压并保证残压在设备安全电压范围内，以避免不必要的安全隐患。

同时电压元器件本身也应该具有较高的稳定性和可靠性，即便多次受电压冲击，也能始终保持其性能。

而要想使上述性能得以保证，还应该对开关元件、限压元件和防过热和过流元件进行分析。

2.1 开关元件分析开关元件一般包括陶瓷气体放电管、玻璃放电管和半导体过压保护器。

这三种类型的最大优势是开关元件导通前，其全部处于开路状态，电阻较大且少有漏电流，导通后，就会处于短路状态，即便压降较小，也可以通过较大的电流。

而三种类型开关元件各有优势。

开关元器件类型中除了一些半导体过压保护外，其都具有双向特性。

而陶瓷气体放电管和玻璃放电管的电容相对较小。

电压速度来说，玻璃放电管和半导体过压保护器的影响速度比较快，甚至达到ns量级。

玻璃放电管的击穿电压则是这三类开关元件最高的，虽然半导体过压保护器击穿电压不如玻璃放电管高，但是其穿击电压准确性是较高的。

然而开关元件三种类型有优势的同时，也有劣势，尤其是陶瓷体放电管。

因电气电离需要一定时间，其反应速度相对于其他开关元件类型说，影响速度较慢。

这就使得其在开通之前，就有较大漏电流。

同时，玻璃放电管击穿性能和分散性也比较大，击穿过程中只有几个特定值，使防雷元器件实际工作中无法满足设备需求。

2.2 对限压元件进行分析限压元件主要包括压敏电阻和TVS管。

这两类限压元件在实际应用过程中，有着和二极管一样的限压性能。

如果导通电压大于外压电压时，其内阻机会很大，其漏电流也相对较小。

如果导通电压小于外加电压时，其内阻就会变小，其电流也会随之增大，甚至产生较大的过电流。

即便电流较大，对设备两端电压的影响也并不是很大，只有小幅度的上升。

同时这两种限压元件也具有低压到高压系列值，可以在多种电压电路中使用。

但因这两种限压元件电容相对较大，不能在高频电路中使用。

压敏电阻作为硅化晶半导体过电压抑制器，是较为典型的过电压保护器。

其在实际应用过程中是随着外加电压进行变化的非线性元件，和放电气管比较，其对冲击电压的影响速度更快。

同时压敏电阻也能承受较大的浪涌电流，最大能承受上百kA浪涌电流。

然而因压敏电阻漏电流较大，其分线性较差，即使较放电气管影响速度快，但是其限制大电流较高，其承受冲击能力将会随着冲击次数的增加而减弱，其老化程度也较快，与TVS管相比，压敏电阻反应速略逊一筹；而TVS管非线性性能与稳压管性能相似，其不仅具有动态电阻低、限制电压低优势，同时也有不易老化、使用寿命长和反应快等优势。

然而TVB管在实际应用过程中，同流能力却较弱。

2.3 对防过流和防过热元件进行分析防过流元件中应该有自恢复保险丝和电流保险丝、电阻，而防过热保护和过热检测元件则应该有温度保险管和温度保险丝。

之所以要用自恢复保险丝是因为其属于温度系数热敏电阻。

将其应用在防过流和防过热元件时，其电流可能会小于保持电流，这时的电阻也会随之变小。

如果电阻超过触发电流，防过流和防过热元件阻值会也会随之增大，从而阻断雷电流入侵，当温度降低后设备将会自行恢复。

但是也应该考虑其热惰性，一旦出现热惰性，就可能会使反应速度变慢。

不管如何用自恢复保险丝代替电流保险丝，在一定程度上可以避免更换保险丝。

当温度异常时，保险管开关也可以随时断开。

3 防雷元器件实际应用过程中应该注意的问题①防雷元器件在实际应用过程中应该注意差模保护问题。

开关元件在实际应用过程中，应该尽量避免与电路中的差模保护单独连接，以避免电源短路而使防雷系统不能更好发挥其作用。

为了更好避免上述问题，在实际应用过程中，开关元件有必要与接限压元件结合在一起。

②防雷元器件在实际应用过程中应该注意浪涌电流问题。

防雷元器件在实际应用过程中，其浪涌电流应该控制在脉冲峰值之内，并在选择压敏电阻之后，以元器件特性为依据进行选择，以保证设备正常运行。

③防雷元器件在实际应用过程中应该注意穿击电压问题。

防雷元器件在实际应用过程中，应该对差模防雷元器件击穿电压进行限制，其最小电压不应该超过最高电路电压，而起限制电压则不能超过最高安全电压，以免使元器件受损，而使设备无法正常运行。

4 防雷元器件设计及设计中应该采取的措施4.1 防雷元器件设计信号防雷器作为防雷元器件重要组成部分，其能更好的传输相应信息。

因防雷元器件是为了将雷击浪涌引入地下，使设备免于过电压而进行相应设计的。

而信号防雷器一般是由双线传输线和普通多莘芯电缆和同类电缆等组成。

因此，在设计过程中，应该以雷击浪涌电流为依据，采用两级或单级信号防雷器进行相应设备保护。

同时也要对单元电路中的过压和过流进行相应保护；为了使设计更好的发挥其作用，应该采取相应保护措施，以强化防雷元器件保护。

4.2 防雷元器件设计中应该采取的措施在设计过程中，首先应将设备电路接好，并以增大流负反馈形式来对晶体管过流进行限制。

设计中也应该在上面装上滤波器等分割部件，这样不仅不影响设备工作，同时也能通过提高高通滤波器的截频降低低通滤波器的载频，以保证阻带衰耗；在不影响正常工作的情况下，也可以在电路中串入限流电阻和并联电容器，以便更好的对过流及旁路过电流进行限制；为了保证设计质量，也应该尽量缩小元件引线，并将防雷元器件直接安装在需要保护的设备上；而在易受浪涌冲击的电路中，应该选用碳膜电阻，而不用耐力较差的金属膜电阻；也应该对高频电路中使用的稳压管进行相应保护。

在设计中应该对电容值对工作状态的影响进行相应分析，如果相应结电容量的随端电压改变而变化，其反偏电压就越大，其结电容量就越小，而令偏压时则最高。

在这种情况下，就应该以实际电路对电容要求为依据，将稳压管一端偏执电压，以保护电容，从而保证防雷元器件顺利运行。

5 结语微电子技术的发展，使得大规模集成电路相继出现并广泛应用在通信、测量、计算机等领域。

虽然这类大规模集成电路的出现为电子设备带来了方便，但是在实际应用过程中，其抗压能力和抗干扰能力却较低，易受雷电产生的电磁脉冲或是相应过电压的影响，而影响大规模集成电路性能的发挥，甚至使设备损坏。

在这种情况下，就应采取相应措施，以避免上述问题出现。

防雷元器件的出现，在一定程度上解决了上述问题，而要想使防雷元器件更好的发挥作用，还需要进一步提高防雷元器件性能。

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