硬件工程初识EMC元器件（九）——气体放电管的参数解读及选型应用

一、什么是气体放电管

气体放电管（Gas Discharge Tube，简称GDT），是一种陶瓷或玻璃封装，其内部充有一定量的惰性气体，管内有两个或多个电极的保护器件。

保护原理：气体放电管应用原理是气体放电，未动作时，处于高绝缘状态，一般为GΩ级别；当极间电压强度超过气体击穿电压时，引起间隙放电，限制极间电压大小，使与气体放电管并联的电路受到保护。

二、气体放电管参数解读

话不多说，直接上手册，结合手册进行参数解读，本次以TDK的一款气体放电管手册进行解读。

1、直流击穿电压(DC Spark-over Voltage)：在放电管两端施加上升的电压时（手册上会有电压波形解释），使气体放电管发生击穿的电压值；

2、冲击击穿电压(Impulse Spark-over Voltage)：在放电管极间施加上升速率很快的电压时（手册上有两种波形：100V/S和1kV/S），使放电管发生击穿的电压；

3、耐冲击放电电流(Impulse Discharge Crurrent)：在规定的放电次数内，流经放电管放电间隙的冲击电流峰值，参考手册使用寿命(Service life)；

4、绝缘电阻(Insulation resistance)：在放电管极间施加一定的直流电压时（手册为50 V）测得的电阻值，一般在GΩ级别；

5、结电容(Capacitance)：在一定的频率条件下(通常为1MHz)测得极间的电容值，通常电容值为几个pF级；

6、其他参数：温度、封装等。

三、气体放电管选型

气体放电管一般应用在电源接口、信号接口进行防护，主要需关注工作电压、防护等级、耐压测试、信号速率等参数。

1、确定电路工作电压气体放电管的直流击穿电压取值需要大于电路工作最大值，一般要求为电路工作电压的1.5~2倍，交流电源为有效值*1.4倍；

2、根据电路防护等级确定通流量防护器件的通流量要求是额定需要通流量的2倍以上，该值与测试电压和波形有关；

3、确定器件最大结电容信号接口防护器件需考虑节电容大小，高速信号线上尽可能的选择结电容小的器件；

4、在有耐压测试的产品中，器件的直流击穿电压必须大于耐压测试电压。

除此之外，还有一个要注意的点：气体放电管的续流电压大概在十几-几十伏，如果单独应用在电源两端时，当工作电压大于这个电压值，气体放电管的续流效应会使其一直导通，从而导致电源短路，故应搭配压敏电阻使用。如图所示：

四、总结

本章大致讲解了气体放电管选型的主要参数，也是《初识EMC元器件》系列的最后一章，写到这里，我们也对主要的EMC元器件有了较为全面的认识。当然，也还有像TSS管、磁环等EMC器件，有兴趣的可以继续深入了解，在这就不赘述了。

正如第一章所说的，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，有了一定的理论支撑后就要多应用，综合各种器件的特性，扬长避短，合理设计到电路中，反复调试。最后，祝大家EMC测试顺利pass～

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