2.2 瞬变干扰抑制器

属瞬变干扰抑制器的有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管和固体放电管等多种。其中金属氧化物压敏电阻和硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管,是箝位型的干扰吸收器件;而气体放电管和固体放电管是能量转移型干扰吸收器件（以气体放电管为例,当出现在放电管两端的电压超过放电管的着火电压时,管内的气体发生电离,在两电极间产生电弧。由于电弧的压降很低,使大部分瞬变能量得以转移,从而保护设备免遭瞬变电压破坏）。瞬变干扰抑制器与被保护设备并联使用。

（1）气体放电管

气体放电管也称避雷管,目前常用于程控交换机上。避雷管具有很强的浪涌吸收能力,很高的绝缘电阻和很小的寄生电容,对正常工作的设备不会带来任何有害影响。但它对浪涌的起弧响应,与对直流电压的起弧响应之间存在很大差异。例如90V气体放电管对直流的起弧电压就是90V,而对5kV/μs的浪涌起弧电压最大值可能达到1000V。这表明气体放电管对浪涌电压的响应速度较低。故它比较适合作为线路和设备的一次保护。此外,气体放电管的电压档次很少。

（2）金属氧化物压敏电阻

由于价廉,压敏电阻是目前广泛应用的瞬变干扰吸收器件。

描述压敏电阻性能的主要参数是压敏电阻的标称电压和通流容量即浪涌电流吸收能力。前者是使用者经常易弄混淆的一个参数。压敏电阻标称电压是指在恒流条件下（外径为7mm以下的压敏电阻取0.1mA;7mm以上的取1mA）出现在压敏电阻两端的电压降。由于压敏电阻有较大的动态电阻,在规定形状的冲击电流下（通常是8/20μs的标准冲击电流）出现在压敏电阻两端的电压（亦称是最大限制电压）大约是压敏电阻标称电压的1.8～2倍（此值也称残压比）。

这就要求使用者在选择压敏电阻时事先有所估计,对确有可能遇到较大冲击电流的场合,应选择使用外形尺寸较大的器件（压敏电阻的电流吸收能力正比于器件的通流面积,耐受电压正比于器件厚度,而吸收能量正比于器件体积）。

使用压敏电阻要注意它的固有电容。根据外形尺寸和标称电压的不同,电容量在数千至数百pF之间,这意味着压敏电阻不适宜在高频场合下使用,比较适合于在工频场合,如作为晶闸管和电源进线处作保护用。

特别要注意的是,压敏电阻对瞬变干扰吸收时的高速性能（达ns)级,故安装压敏电阻必须注意其引线的感抗作用,过长的引线会引入由于引线电感产生的感应电压（在示波器上,感应电压呈尖刺状）。引线越长,感应电压也越大。为取得满意的干扰抑制效果,应尽量缩短其引线。4SK安规与电磁兼容网

关于压敏电阻的电压选择,要考虑被保护线路可能有的电压波动（一般取1.2～1.4倍）。如果是交流电路,还要注意电压有效值与峰值之间的关系。所以对220V线路,所选压敏电阻的标称电压应当是220×1.4×1.4≈430V。

此外,就压敏电阻的电流吸收能力来说,1kA（对8/20μs的电流波）用在晶闸管保护上,3kA用在电器设备的浪涌吸收上;5kA用在雷击及电子设备的过压吸收上;10kA用在雷击保护上。

压敏电阻的电压档次较多,适合作设备的一次或二次保护。

（3）硅瞬变电压吸收二极管（TVS管）

硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力,及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压。

TVS管有单方向（单个二极管）和双方向（两个背对背连接的二极管）两种,它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。

使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右,以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压,使TVS漏电流影响电路正常工作;也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。

TVS管有多种封装形式,如轴向引线产品可用在电源馈线上;双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。

TVS管在使用中应注意的事项：
①对瞬变电压的吸收功率（峰值）与瞬变电压脉冲宽度间的关系。手册给的只是特定脉宽下的吸收功率（峰值）,而实际线路中的脉冲宽度则变化莫测,事前要有估计。对宽脉冲应降额使用。
②对小电流负载的保护,可有意识地在线路中增加限流电阻,只要限流电阻的阻值适当,不会影响线路的正常工作,但限流电阻对干扰所产生的电流却会大大减小。这就有可能选用峰值功率较小的TVS管来对小电流负载线路进行保护。
③对重复出现的瞬变电压的抑制,尤其值得注意的是TVS管的稳态平均功率是否在安全范围之内。
④作为半导体器件的TVS管,要注意环境温度升高时的降额使用问题。
⑤特别要注意TVS管的引线长短,以及它与被保护线路的相对距离。
⑥当没有合适电压的TVS管供采用时,允许用多个TVS管串联使用。串联管的最大电流决定于所采用管中电流吸收能力最小的一个。而峰值吸收功率等于这个电流与串联管电压之和的乘积。
⑦TVS管的结电容是影响它在高速线路中使用的关键因素,在这种情况下,一般用一个TVS管与一个快恢复二极管以背对背的方式连接,由于快恢复二极管有较小的结电容,因而二者串联的等效电容也较小,可满足高频使用的要求。