防雷元器件的性能与应用
中心议题：
- 防雷元器件的性能与应用
- 电源防雷器电路设计
- 信号防雷器电路设计
- 单元电路中的过压、过流保护
一、防雷元器件的性能特点开关元件类
正常工作时，开关元件是断开的；当雷击浪涌来的时候，开关元件导通，将浪涌电流泄放到大地，从而保护了电子设备免受浪涌冲击损坏。开关元件类有陶瓷气体放电管、玻璃放电管（强效放电管）、半导体过压保护器（半导体放电管、固体放电管）三种类型。它们的优点是：
①击穿（导通）前相当于开路，电阻很大，几乎没有漏电流；
②击穿（导通）后相当于短路，可通过很大的电流，压降很小；
③脉冲通流容量（峰值电流）大：陶瓷气体放电管的8/20μs波峰值电流常用的有5kA、10kA、20kA等几种（当然还有更大的，达100kA以上），10/1000μs波峰值电流在几十至几百A之间；玻璃放电管的8/20μs波峰值电流现有500A、1kA、3kA三种；半导体过压保护器的10/1000μs波峰值电流在几十至上百A之间。
④除了个别半导体过压保护器外，它们都具有双向对称特性。
⑤陶瓷气体放电管和玻璃放电管的电容都很小，在3pF以下。
⑥玻璃放电管和半导体过压保护器的响应速度都很快，在ns量级。
⑦玻璃放电管的击穿电压可以做得很高，最高的达5kV。
⑧半导体过压保护器的击穿电压可以做得很准确。
它们的缺点分别是：
陶瓷气体放电管：
①由于气体电离需要一定的时间，所以响应速度较慢，反应时间一般为0.2～0.3μs(200～300ns),最快也就是0.1μs(100ns)左右，在它未导通前，会有一个幅度较大的尖脉冲漏过去。
②击穿电压一致性较差，分散性较大，一般为±20%。
③击穿电压只有几个特定值。
玻璃放电管和半导体过压保护器：
①通流容量较陶瓷气体放电管小得多。
②击穿电压尚未形成系列值。
③玻璃放电管击穿电压分散性较大，为±20%。
④半导体过压保护器电容较大，有几十至几百pF。
限压元件类
有压敏电阻、TVS管（瞬态电压抑制二极管）等。它们象稳压二极管那样具有限压特性。当外加电压小于其导通电压时，它具有很大的内阻，漏电流很小；当外加电压大于其导通电压时，其内阻急剧减小，可以流过很大的电流，而其两端的电压却只有少量的上升。它们的导通电压都有从低压到高压的系列值，便于在各种不同电压的电路中使用。另外，两者的电容都较大（TVS管也有低电容产品），不适于在高频电路中使用。
压敏电阻与TVS管的区别在于：压敏电阻能承受更大的浪涌电流，而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大，最大可达几十kA到上百kA；但压敏电阻的漏电流较大，非线性特性较差（动态电阻较大），大电流时限制电压较高，且所能耐受的冲击电流的大小随冲击次数的增加而减小（降额特性），较易老化。TVS管的非线性特性和稳压管完全一样，动态电阻较小，限制电压较低，且不易老化，使用寿命长，但通流能力较小（10/1000μs波峰值电流在几A至几百A之间）。再有就是反应速度不同，TVS管的反应速度极快，为ps级，而压敏电阻反应速度稍慢，为ns级。
防过流和过热保护元件类防过流元件有自恢复保险丝、电流保险丝、电阻，防过热保护和过热检测元件有温度保险管和温度保险丝。
自恢复保险丝是一种正温度系数热敏电阻，当流过它的电流小于其保持电流时（温度较低），它的阻值很小；当流过它的电流超过其触发电流时（温度升高），它的阻值急剧增大，从而阻断雷电流的继续侵入或者电路的续流，温度降低后能自行恢复。但由于热惰性，其反应速度很慢，一般为秒级（流过的电流越大或温度越高，反应越快）。自恢复保险丝可以用于代替电流保险丝，免除经常更换的麻烦。温度保险管和温度保险丝是一种温度开关元件，正常工作时是短路的，当温度高于其断开温度时开关断开（不可恢复），常用于过热保护和过热检测。
