【导读】现在的电子设备无处不在且发展迅速，其越来越敏感的电路在很大程度上依赖前端保护，因为它们要接入电力基础设施，而这些基础设施可能有或者没有最新的电压浪涌和瞬态保护功能。这些瞬态事件可能是由雷击、开关动作或类似的电压浪涌事件造成的结果，会导致过电压和过电流事件，进而损坏敏感电子设备或者降低其性能。
本文简要讨论 GDT 和 MOV 浪涌保护器的工作原理，然后以 Bourns 的实际 IsoMOV 混合保护器为例考察其特点。文章最后说明如何通过实施 IsoMOV 技术来满足 IEC/UL62368-1 标准。
现在的电子设备无处不在且发展迅速，其越来越敏感的电路在很大程度上依赖前端保护，因为它们要接入电力基础设施，而这些基础设施可能有或者没有最新的电压浪涌和瞬态保护功能。这些瞬态事件可能是由雷击、开关动作或类似的电压浪涌事件造成的结果，会导致过电压和过电流事件，进而损坏敏感电子设备或者降低其性能。
诸如气体放电管 (GDT) 和金属氧化物压敏电阻 (MOV) 等现有的低成本浪涌保护技术能够转移或抑制浪涌能量，以阻止浪涌能量到达被保护设备。这两种技术各有优势，但它们在失效前能处理的瞬态数量都是有限制的。另外，GDT 可能不会完全切断电流，而 MOV 在经过若干次瞬态事件激活后，可能会因热击穿而失效。
为了保持 GDT 和 MOV 的优点并减少其性能上的不足，已经出现了集成混合技术组件的单器件，且在给定的浪涌保护水平下，器件的物理尺寸相对较小。虽然集成组件的互补性提高了两者的性能，延长了运行寿命，但要做到高效率，还需要认真匹配 GDT 和 MOV 元件。经过正确实施，这些 IsoMOV™ 混合浪涌保护器特别有助于确保符合 IEC/UL62368-1 标准，该标准是关于信息技术和音频/视频设备危险方面的标准。
SPD的工作原理
浪涌保护组件有两种工作方式，一种是用作开关，将浪涌转移到地面（有时称为“撬棍”），另一种是通过吸收和耗散瞬时能量，将最大电压箝制在较低的水平，从而限制浪涌电压。
例如，GDT 就是一种撬棍式抑制器。这种抑制器由位于氩气等非反应性气体中的火花间隙组成，并横跨电源线接线。如果电压水平低于GDT 的击穿电压，该抑制器基本上处于高阻抗“关断”状态。如果一个瞬态使电压水平升高并超过 GDT 的击穿电压，GDT 就会进入导通或“接通”状态（图 1）。
由于 GDT 横跨电源输入，所以基本上使电源形成了短路。这将触发熔断器、断路器或其他串行保护装置，从而保护 GDT 下游的电路。请注意，在关断状态下电压高，电流小。在导通状态下则正好相反，且除了状态转换期间外功率耗散极小。重置 GDT 状态需要将输入电压降低到击穿电压以下。在电源线输入电压没有下降到足够低的情况下，GDT 可能不会复位，并继续传导“跟随”电流，使其保持导通状态。GDT 保持导通的可能性是这种浪涌保护技术的一个重大限制。
MOV 是一种钳位装置。与 GDT 一样，该器件横跨电源线布置。正常情况下，MOV 处于高阻抗状态，只吸收很小的泄漏电流（图 2）。
发生电压浪涌时，MOV 的阻抗下降，吸收更多的电流，从而耗散功率；这会降低并限制瞬态电压。瞬态结束时，MOV的阻抗增加并恢复到正常状态。MOV 的额定值是基于其能够耐受此类瞬态事件的数量。经过一些瞬态事件后，MOV 的漏电流可能会增加。这将增加器件的耗散功率，导致发热。发热会增大漏电流，并可能使 MOV 进入热击穿状态，从而造成灾难性器件故障。
这两种浪涌保护技术本身都不是很理想。然而，如果将 GDT 和 MOV 与电源线串联，它们之间的特性互补就会变得很明显。在正常工作状态下，GDT 断开，MOV 中无漏电流。在电压瞬态期间，GDT 触发，从而将 MOV 接入电路。然后 MOV 钳制瞬态浪涌电压。瞬态结束后，MOV 断开，减少流经 GDT 的电流，也使得 GDT 关断。
对于 GDT 和 MOV 的串联，需要仔细匹配其特性，以便能够精确地相互补充。分立实施方式从设计到制造、测试和包装都会受到各种因素的影响，使得设计者很难找到良好的匹配方案。为了应对这些挑战，Bourns 的 IsoMOV 混合保护器将一组精心匹配的 MOV 和一个 GDT 元件整合到单一封装中，该封装比单组件体积要小得多（图 3）。
（作者：Art Pini，来源：DigiKey得捷）
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