低压直流电源DC12V/24V防雷设计保护电路

 

　　陶瓷气体放电管的应用背景：

　　一直以来，在低压电源端口的雷击保护器件的选型方面，人们更多的是选择压敏电阻MOV或者瞬态抑制二极管TVS，但是，由于压敏电阻MOV在失效时会引起火灾，普通600W或者1500W的TVS通流能力又很小，而现在很多客户对测试等级的要求又很高， 尤其是用于基站的产品，防护等级可达到3KA@8/20μS，如此一来，选择气体放电管GDT作为防护器件才能满足市场需求。可是常规气体放电管GDT又会带来续流问题，因此，选择合适的气体放电管GDT才能根本解决低压电源端口的雷击保护问题。

 

 

 

 

 

 

 

 

　　　二、采用气体放电管保护的传统方案的问题：

 

 

 

 

　　针对DC12/24V和AC24V端口的雷击保护传统的方案通常都选择常规的两端和三端气体放电管GDT来作为保护器件，旧方案如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

上述图的陶瓷气体放电管老方案，四点的不足：

 

 

 

 

 

（1）GDT的体积大：

 

（2）气体放电管GDT的残压高：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（3）气体放电管的弧光压低：GDT的弧光压比电源电压低，就会导致续流的危险。

 

 

 

 

 

 

 

 

（4）供电电源浮地时，气体放电管GDT容易误动作

 

 

　　　　

　　供电电源出现浮地时，应用上图传统的方案时，由于气体放电管的阻抗很大，所以在放电管两端会叠加一个很高的电压，如果气体放电管GDT的直流开启电压过低（方案中用的是直流击穿电压90V的GDT），则会导致放电管GDT误动作，此时气体放电管会处于“常亮”的状态，致使系统的供电能力下降甚至丧失。由此可见，选择90V的气体放电管，很容易发生误动作的危险。

 

 

 

 

 

 

　　四、解决方案：

 

 

　　使用常规GDT用于低电压电源端口时，存在上述四点缺陷。凯泰电子为此研制的新型气体放电管GDT:BC301N-D，可弥补常规气体放电管的不足之处。

 

 

 

　　BC301N-D的应用方案：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　陶瓷气体放电管BC301N-D有以下四个优势：

 

 

 

 

（1）体积小：

 

 

 

 

　

　

（2）残压低

 

 

 

 

（3）弧光压高：弧光压比电源电压高，不会发生续流的危险

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　（4）供电电源浮地时，BC301N-D不容易误动作BC301N-D的直流开启电压是300V，常规的气体放电管是90V的，因此供电电源浮地时，BC301N-D相比不轻易发生误动作。

 

 

 

 

 

 

 

　　总 结

 

 

 

 

 

　　由于气体放电管GDT的工作原理是属于开关型的，所以在选择气体放电管GDT作为电源口防护器件时，必须注意：

 

 

　　1、气体放电管GDT的弧光压大于电源工作电压。

　　2、气体放电管GDT的直流开启电压大于供电电源的浮地电压。

 

 

 

 

 

　　由此开发出来的陶瓷气体放电管GDT：BC301N-D，除了同时满足上述两个要求以外，还具备以下优势：

 

 

 

 

　1、快速响应，低残压。

　　2、通流容量大，可达到3KA@8/20μS。