Bourns推出第7代GDT系列“解压”神器

随着电子产品功能的日益复杂以及应用场景的多样化，在使用中难免会遭受到瞬变能量的冲击，这时就需要电路保护元件上阵了。它们的作用是抑制这些“意外”出现的高电压或大电流，防止下游的敏感电路和元器件受到损坏。

通常电路保护元件分为过流保护和过压保护两大类，在过压保护元件中，气体放电管（GDT）是常见的一种。

新应用的新要求

GDT的工作原理是在一个玻璃或陶瓷封装的元件内注入气体，当元件两端金属电极间出现一个超出额定值的瞬态高电压时，就会将气体击穿形成导电通路，将很大的能量快速泄放掉。同时由于GDT的电容值很低，绝缘电阻高，基本没有漏电流，因此非常适合于高速数据通信线路和接口的保护。

图1：GDT元件的结构（图源：Bourns）

具体来讲，GDT一般是并联在电路中，平时不工作时处于大于1GΩ的高阻“断路”状态；当GDT两端的瞬态电压超过额定的直流击穿（DC Breakdown）电压时，元件内部的气体发生电离并导通；当电压超过脉冲击穿（Impulse Breakdown）电压时，GDT将处于完全导通状态，这时元件将维持在一个较低的电弧电压（Arc Vottage），通过电流放电将浪涌电流泄放掉；当瞬态事件结束之后，GDT又会恢复到最初的高阻状态。

图2：GDT的电压击穿特性

（图源：Bourns）

从上述这个工作过程中我们可以看到，要想实现可靠而有效的过压保护，GDT就需要满足以下几个特性：

高可靠性：能够在发生瞬态过压时，做出正确的响应，且不会受到外界环境的影响。

长寿命：元件需要具备足够的能量冲击耐受力，且在经过多次瞬变能量冲击后，元件的性能不会发生劣化。

导通（Turn-On）速度：做出保护反应的“动作”要足够快，尽可能减少瞬变能量对下游电路的影响。

值得注意的是，随着电子产品的发展，GDT所面对的应用场景也在发生着变化。一个明显变化就是今天的电子系统集成度越来越高，其中的关键器件工作电压也越来越低，因此对于瞬态过压也越来越敏感，这就需要有新一代的GDT产品去满足这些新的需求，比如在导通速度上就要更进一步，以期将电压抑制在更低的水平上。

值得信赖的新方案

为此，Bourns推出了第7代GDT系列——5mm 2电极GDT25系列，由于采用了新的电极形状、内部几何结构以及电机发射镀层系统，这些新的过压保护元件具有更快的响应速度、更高的额定浪涌电流、更小的体积，四个防护等级（直流击穿电压分别为75V、90V、350V和600V），能够满足不同的应用需求。用于快速进行原型测试。

GDT25系列产品的优势究竟体现在哪里，且听我们慢慢道来。

首先，GDT25系列具有更低的脉冲击穿电压和直流击穿电压，当其用作多级电路保护系统中的初级过压防护时，更低的击穿电压意味着允许受保护的下游电路中可以使用外形更小、电压更低的器件，降低整体的BOM成本。

图4中展示了根据ITU K.12标准，GDT25系列元件和其他竞品在1KV/μs脉冲冲击下的测试结果，GDT25更低的击穿电压优势，一目了然。

图4：在脉冲击穿电压方面，GDT25系列与竞品的比较

（图源：Bourns）

其次，GDT25系列具有更快的导通能力，可以快速限制高电压和大电流侵入下游电路，与其他保护元件配合使用，可以构成更加完备的多级电路保护体系。

在图5给出的一个RS-232接口多级保护案例中，Bourns的TUB元件（TBU-CA065-200-WH ）和TVS二极管（SMBJ26CA）分别承担着次级电路保护中过流和过压保护的角色，而在初级电路保护中，GDT25凭借快速响应的特性，可以将电压限定在TBU允许的安全范围内，以达到整体设计规范的要求。

图5：RS-232多级保护系统

（图源：Bourns）

再有，GDT25继承了Bounrs GDT产品低电容的一贯优势，仅有0.6pF@1MHz，进一步降低了高速IO线路的损耗，这也是其一个突出的亮点。

图6：GDT25系列产品主要特性一览

（图源：Bourns）

最后，在可靠性和使用寿命方面，GDT25表现出了在大电流冲击下的出色耐受力。这一点从两个重要参数中可以看出：交流耐受电流和冲击耐受电流。前者通常是指GDT能够耐受交流电流放电1秒钟/次、放电10次的电流额定值；后者则是指在GDT上施加规定波形和规定次数的脉冲电流（如8/20μs下的10次冲击），而不会对其直流击穿电压和绝缘电阻造成明显影响的电流峰值。从图7中的数据可以看到GDT25系列产品在这方面的表现可圈可点。

特别是加强的交流放电电流耐受能力，使得GDT25可以有效防护意外接触交流电源线引起的瞬变电压，适应更多的应用环境要求。此外，GDT25还具有更低的电弧电压，这也有利于延长GDT的使用寿命，减少能量耗散。

图7：GDT25系列的直流和交流电流耐受力

（图源：Bourns）

按照优秀GDT产品的标准一一对照，我们不难看出，Bourns的GDT 25系列是值得信赖的过压保护元件。与其他元器件相比，GDT的技术升级迭代不是那么频繁，但是体现在GTD 25身上的诸多“精雕细琢”，还是会让人感到惊艳，忍不住将其收入BOM中。如果你的设计也在为那些不期而遇的瞬变高压而烦恼，GDT 25这款“解压”神器一定少不了。

原文标题：瞬变高压来了！别慌，Bourns给你“解压”神器~

文章出处：【微信公众号：贸泽电子】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

责任编辑：haq