防护类器件介绍

表1 常用防护器件种类

其中两种过温防护器件的区别如下：

NTC：负温电阻，温度越高，电阻越小，用于串在输入回路中限制开机浪涌电流。NTC是限制浪涌电流，串联在交流电路中主要是起“电流保险”作用，抑制开机时的浪涌；正常工作时发热，电阻降低，不影响工作，但是它是消耗能量的，功耗不能忽略。NTC也可用于测温。

PTC：正温电阻，串在输入回路中，又称为自恢复保险丝。过流时发热，电阻增大，与输入等效断开，冷却后电阻降低，可继续工作，不需要更换，常与压敏电阻、TVS同时使用。

1、过流保护器件

常用的过流防护器件包括：一次性熔断器、自恢复熔断器、熔断电阻和断路器等。

下面主要介绍自恢复保险丝。

保险丝的三项主要基本功能：

1. 保护功能：该断的时侯要断；

2. 承载功能：不该断的时侯不能断；

3. 安全功能：断的过程必须保证安全。

1.1 什么是自恢复保险丝

自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。在习惯上把PPTC(Polymeric Positive Temperature Coefficent)也叫自恢复保险丝。严格意义讲：PPTC不是自恢复保险丝，Resettable Fuse才是自恢复保险丝。

1.2 自恢复保险丝的原理

自恢复保险丝是由高科技聚合树脂及纳米导电晶粒经特殊工艺加工制成，正常情况下，纳米导电晶体随树脂基链接形成链状导电通路，保险丝正常工作；当电路发生短路或者过载时，流经保险丝的大电流使其集温升高，当达到居里温度时，其态密度迅速减小，相变增大，内部的导电链路呈雪崩态变或断裂，保险丝呈阶跃式迁到高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速、准确的限制和保护，其微小的电流使保险丝一直处于保护状态，当断电和故障排除后，其集温降低，态密度增大，相变复原，纳米晶体还原成链状导电通路，自恢复保险丝恢复为正常状态，无需人工更换。

自恢复保险丝的主要参数如下：

1. IH：最大工作电流（25℃）

2. IT：最小动作电流（25℃）

3. Itrip：过载电流

4. Tmax：过载电流最大动作时间

5. Vmax：最大过载电压

6. Imax：最大过载电流

7. Rmin：最小电阻（25℃）

8. Rmax：最大电阻（25℃）

1.3 自恢复保险丝的应用

自恢复保险丝串联在DC/AC电源电路中。可以选择DIP直插式或SMD表面贴装式。PPTC无正负极性之分，因PPTC在保护状态下，表面温度高，要安装在通风状态下，对高温敏感的元器件不要与PPTC直接接触。

1.4 自恢复保险丝的选型

1.4.1、 产品的正常工作电压

首先要了解自恢复保险丝是使用在产品的什么位置（例如：输入、输出、信号端、控制端等等），确定自恢复保险丝在该位置保护后所承受的电压范围（自恢复保险丝串联的电路中，当电路的电流出现异常的状态下，自恢复保险丝将在一定的时间范围内，由低电阻跃变为高电阻，从而阻止异常大电流的流过，保护后续电路不受大电流的破坏，这时电路的电压几乎全部加在自恢复保险丝上）。这是选型的基本条件。

自恢复保险丝的额定电压降额有两个标准：

1. IEC标准：无需降额；

2. UL标准：需降额到80%。

1.4.2、 产品的正常工作电流

要充分了解产品的正常工作电流，如果在这一项了解不充分，就会造成选型的错误。

要特别注意一点，在了解产品的正常工作电流的初期，往往不是特别准确。因为一个电子工程师在选择器件的型号的时候，往往会将参数进行一些自然的、习惯性的放大，例如：实际的测量值是0.42A，但是习惯性会定为0.5A，甚至可能还要认为保险起见，进行一些放大，定为0.8A。这是电子工程师在自恢复保险丝选型时的通常习惯。

对于一些产品，当电流不是恒定的时候，往往会将产品的最大电流作为正常工作电流，因此，在这个时候需要了解的是：

1. 产品长时间（平时）工作的电流；

2. 最大电流的持续时间；

3. 最大电流的重复的频率（时间间隔）。

对于产品的最大峰值电流不是很大（2倍以下），持续的时间不是很长（1~2秒），重复的时间间隔比较长（大于20秒以上）时，可以选择产品平时的工作电流作为正常工作电流值。

对于产品的最大电流持续时间比较长时（大于30秒），应该选择产品的最大峰值电流作为正常工作电流值。

对于产品的最大电流持续时间不是很长，但是重复的时间间隔比较短（小于5秒），我们应该选择小于并且接近产品的最大电流值，作为正常工作电流。

电流选择的正确性，是关系到自恢复保险丝保护的成功率。

了解产品使用的环境温度范围根据产品使用的环境温度，查自恢复保险丝的环境温度与电流的折减率表，Ih=正常工作电流/环境温度与电流的折减率。

1.4.3、动作时间的考虑

有的产品对动作时间会提出一些要求，应该根据产品的要求，通过实验确定自恢复保险丝的阻值范围。在此之前应该了解产品的故障电流（也就是产品需要保护的电流值）。

自恢复保险丝分为瞬断型和延时型，瞬断型是当出现过流时立即断开，延时型是当出现过流后会隔一段时间再断开。

慢熔断保险丝与快熔断的最主要区别在于它对瞬间脉冲电流的承受能力，也就是说它可以抵抗开关机时浪涌电流的冲击而不动作，从而保证设备的正常运作，因此慢熔断型保险丝往往又被称为耐浪涌保险丝。从技术层面上来说，慢熔断保险丝具有较大的熔化热能值I²t，保险丝熔断所需要的能量较大，所以对于同样额定电流的保险丝来说，慢熔断比快熔断耐脉冲的能力要强很多。

由于慢熔断保险丝的I²t比同规格的快熔断保险丝要大，所以在电路发生过电流时的熔断时间也会比快熔断的要慢一些。一旦电路出现故障，过电流就不会自行消失，持续过电流的能量会大大超过保险丝的I²t，无论何种保险丝都会被熔断，慢熔断和快熔断之间的时间差异对其保护要求来说不是很重要的，只有在被保护电路中有敏感器件需要保护的情况下，慢熔断才会对保护性能有所影响。

由于以上这些差异，慢熔断保险丝和快熔断保险丝会被应用在不同的电路中：纯阻性电路（没有或很少浪涌）或需要保护IC等敏感贵重器件的电路中必须采用快熔断保险丝；而容性或感性电路（开关机时有浪涌）、电源输入/输出部分最好采用慢熔断保险丝；除了保护IC的电路外，大部分使用快熔断保险丝的场合都能够改用慢熔断保险丝，使其提高抗干扰能力；反之在使用慢熔断保险丝的地方若改用快熔断保险丝，则往往会造成开机即断保险丝等无法正常工作的现象。

2、过压保护器件

常用的过压保护器件包括：压敏电阻、瞬态电压抑制器（TVS）、静电抑制器和放电管等。

如上表1所示，GDT、SPG和TSS属于电压开关型（GDT响应时间在ns~us级，SPG在ns级，TSS在ns级），TVS和MOV属于电压钳位型（TVS响应时间在ps级，MOV在ns级）。

当没有瞬时过电压时SPD(Surge Peotection Device)呈高阻状态，当线路上出现电涌且电压达到一定的值时，SPD的阻抗突然下降变为低阻的SPD。电压开关型SPD常用的元件有：放电间隙、气体放电管、晶体闸流管和三端双向可控硅元件等。这类SPD也称为“短路型”SPD。

当没有瞬时过电压时SPD呈高阻状态，随着线路上的电涌电流及电压的增加，达到一定值时SPD的阻抗不断连续变小的SPD。限压型SPD常用的元件有：金属氧化物压敏电阻MOV、雪崩二极管等。这类SPD也称为“箝压型”SPD。

• 开关类主要用于共模保护，也常用在无源电路中作差模保护。

• 限压类主要用于差模保护，也常用在共模电路中和开关元件串联，防止开关元件导通后使线路和地发生短路；或者作为开关元件的限流元件以阻断续流，是开关元件复位。

• 开关元件不能单独跨接在有源电路中作差模保护，为避免电源短路，必须串联限压元件。

• 流过防雷元器件的浪涌电流必须小于其脉冲峰值电流，压敏电阻应按其降额特性选择。

• 用作差模保护的防雷元器件，其最小击穿电压必须大于线路的最高工作电压，其限制电压必须小于被保护电路所能承受的最高安全电压。

2.1 限压组件类

2.1.1、 瞬态电压抑制器TVS(Transient Voltage Suppression)

瞬态电压抑制器（TVS）是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10^-12秒（ps级）量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

利用P-N结的反向击穿工作原理，将静电的高压脉冲导入地，从而保护了电器内部对静电敏感的元件。以TVS二极管为例：当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过TVS被引开，从而避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。在此之后，当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管再自动恢复至高阻状态，整个回路进入正常电压状态。TVS管的失效模式主要是短路，但当通过的过电流太大时，也可能造成TVS管被炸裂而开路。

TVS管有单向和双向两种，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。最大箝位电压V_C不可大于被保护设备最大的安全电压，以及反向工作电压（反向断态电压）须大于线路正常工作电压，是使用TVS管时必须注意的问题，另外，交流电压只能用双向TVS。

大多数TVS管阵列都有VCC和GND管脚。请务必确保保护器件的断态电压或VRWM高于供电电压，以防止保护的稳态激活。TVS管阵列采用多种半导体技术，从而使其能够提供两种保护：第一，它们通过二极管吸收瞬态电压，使电流绕开受保护的电路或器件。第二，通过雪崩二极管或齐纳二极管将瞬态电压从敏感电路中转移，并箝制到安全电平。

TVS管阵列在特定的浪涌电流波形测试中具有一个箝位电压。该箝位电压必须足够低，以保护线路，但也不能过低，否则会干扰正常的稳态。

通过将这类器件的VCC引脚连接至电源，TVS管阵列将由于电源和旁路电容提供的额外电流通路实现较低的箝位电压。它可以看作是一个电阻分压器，在这种电阻分压器中，瞬态电压进入控向二极管，并产生两条通路：一条通过内部TVS接地，一条通过电源和旁路电容接地。

一般情况下，将VCC引脚连接至电源会实现更好的箝位性能，从而根据旁路电容的正确布局，为线路提供更好的总体保护。如果没有正确选择和放置此旁路电容，那么连接至电源轨将会引起瞬变损坏。

还应特别注意的是，某些二极管阵列具有展现回跳特性（Snap-back）的内部TVS二极管，因此如果电源连接至外部，就可能受到损坏。在这种情况下，TVS二极管阵列的VCC引脚不应连接。

为VCC引脚加偏压的另一个好处是，它能够降低从I/O到GND的电容，而不是让它浮置或是断开连接。这对于防止信号加载和互调失真来说至关重要，特别是在GbE电路中。设计人员应参考用来保护以太网PHY的具体器件的数据手册，以便了解该电容的值，该值部分取决于VCC偏压电平。

TVS管的选用应注意以下几点：

• 确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。

• TVS额定反向关断V_RWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的V_RWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压，并行连接分电流。

• 最小击穿电压VBR=VWM/KBR(其中，KBR=0.8～0.9)。

• TVS的最大箝位电压V_C应小于被保护电路的损坏电压（最大允许安全电压），即V_C=KC×VBR(其中，KC=1.3)。

• 在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗P_M必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后，其峰值脉冲电流（I_PP）应大于瞬态浪涌电流。

• 对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适结电容Cj的TVS器件（Cj越小对数据线的影响越小）。

• 根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利。

• 温度考虑。瞬态电压抑制器可以在-55~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流I_R是随结温的增加而增大；功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50％而击穿电压V_BR随温度的增加按一定的系数增加。因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。

2.1.2、TVS管和稳压管的区别

TVS管具有很好的浪涌功率吸收能力，能有效的保护电路中其他元器件免受浪涌脉冲的损坏。

相同点：

• 都可以将两端电压限制在一定的范围内（稳压）。

• 都工作在反向截止状态下。

• 长时间耐流值差不多，跟体积功耗有关。

不同点：

• 电压精度上：稳压管的稳压值比较精确，TVS是在一个范围内；

• 通流能力上：稳压管的耐涌浪电流很小，而TVS可以达到几百A；

• 原理上：稳压管是齐纳隧道效应或雪崩效应，TVS是雪崩效应；

• 应用上：稳压管用于稳压，TVS用于瞬态高压保护；

• 稳压值上：稳压管3.3V~75V，TVS管6.8V～550V；

• 响应时间：TVS可以达到1ps。

2.1.3、 压敏电阻MOV(Metal-Oxide-Varistor)

多层压敏电阻(MLV)及金属氧化物压敏电阻(MOV)利用ZnO等压敏陶瓷材料的压敏特性，实现了对静电的防护，压敏电阻器的电阻体材料是半导体，当施加于压敏电阻器两端电压小于其压敏电压，压敏电阻器相当于10MΩ以上绝缘电阻；当在压敏电阻器两端施加大于压敏电压的过电压时，压敏电阻器的电阻急剧下降呈现低阻态，从而把电荷快速导走，有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏。压敏电阻采用的是物理吸收原理，因此每经过一次ESD事件，材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道，会随着使用次数的增多性能下降，存在寿命限制问题。

压敏电阻支持双向保护，它的伏安特性是完全对称的，V_W：正常工作电压(Working Voltage)。I_L：最大V_w工作条件下的漏电电流(Leakage Current)。压敏电阻的失效模式主要是短路，但当通过的过电流太大时，也可能造成阀片被炸裂而开路。

压敏电阻的相应速度为ns级，故引线电感对响应速度的影响是不可忽略的，同时引线又会引入感应电压，对箝位效果有反作用。所以压敏电阻的引脚越短越好，同时电路板上的走线尽量短粗（另外要保证加工过程不会因为对引脚的操作而对压敏电阻结构造成破坏，故又不能极尽短）。

压敏电阻的失效模式通常是短路，为了防止压敏电阻的失效造成电源短路而起火，可以在每个压敏电阻上串联一个温度保险管或热脱离机构。温度保险管应与压敏电阻有良好的热耦合，当压敏电阻失效（高阻抗短路）时，它所产生的热量把温度保险管熔断，从而使失效的压敏电阻与电路分离，确保设备的安全。当较高的工频暂时过电压作用在压敏电阻上时，可能使压敏电阻瞬间击穿短路（低阻抗短路），而温度保险管还来不及熔断，还可能起火。为避免这种现象发生，可在每个压敏电阻上再串联一个耐冲击工频保险丝（单用工频保险丝则在老化失效时可能不熔断）。也可以把压敏电阻与陶瓷气体放电管串联使用，正常工作时陶瓷气体放电管不导通，压敏电阻没有漏电流，可以大大延长使用寿命；受浪涌冲击时，陶瓷气体放电管首先击穿，然后由压敏电阻限制浪涌电压，总的残压为两者之和，略有增大（几十伏）；冲击过去后，由于压敏电阻限制了电流，放电管不能维持导通而熄弧，恢复为正常工作状态；当压敏电阻短路失效后，因陶瓷气体放电管流过很大的工频电流也会很快失效，但它的失效模式绝大多数是开路，因而不易引起火灾。

压敏电阻选用时应注意的是：

• 连续施加在压敏电阻两端的电源电压，不能超过规格表中列出的最大持续工作电压值。

• 还要充分考虑到电网（或电路）工作电压的波动幅度，选取压敏电阻的压敏电压值时，要留有足够的余量。国内一般的波动幅度为30%。

• 压敏电阻的标称压敏电压与实际压敏电压有差别，最好选用标称压敏电压为直流电路设计额定值的1.8~2倍、交流电路设计额定值的2.2~2.5倍。

• 通过压敏电阻的最大浪涌电流不应超过技术规格书中的最大冲击电流值(也就是最大通流量)。最大冲击电流值的选取，可考虑两个方面：使用场合和试验标准规定的实验等级。前者可按“1kA（8/20μs，下同）的压敏电阻可用于晶闸管整流器的保护，3kA可用于电器设备浪涌吸收，5kA或以上用于电子设备的雷击保护”做大概选型。后者，由于常用综合波发生器的内阻为2Ω，可粗略地认为测试等级为2kV时，保护电路需吸收的最大电流为1kA，4kV时为2kA。此外，由于吸收同样大小的浪涌电流时，流通能力更大的压敏电阻残压更小，故设计时也要保证一定的裕量。

• 考虑到要耐受多次冲击时，应该选用能耐受10次以上冲击的浪涌电流值。

• 压敏电阻的箝位电压必须小于被保护的部件或设备能承受的最大电压（即安全电压）。

• 压敏电阻的降额特性：对压敏电阻进行冲击试验时，随着所要进行的冲击次数的增加，每次所施加的冲击电流要相应地减小。其降额特性可从厂家给出的浪涌寿命次数定额曲线中查到。

• 在通讯电路中，压敏电阻必须要与放电管串联起来使用，因为压敏电阻的分布电容非常大（几百pF到几千pF），而放电管的分布电容非常小（只有几pF），不会对信号造成短路。

2.2 开关组件类

2.2.1、TSS(Thyristor Surge Suppressor)

半导体过压保护器是根据可控硅原理采用离子注入技术生产的一种新型保护器件，具有精确导通、快速响应（响应时间ns级）、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。由于其浪涌通流能力较同尺寸的TVS管强，可在无源电路中代替TVS管使用。

当TSS管两端的过电压超过TSS管的击穿电压时，TSS管将把过电压钳位到比击穿电压更低的接近0V的水平上，之后TSS管持续这种短路状态，直到流过TSS管的过电流降到临界值以下后，TSS恢复开路状态。

TSS管动作后其二极管的结压降小，所以用于信号电平较高的线路（例如：模拟用户线、ADSL等）保护时通流量比TVS管大，保护效果也比TVS管好。TSS适合于信号电平较高的信号线路的保护。

由于其导通特性接近于短路，不能直接用于有源电路中，在这样的电路中使用时必须加限流元件，使其续流小于最小维持电流。

在使用TSS管时需要注意的一个问题是：TSS管在过电压作用下击穿后，当流过TSS管的电流值下降到临界值以下后，TSS管才恢复开路状态，因此TSS管在信号线路中使用时，信号线路的常态电流应小于TSS管的临界恢复电流。

工作状态：

• 反向工作状态（K端接正、A端接负）

• 正向工作状态（A端接正、K端接负）

工作区：

• 阻断区：此时器件两端所加电压低于击穿电压，J1正偏，J2为反偏，电流很小，起了阻挡电流的作用，外加电压几乎都加在了J2上。

• 雪崩区：当外加电压上升接近J2结的雪崩击穿电压时，反偏J2结空间电荷区宽度扩展的同时，结区内电场大大增强，从而引起倍增效应加强。于是，通过J2结的电流突然增大，并使流过器件的电流也增大，这就是电压增加，电流急剧增加的雪崩区。

• 负阻区：当外加电压增加到大于VBO时，由于雪崩倍增效应而产生了大量的电子空穴对，此时这些载流子在强场的作用下，电子进入n2区，空穴进入p1区，由于不能很快复合而分别堆积起来，使J2空间电荷区变窄。由此使p1区电位升高、n2区电位下降，起了抵消外电压的作用。随着J2结区电场的减弱，降落在J2结上的外电压将下降，雪崩效应也随之减弱。另一方面，J1、J3结的正向电压却有所增加，注入增强，造成通过J2结的电流增大，于是出现了电流增加电压减小的负阻现象。

• 低阻通态区：由于雪崩效应使J2结两侧形成空穴和电子的积累，造成J2结反偏电压减小；同时又使J1、J3结注入增强，电流增大，因而J2结两侧继续有电荷积累，结电压不断下降。当电压下降到雪崩倍增完全停止，结电压全部被抵消后，J2结两侧仍有空穴和电子积累时，J2结变为正偏。此时，J1、J2和J3全部为正偏，器件可以通过大电流，因而处于低阻通态区。完全导通时，其伏安特性曲线与整流元件相似。

2.2.2、气体放电管

气体放电管是一种陶瓷或玻璃封装的、内充低压惰性气体的短路型保护器件，一般分两电极和三电极两种结构。其基本的工作原理是气体放电。当极间的电场强度超过气体的击穿强度时，就引起间隙放电，从而限制了极间的电压，使与气体放电管并联的其它器件得到保护。

气体放电管是雷击浪涌抑制两大类器件中“开关型器件”的代表。放电管本身的寄生电容较小，可看成低电容的对称开关，当放电管两端的电压高于击穿电压，开关打开直接将浪涌能量泄放到地。由于制造时的参数差异性，气体放电管最好不要进行并联使用。

2.2.2.1 陶瓷气体放电管GDT(Gas Discharge Tube)

陶瓷气体放电管属于开关组件，用于电源防雷器共模电路中将雷电流泄放入地，也可用在差模电路中与压敏电阻串联而阻断其漏电流。在信号防雷器中常用于第一级泄放浪涌电流，由于其反应速度慢，还要用第二级作限压保护。

当其两端电压低于放电电压时，气体放电管是一个绝缘体(电阻R>100MΩ)。当其两端电压升高到大于放电电压时，产生弧光放电，气体电离放电后由高阻抗转为低阻抗，使其两端电压迅速降低，大约降几十伏。气体放电管受到瞬态高能量冲击时，它能以10^-6秒（us级）量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，通过高达数十千安的浪涌电流。

在快速脉冲冲击下，陶瓷气体放电管气体电离需要一定的时间（一般为0.2～0.3μs，最快的也有0.1μs左右），因而有一个幅度较高的尖脉冲会泄漏到后面去。若要抑制这个尖脉冲，有以下几种方法：

• 在放电管上并联电容器或压敏电阻；

• 在放电管后串联电感或留一段长度适当的传输线，使尖脉冲衰减到较低的电平；

• 采用两级保护电路，以放电管作为第一级，以TVS管或半导体过压保护器作为第二级，两级之间用电阻、电感或自恢复保险丝隔离。

工作过程：正常高阻态→(外部过电压)辉光状态→(电流增加)弧光状态→(外加过电压消失，电流降低)辉光状态→(无持续电流)正常高阻态。

冲击放电电流的选择：要根据线路上可能出现的最大浪涌电流或需要防护的最大浪涌电流选择。放电管冲击放电电流应按标称冲击放电电流（或单次冲击放电电流的一半）来计算。

直流击穿电压VS的选择：直流击穿电压VSdc的最小值应大于可能出现的最高电源峰值电压或最高信号电压的1.2倍以上。

陶瓷气体放电管因击穿电压误差较大，一般不作并联使用。

续流问题：为了使放电管在冲击击穿后能正常熄弧，在有可能出现续流的地方（如有源电路中），可以在放电管上串联压敏电阻或自恢复保险丝等限制续流，使它小于放电管的维持电流。

在选择陶瓷气体放电管时应注意：

• 陶瓷气体放电管不能直接用在电源上做差模保护；

• 击穿电压要大于线路上最大信号电频电压；

• 耐电流不能小于线路上可能出现的最大异常电流；

• 还有脉冲击穿电压须小于被保护线路电压。

气体放电管主要可应用在交流电源口相线、中线的对地保护；直流RTN和保护地之间的保护；信号口线对地的保护；天线口馈线芯线对屏蔽层的保护。

气体放电管的失效模式多数情况下为开路，因电路设计原因或其它因素导致放电管长期处于短路状态而烧坏时，也可引起短路的失效模式。气体放电管使用寿命相对较短，多次冲击后性能会下降，同时其他放电管在长时间使用会有漏气失效这种自然失效的情况，因此由气体放电管构成的防雷器长时间使用后存在维护及更换的问题。

2.2.2.2 玻璃气体放电管SPG

当其两端电压升高到大于放电电压时，产生弧光放电，气体电离放电后由高阻抗转为低阻抗，使其两端电压迅速降低。玻璃放电管受到瞬态高能量冲击时，它能以10^-9秒（ns级）量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，通过高达千安量级的浪涌电流。

3、过温保护器件

常见的过温保护器件包括： 热敏电阻、温度开关和温度熔断器等。在电源设计中经常使用热敏电阻型浪涌抑制器作过温保护，因为其抑制浪涌电流的能力与普通电阻相当，但在电阻上的功耗则可降低几十到上百倍。

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

没通电时，NTC的阻值高，通电一霎那，阻值仍高，限制了涌流，随着NTC有电流流过，温度增加，阻值下降到很低，可以忽略。正常工作后如果还有浪涌电流，例如电源短路了，由于NTC已经导通了，对它也无能为力，只有靠保险丝起作用。记住NTC只是起开机保护的作用就可以了。

4、防护类器件的失效模式

表2 防护类器件的失效模式