浪涌保护器（SPD）是电子设备防雷和过压保护的核心装置，其核心功能是通过非线性元器件将瞬态过电压限制在安全范围内或泄放至大地。以下是浪涌保护器中常用的关键元器件及其特点、应用场景和组合策略：

 

 

 

 一、常用浪涌保护元器件

 1. 气体放电管（GDT）  

 原理：通过惰性气体（如氩气、氖气）在高压下电离形成导电通路，泄放浪涌电流。  

 特点：  

   优点：通流量大（可达40kA以上）、绝缘电阻高、极间电容小（15pF），适合高频信号线路防护。  

   缺点：响应时间较慢（≤100ns）、残压高、可能存在续流问题。  

 应用：多用于初级防护（如通信线路、电源输入端）。  

 

 2. 压敏电阻（MOV）  

 原理：以氧化锌（ZnO）为主体的非线性电阻，电压超过阈值时阻抗骤降，吸收浪涌能量。  

 特点：  

   优点：反应快（≤50ns）、通流容量大（可达数千安培）、无续流。  

   缺点：漏电流较大、老化速度快，长期使用可能发热甚至爆炸（需搭配熔断器）。  

 应用：电源系统、低频电路的中级防护。  

 

 3. 瞬态抑制二极管（TVS）  

 原理：雪崩击穿效应快速钳位电压，吸收高功率瞬态能量。  

 特点：  

   优点：响应时间极快（<1ns）、残压低、精度高，适合高频信号保护。  

   缺点：通流容量小（仅数百安培），需多级配合使用。  

 应用：末级精细防护（如数据接口、精密电子设备）。  

 

 4. 半导体放电管（TSS）  

 原理：基于晶闸管结构，触发后低阻抗导通，泄放浪涌电流。  

 特点：  

   优点：响应快（<1ns）、导通电压精确、无老化问题。  

   缺点：通流能力有限，电源防护中应用受限。  

 应用：信号线路、低功率电路的精确过压保护。  

 

 5. 放电间隙（保护间隙）  

 原理：通过空气间隙击穿放电泄放电流，结构简单。  

 特点：  

   优点：成本低、耐冲击电流强（可达30kA以上）。  

   缺点：灭弧性能差，可能引发持续电弧。  

 应用：高压系统的初级防护（如电力线路）。  

 

 6. 扼流线圈  

 原理：抑制共模干扰，对高频浪涌呈现高阻抗。  

 特点：  

   优点：不影响正常信号传输，适用于平衡线路。  

   缺点：需避免磁芯饱和和寄生电容问题。  

 应用：通信线路、高频信号抗干扰。  

 

 7. 1/4波长短路器  

 原理：利用波长特性对特定频率信号开路，对雷电波短路。  

 特点：残压极低、耐冲击电流强，但带宽较窄。  

 应用：天馈系统（如基站、微波通信）的高频防护。  

 

 

 

 二、组合应用与选型策略  

1. 多级防护设计：  

    初级：GDT或放电间隙（泄放大电流）。  

    中级：MOV（钳位电压）。  

    末级：TVS或TSS（精细保护）。  

 

2. 互补搭配：  

    MOV+熔断器：防止MOV过热爆炸。  

    GDT+TVS：兼顾通流量和响应速度。  

 

3. 选型要点：  

    电压匹配：保护元件的击穿/钳位电压需高于电路工作电压，低于设备耐受电压。  

    电流容量：根据浪涌等级选择通流能力（如GDT选40kA，TVS选数百安培）。  

    频率与电容：高频线路需选低电容元件（如GDT、TVS）。  

 

 

 

 三、总结  

浪涌保护器的核心元器件需根据应用场景、浪涌等级和信号特性灵活选择。GDT和MOV适合大电流初级防护，TVS和TSS用于末级精细保护，扼流线圈和1/4波长短路器则针对高频干扰优化。多级组合设计能有效提升整体防护能力，同时需注意元器件的寿命、干扰和安全性问题。