輝光放電穩壓管

輝光放電穩壓管是指利用輝光放電中具有電壓基本上不隨電流改變而變化的特性，製成穩定電壓的氣體放電器件。輝光放電穩壓管是冷陰極放電器件，其工作電壓僅一百多伏，工作電流幾十毫安，正因為此，半導體穩壓管完全可以替代輝光穩壓管。

基本介紹

• 中文名：輝光放電穩壓管
• 類型：一種穩壓管
• 特點：穩壓
• 用途：穩壓器或電壓基準元件

輝光放電穩壓的基礎

輝光放電是指低壓氣體中顯示輝光的氣體放電現象，即是稀薄氣體中的自持放電（自激導電）現象。由法拉第第一個發現。它包括正常輝光放電和異常輝光放電兩種，輝光放電主要套用與穩壓管等器件的製造。從輝光放電伏安特性曲線中可以得知，當電流變化不超過一定範圍時，管壓降為一恆定值，這就是輝光放電穩壓的基礎。

輝光穩壓管的結構

輝光穩壓管結構簡單，只有兩個電極，即陰極和陽極，其結構示意圖如圖1-1所示。陰極是一個鎳質的空心圓筒，內表面塗覆氧化物，以增加發射，減少陰極電位將；陽極是一根鎳桿，位於陰極圓筒的軸線上。為了降低著火電壓，在陰極上焊有一段由鎳絲彎成的起動針，針的頂端指向陽極，起動針頂端與陽極之間的距離調整到對應帕邢曲線最小著火電壓的距離。管內通常充入氦氣或氖氣，常摻入少量氬氣來降低著火電壓。

圖1-1 輝光穩壓管結構示意圖

在穩壓管開始發生輝光放電時，光區並沒有全部布滿陰極，隨著電流的增大，陰極發光面積隨之增大，當陰極整個面積都發光時，放電就進入了異常輝光放電區。只有在陰極發光還沒有布滿整個表面時，放電才是處於正常輝光放電區，管子的壓降也才能維持恆定，所以輝光放電穩壓管應該使用在正常輝光放電區。圖1-2給出了一個穩定電壓等於150V的輝光穩壓管的伏安特性曲線，從圖1-2中可以看出，電流在5mA~35mA範圍內，管壓降維持在150V附近，變動很小。

圖1-2 穩壓管的伏安特性曲線

輝光穩壓管的工作方式

當利用穩壓管來穩定負載上的電壓時，應將穩壓管與負載並聯連線，並在主迴路中串聯一個限流電阻，以保證穩壓管電流不致過大而燒壞。

當電源電壓增加時，迴路中的總電流將隨之增大，增加的電流將通過穩壓管流走，即穩壓管電流增大，但管壓降不變，流過負載的電流不變，因而負載上的電壓也不變；當負載電阻增加時，通過負載的電流將減少，減少的電流將由穩壓管分流走，即穩壓管電流增大，但管壓降不變，負載雖然阻值增加了，但電流變小了，所以負載上的電壓也不變。反之，電源電壓或負載電阻減小時，穩壓管電流便自動減小，負載上的電壓仍可以保持不變。但電流的變化只能在一定範圍內進行，流過穩壓管的電流過小，管子的輝光放電就熄滅；電流過大，則穩壓管管壓降也會大於所需穩定的電壓值。

通常，一隻輝光放電穩壓管能穩定的電壓不超過160V，若需要穩定更高的電壓，可將若干穩壓管串聯使用，這時，各個穩壓管應該通過分壓電阻供電，以保證每個穩壓管的電壓分配均勻，使各管能同時著火。