在电子电路中，交流输入端常选用压敏电阻及放电管来抑制浪涌及脉冲群等干扰。压敏电阻及放电管均属于 ESD（静电释放）/ 浪涌保护器件，在交流输入端的应用十分常见。本文作为入门基础分享，将详细介绍这两种器件的工作原理及关键参数，后续还会介绍 EMC 测试项中浪涌及脉冲群的相关内容。
压敏电阻
MOV（Metal Oxide Varistors）压敏电阻凭借其非线性伏安特性，成为了出色的过压保护器件。其工作原理如下：当端电压较低时，压敏电阻呈现 MΩ 级高阻抗性，处于漏电流区；随着端电压升高，压敏电阻进入非线性区，内阻急剧减小，电流变化范围大，而电压变化范围小；端电压继续升高，压敏电阻进入饱合区，呈现出一个很小的线性电阻，若在饱合区工作时间过长，压敏电阻会过热烧毁甚至爆炸。
压敏电阻的关键参数包括：
标称压敏电压（V1mA，Varistor Voltage）：指通过 8/20us 持续时间的 1mA 脉冲电流时压敏电阻两端电压，也是触发压敏使得阻抗急剧减小的门限电压。部分规格书中标有 V0.1mA 电压值，二者相差十倍。8/20us 脉冲波形定义参考国巨器件。
连续工作电压（Max Allowable Voltage）：使压敏电阻具有高阻抗特性的工作电压，一般为交流有效值或直流值。
箝位电压 Vc（Maximum Clamping Voltage，或称残压）：压敏电阻承受冲击电流 Ip 的 8/20us 脉冲波时两端电压。残压直接作用于保护电路，因此需考虑保护电路可承受电压来选择残压。
通流量（Withstanding Surge Current ）：压敏电阻可承受的 8/20us 脉冲波的冲击电流峰值。规格书中一般给出的为冲击 1 次的 I 值。选择压敏电阻时，需按压敏浪涌寿命次数曲线中冲击 10 次到 100 次计算，实际浪涌电流应为冲击通流量的 30％左右。
在选型时，需首先估算可使用的压敏电阻标称电压值，公式为 V1mA = a * U / (b * c)，其中 a 为电压波动系数，一般取 1.2；U 为工作电压；b 为压敏电压误差，一般取 0.85；c 为压敏电阻的老化系数，一般取 0.9。其次，根据浪涌电压等级估算压敏电阻通流量。例如，浪涌差模电压 Vtest = 2kV，残压 Vclam = 775V，则 Ip = (Vtest - Vclam) / 2 ，式中 2 为测试波形为 8/20us 时对应浪涌测试仪内阻，推导得出 I = Ip / 0.3 = 2042A。根据标称电压及通流量可快速选择压敏电阻。其余参数如结电容、工作温度、脉冲能量等，需结合实际工作情况及浪涌测试条件进一步优化压敏电阻的选择。
气体放电管
陶瓷气体放电管（GDT）是一种性能优良的浪涌保护器件，其绝缘电阻高达 GΩ 级别，老化速度低，可靠性高。其工作原理为：当放电管端电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平 ，一般为几十伏。
气体放电管的关键参数有：
直流击穿电压（DC spark - over voltage）：在放电管两端施加 100V/s 的直流电压时的击穿电压值，是放电管的标称电压，误差范围一般为 ±20%。
冲击击穿电压（Impulse spark - over voltage）：在放电管两端施加 1kV/us 或 5kV/us 的冲击电压时的击穿电压值。
标称冲击放电电流（Nominal Impulse Discharge Current）：一般为 8/20u 脉冲波冲击 10 次时对应电流值。不同波形冲击及冲击次数下冲击放电电流不同。
在选型时，首先根据工作电压选择放电管直流击穿电压，一般取工作电压的 1.2 倍，留有裕量。其次根据线路上可能出现的浪涌电流选择标称冲击放电电流。
在实际使用场景中，一般将压敏电阻与放电管进行串联使用。压敏电阻单独使用时，由于存在漏电流，会导致寿命减少；或压敏失效短路时，可能造成输入短路，若单独使用压敏电阻，则需在压敏电阻前加保险。放电管单独使用时，在保护进行完成后需采取措施进行熄弧，否则仍未导通状态。而串联使用时，由于放电管漏电流极其小，因此可保护压敏电阻，延长其寿命。当压敏电阻失效短路时，放电管可保障输入不造成短路风险。浪涌冲击过后，压敏电阻限制电流，放电管不能维持导通，恢复正常状态。不过，虽然压敏电阻响应时间为十几 ns，但由于放电管响应时间为数百 ns，二者串联后响应时间增加，可能导致浪涌尖峰直接进入保护电路，因此需在后电路中并联压敏电阻，形成两级保护。在实际使用中，一般后为 EMI 滤波电路，含有共模电感，因此参数合适时可不并联压敏电阻。
