FI99222C - Puolijohteilla toteutettu ylijännitesuojauspiiri - Google Patents

Description

99222

Puolijohteilla toteutettu ylijännitesuojauspiiri Tämä keksintö liittyy elektroniikkalaitteiston sähköiseen suojaukseen ja erityisesti puolijohteilla to- 5 teutettuun ylijännitesuojauspiiriin.

Siirtojohdot voivat siirtää ulkoista sähköenergiaa, joka esiintyy esimerkiksi lyhytaikaisten syöksyjännittei-den muodossa, joita salamaniskut, teollisuuslaitteet, laitokset itse, samoinkuin toiset tietoliikennejärjestelmässä 10 olevat laitteet voivat kehittää. Tällaisiin johtoihin kytketyn elektroniikkalaitteiston, kuten esimerkiksi tietoliikennelaitteiston, tietokoneiden ja instrumentointi-laitteiston, suojaamiseksi perinteisiin suojausmenetelmiin on kuulunut kaasupurkausputkien, hiililohkojen, varokkei-15 den, lämpösulakkeiden, metallioksidivaristorien sekä muiden laitetyyppien ja johdotusmenetelmien käyttäminen. Nämä menetelmät eivät toteuta nykyaikaisessa elektroniikkalait-teistossa käytettyjen puolijohdepiirien vaatimaa riittävää suojaustasoa. Näissä ennestään tunnetuissa menetelmissä 20 vasteaika on pitkä, ne sallivat merkittäviä jännitepiikke- jä lukitusjännitteen yläpuolella, ennenkuin ne alkavat johtaa, ja aiheuttavat jännitteen ylityksen.

On myös kehitetty suojauspiirejä, jotka sisältävät puolijohde-elementtejä, kuten esimerkiksi suojauspiiri, 25 joka on selitetty ja jonka patenttivaatimukset on esitetty US-patentissa n:o 4 408 248. Tällaiset piirit eivät kuitenkaan ole osoittautuneet tyydyttäviksi, koska ne ovat vaatineet lukuisia komponentteja, jotka ovat kalliita ja jotka vaativat liian suuren fysikaalisen tilan. Toiset 30 suojauspiirit ovat käyttäneet yhtä puolijohdekytkintä, joka on muodostettu n-tyypin piimateriaalista, kuten esimerkiksi RCA:n Surjector, jossa virta-jännitediagrammalla on positiivinen kulmakerroin läpilyöntijännitteen ylittymisen jälkeen. Tällainen suojauspiiri kuluttaa lisäener-35 gian ennen tuloaan johtavaksi. Jännitteen ylitys on tyy- 2 99222 pillisesti 5-15 volttia tai enemmän riippuen sen transientin nopeudesta, jota vastaan laite yrittää suojata.

On siten ilmennyt tarvetta ylijännitesuojauspiiril-le, jolla on nopea reagointiaika, joka tekee mahdolliseksi 5 jännitteen tarkan valvonnan ja joka aiheuttaa pienemmän tehohäviön kytkennän aikana. Lisäksi on ilmennyt tarvetta ylijännitesuojauspiirille, joka on taloudellinen ja joka vaatii vähemmän komponentteja sekä pienemmän fysikaalisen koon samalla, kun sillä on suuri syöksyvirtakestoisuus.

10 Esillä olevan keksinnön mukaan aikaansaadaan yli- jännitesuojauspiiri elektroniikkalaitteiston suojausta varten. Piiri sisältää ensimmäisen kaksisuuntaisen jänni-teherkän kytkimen, jolla on ensimmäinen ja toinen liitän-tänapa. Sen ensimmäinen liitäntänapa on kytketty ensimmäi-15 seen johtimeen, esim. a-johtimeen. Piiriin sisältyy toinen jänniteherkkä kytkin, ja se sisältää ensimmäisen ja toisen liitäntänavan. Sen ensimmäinen liitäntänapa on kytketty ensimmäisen jänniteherkän kytkimen toiseen liitäntänapaan ja sen toinen liitäntänapa on kytketty toiseen johtimeen, 20 esim. b-johtimeen. Lisäksi piiriin sisältyy kolmas kaksi suuntainen jänniteherkkä kytkin, jolla on ensimmäinen ja toinen liitäntänapa. Kolmannen jänniteherkän kytkimen ensimmäinen liitäntänapa on kytketty ensimmäisen jänniteherkän kytkimen toiseen liitäntänapaan ja toisen jänniteher-1 25 kän kytkimen ensimmäiseen liitäntänapaan. Kolmannen jänni teherkän kytkimen toinen liitäntänapa on kytketty maapo-tentiaaliin. Kytkimet ovat johtavia, kun vastaava kynnys-jännite on ylitetty. Ensimmäisen ja kolmannen jänniteherkän kytkimen kynnysjännitteen summa on likimäärin yhtäsuu-30 ri kuin toisen ja kolmannen jänniteherkän kytkimen kynnys- jännitteen summa, jolloin piiri on johtava, kun joko ensimmäisen ja kolmannen jänniteherkän kytkimen tai toisen ja kolmannen jänniteherkän kytkimen kynnysjännitte on ylitetty .

ti 3 99222 Tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kolmannen jänniteherkän kytkimen (maahan kytketyn) pitovirta on pienempi kuin joko ensimmäisen tai toisen jänniteherkän kytkimen pitovirta. Tässä suoritusmuodossa kolmas kytkin 5 menee ensin johtavaan tilaan, sen jälkeen sekä ensimmäinen että toinen kytkin tulevat johtavaksi samanaikaisesti ja pitävät johtimet balanssissa kytkemisen aikana.

Tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan ainakin yksi a-johtimeen ja maahan sekä b-johtimeen ja 10 maahan kytketyistä jänniteherkistä kytkimistä on tehty p- tyypin piimateriaalista ja sen ominaiskäyrällä on negatiivinen kulmakerroin, kun virta suurenee sen jälkeen kun läpilyöntijännite on ylitetty. Esimerkiksi vain maahan kytketty jänniteherkkä kytkin tai sekä a-johtimeen kytket-15 ty jänniteherkkä kytkin että b-johtimeen kytketty jänni teherkkä kytkin tai kaikki kolme jänniteherkkää kytkintä on tehty p-tyypin materiaalista. Tämän suojauspiirin kyt-kinyhdistelmällä on ne toivotut ominaisuudet, että sen kytkentätehohäviöt ovat pienet piireissä, joissa esiintyy 20 jatkuva vaihtosähkö, ja se myös johtaa vuotovirrat turval lisesti maahan, vaikka ne olisivatkin pitovirtaa pienempiä. "Vuotovirta" viittaa suurella jännitteellä kulkevaan virtaan, joka vuotaa eli kulkee suojauskomponentin kautta, ennenkuin laite alkaa johtaa.

25 Esillä olevan keksinnön ja sen muiden etujen täy dellisempää ymmärtämistä varten tässä viitataan seuraavaan kuvaukseen, joka esitetään liitepiirustusten yhteydessä, joissa piirustuksissa: kuvio 1 on esillä olevan keksinnön mukaisen suo-30 jauspiirin lohkokaavio, joka suojauspiiri on kytketty elektroniikkalaitteiston ja siirtojohdon väliin; kuvio 2 on esillä olevan keksinnön mukaisen suojauspiirin lohkokaavio; kuvio 3 on esillä olevan keksinnön erään suoritus-35 muodon a- tai b-johtimessa käytettävän sidacin virta-jän- nitediagramma; 4 99222 kuvio 4 on esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon maajohtimessa käytettävän sidacin virta-jännite-diagramma; kuvio 5 on kolmea sidacia käyttävän esillä olevan 5 keksinnön erään suoritusmuodon yhdistetty virta-jännite- diagramma; kuviot 6A ja 6B ovat tämän keksinnön erään suoritusmuodon virta-jännitediagrammoja sen reagoidessa pieneen ylijännitteeseen; ja 10 kuvio 7 on tämän keksinnön erään suoritusmuodon virta-jännitediagramma sen regaoidessa suureen syöksyvir-taan.

Kuviossa 1 elektroniikkalaitteisto 10 on kytketty a-johtimen (T; tip) 12, 18 ja b-johtimen (R; ring) 14, 20 15 välityksellä suojauspiiriin 16. Elektroniikkalaitteisto 10 voi käsittää esimerkiksi tietoliikennelaitteiston, kuten keskus-, puhelin-, pääte tai muita asemalaitteita. Elektroniikkalaitteisto 10 voi myös käsittää esimerkiksi tietokoneita ja instrumentointilaitteiston. Suojauspiiri 16 20 on kytketty siirtojohdon a- ja b-johtimiin 18 ja 20. Suo jauspiiri on myös kytketty maapotentiaaliin 22. Elektroniikkalaitteisto 10 on siten suojattu ulkoiselta sähköenergialta, joka johtuu vika- eli transienttisyöksyjännit-teestä a- ja b-johtimessa 18 ja 20 vastaavasti.

25 Kuvio 2 esittää suojauspiiriä 16, joka sisältää kaksisuuntaiset jänniteherkät kytkimet (V ) 30, 32 ja 34.

O O

Jänniteherkkä kytkin 30 on kytketty a-johtimeen 12, 18, jänniteherkkä kytkin 32 on kytketty b-johtimeen 14, 20 ja jänniteherkkä kytkin 34 on kytketty maajohtimeen 22. So-30 vellettaessa piiriä 16 normaaliin puhelinjohtoon kytkin 34 tarvitsee vähintään normaalin paristotasajännitteen, 52 volttia, ennenkuin se alkaa johtaa. Suojauspiiri 16 muodostaa balansoidun suojausjärjestelmän siten, että jommankumman jänniteherkistä kytkimistä 30 tai 32 vastaavasti a-35 ja b-johtimessa johtaessa maahan, a- tai b-johtimen vasta- tl 5 99222 puolella tapahtuu samanlainen johtaminen maahan. Suojaus-piiri 16 tulee johtavaksi sekä a- että b-johtimesta maahan, kun jännite joko a- tai b-johtimesta maahan ylittää jäljellä olevan sulkujännitteen toisessa näistä edellyttä-5 en, että jännite a- tai b-johtimessa ei ole ensiksi kyt ketty maahan. Tämä suojauspiirin 16 balansointiominaisuus estää a- ja b-johtimien välisen jännite-eron, joka voi aiheuttaa vahinkoa elektroniikkalaitteistolle 10. Ulkoinen sähköenergia a- tai b-johtimessa kuluu siten häviöihin 10 eikä vaikuta elektroniikkalaitteistoon 10. Balansoitu kyt keminen voi tapahtua sekä a- että b-johtimessa 8 mik-rosekunnin kuluessa.

Jänniteherkät kytkimet 30, 32 ja 34 voivat muodostua esimerkiksi mallia P2353A olevan sidacista, jota val-15 mistaa ja myy Teccor Electronics, Inc. Irvingissä Texasissa. Lisäksi jänniteherkät kytkimet 30, 32 ja 34 voivat käsittää esimerkiksi triakkeja (engl. triac) ja ohjatun tyristoritasasuuntaajasillan, jossa triakin kynnysjännit-tettä ohjaa zenerdiodi.

20 Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa ainakin yksi jänniteherkistä kytkimistä 30, 32 ja 34 a-johtimesta maahan ja b-johtimesta maahan olevassa piirissä voi olla valmistettu p-tyypin puolijohdemateriaalista, jonka ominaiskäyrällä on negatiivinen kulmakerroin, 25 kun virta suurenee läpilyöntijännitteen ylittymisen jäl keen. Tässä suoritusmuodossa esiintyy pienempiä kytkentä-virtoja kuin nykyisin markkinoilla olevissa konstruktioissa ja se antaa laitteelle kyvyn maadoittaa vaihtosähkövuo-tovirrat ilman laitteen huononemista tai tarvitsematta 30 käyttää enemmän piirejä, kuten on esitetty US-patentissa n:o 4 408 248.

Yhdessä esimerkkitapauksessa vain maahan kytketty jänniteherkkä kytkin 34 voi olla valmistettu p-tyypin puolijohdemateriaalista, kuten esimerkiksi piistä. Toisessa 35 esimerkissä sekä a-johtimen jänniteherkkä kytkin 30 että 6 99222 b-johtimen jänniteherkkä kytkin 32 voivat olla tehdyt p-tyypin puolijohdemateriaalista tai kaikki kolme kytkintä 30, 32 ja 34 voivat olla tehdyt tällaisesta materiaalista. Kahden kytkimen yhdistetty läpilyönti johtimesta maahan 5 kulkevalla virralla omaa negatiivisen kulmakertoimen eli kasvukertoimen virran suurentuessa sulkujännitteen νβ(^ ylittämisen jälkeen johtuen sopivan p-tyypin puolijohteen valinnasta, vaikka toisella jänniteherkällä kytkimellä olisikin positiivinen kulmakerroin.

10 Jänniteherkän kytkimen 30 ja jänniteherkän kytkimen 34 yhdistetyt kynnysjännitteet sekä jänniteherkän kytkimen 32 ja jänniteherkän kytkimen 34 yhdistetyt kynnysjännit-teet ovat likimäärin yhtäsuuret ja ne on valittu ennalta määrättyjen spesifikaatioiden mukaan. Esimerkiksi kytkimi-15 nä 30, 32 ja 34 voi olla kolme sidacia, joiden on ±110 volttia, jolloin a-johtimen ja maan sekä b-johtimen ja maan välillä on ±220 volttia. Ainakin yhdellä jänni teherkällä kytkimellä sekä a-johtimesta maahan että b-joh-timesta maahan olevassa haarassa pitovirta on pienempi 20 kuin toisella ja se on valittu ennalta määrättyjen spesi fikaatioiden mukaan.

Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa jänniteherkän kytkimen 34 pitovirta on pienempi kuin jänniteherkän kytkimen 30 ja jänniteherkän kytkimen 32 pito-25 virta, jolloin jänniteherkkä kytkin 34 johtaa ensin ja - jänniteherkät kytkimet 30 ja 32 johtavat samanaikaisesti ja pitävät a- ja b-johtimen balanssissa kytkennän aikana. Tällaisessa suoritusmuodossa balansoitu kytkentä voi tapahtua 0,5 mikrosekunnin aikana. Jänniteherkän kytkimen 34 30 pitovirta voi olla esimerkiksi 20 mA. Tämän suoritusmuodon eräässä toisessa muunnelmassa ainakin yksi kytkimistä 30, 32 ja 34 toisesta johtimesta maahan olevassa piirissä on tehty p-tyypin puolijohdemateriaalista, kuten esimerkiksi piistä, jolloin näiden kahden kytkimen yhdistetyllä läpi-35 lyöntijännitteellä toisesta johtimesta maahan olevassa il 7 99222 piirissä on, kuten edellä kuvattiin, ominaiskäyrässä suurenevalla virralla negatiivinen kulmakerroin sen jälkeen, kun νβ0 on ylitetty.

Jänniteherkät kytkimet 30, 32 ja 34 voivat olla 5 sijoitettuna yhteen liitäntäjohtimilla varustettuun muovi- koteloon, kuten esimerkiksi TO-92, TO-202, TO-220, TO-218 tai TO-220A. Jänniteherkkien kytkimien 30, 32 ja 34 väliset kytkennät ovat kotelon sisällä ja mainitut kolme lii-täntäjohdinta muodostavat liitännät a- ja b-johtimeen ja 10 maahan.

Kuvio 3 esittää a-johtimen tai b-johtimen virta-jännitediagrammaa eräässä suoritusmuodossa, kolmielement-tisessä suojauspiirissä 16, jossa jänniteherkät kytkimet 30, 32 ja 34 ovat sidac-elementtejä. Sekä a-johtimeen että 15 b-johtimeen kytketyllä sidac-elementillä on suhteellisen suuri Ih, esim. 300 mA, sulkujännite ±100 V ja sen läpi kulkeva sallittu syöksyvirta on 100 A.10x1000 ps.

Kolmielementtinen konstruktio käsittää kolme ±110 voltin elementtiä samassa kotelossa kytkettynä siten, että 20 ne sallivat ±220 voltin jännite-eron a-johtimen ja maan, b-johtimen ja maan sekä a-johtimen ja b-johtimen välillä. Sidac-elementit on ennalta määrätty takaamaan se, että maahaarassa oleva elemetti tulee ensin johtavaksi, kun vaikuttava jännite ylittää ±220 volttia. Kun maahaarassa 25 oleva elementti tulee johtavaksi, niin sekä a-johtimen että b-johtimen, vastaavasti 12, 18 ja 14, 20, potentiaali maahan nähden pienenee 100 voltiksi. Koska sekä a-johtimen että b-johtimen potentiaali ylittää 100 volttia, sidac-elementit alkavat samanaikaisesti johtaa pudottaen jännit-30 teen nollaan volttiin ja ylläpitäen balanssia a-johtimen ja b-johtimen piirien välillä.

Kuvio 4 esittää sidac-elementtiä, jota käytetään jänniteherkkänä kytkimenä 34 maahaarassa eräässä suojaus-piirin 16 kolmielementtisessä suoritusmuodossa, jossa jän-35 niteherkkinä kytkiminä 30 ja 32 käytetään sidaceja, joilla 8 99222 on edellä kuvatun kaltainen kuviossa 3 esitetty virta-jän-nitediagramma. Maajohtimeen kytketyn sidac-elementin tarvitsee johtaa kaksi kertaa nimellinen syöksyvirta, kaksi kertaa 100 A, koska sekä a-johtimen että b-johtimen kytkin 5 30, 32 syttyvät samanaikaisesti. Kytkimen 34 sidac-elemen tin Ih:n täytyy olla pienempi kuin a-johtimen tai b-johti-meen kytketyn sidacin Ih:n, mutta tarpeeksi suuri täyttääkseen tietyt ennalta määrätyt sovellusten vaatimukset, esimerkiksi Ih 150 mA.

10 Kuvio 5 esittää kuvioiden 3 ja 4 esittämän ja edellä kuvatun suojauspiirin 16 kolmielementtisen suoritusmuodon virta-jännitediagrammaa sekä a-johtimesta maahan että b-johtimesta maahan olevalla virtatiellä. Kuviossa 5 diagramman osa A:sta B:hen esittää kytkentäjännitettä, 15 esim. 110 volttia, piirin a-johdin- sekä b-johdinhaarois- sa. Diagramman osa B:stä Cthen esittää kytkentäjännitettä maahaarassa, esim. 110 volttia. Diagramman osa A:sta C:hen esittää kolmielementtisen piirin yhdistettyä kytkentäjän-nitettä, ±220 volttia, mitattuna a-johtimesta maahan tai 20 b-johtimesta maahan.

Diagramman osa C:stä D:hen esittää maajohtimeen kytketyn sidac-elementin 34 kytkentävirtaa, 150 mA, ja sillä on negatiivinen kulmakerroin, joka aikaansaadaan valitsemalla sopiva p-tyypin elementti, kuten edellä kuvat-25 tiin. Diagramman osa D:stä E:hen esittää jännitteen alene maa sekä a-johtimen että b-johtimen piirissä, kun maahaa-ran elementti, kytkin 34, tulee johtavaksi.

Diagramman osa E:stä F:ään esittää a-johtimen ja b-johtimen haarassa kummankin kytkimen 30, 32 kytkentävir-30 taa, 300 mA, ja siinä ilmenee jälleen negatiivinen kulma kerroin johtuen sopivasti valitusta p-tyypin elementistä.

Diagramman osa F:stä G:hen esittää jännitteen alenemista jommankumman johtimen ja maan välillä, kun kaikki sidac-elementit tulevat johtaviksi. Diagramman osa G:stä 35 H:hon esittää jännitettä, joka hieman suurenee, kun sidac- elementit johtavat suuria syöksyvirtoja.

Il 9 99222 Tämän suoritusmuodon toiminnassa, ylijännitepiikin esiintyessä piirissä 16, siirtyminen jännite-virtakäyrällä tapahtuu järjestyksessä A, C, D, E, F, G, H ja piikin päättyessä eteneminen virta-jännitekäyrällä tapahtuu jär-5 jestyksessä H, G, F, E, D, C, A.

Kuvio 6A esittää kuvioita 3-5 vastaavan kolmiele-menttisen piirin 16 erään suoritusmuodon jännite-virta-reaktiota pienellä 230 voltin ylijännitteellä. 20 volttia ennen jännitehuipun saavuttamista a-johdin0 on 210 voltissa 10 ja b-johdin0 on 160 voltissa, b-johtimessa on -48 voltin ja -52 voltin välillä oleva tasajännite. Tässä tilanteessa virta ei kulje, koska 220 voltin läpilyöntijännitettä C ei ole saavutettu.

Kuviossa 6B jännite suurenee 220 volttiin ja maahan 15 kytketty elementti tulee nopeasti johtavaksi noudattaen käyrää C-D-E. Tällä hetkellä a-johdin1 siirtyy E:stä F:ään riippuen saatavissa olevasta virrasta. Jos riittävän suuri virta on saatavissa, jotta a-johdin1 sivuuttaa kohdan F, a-johtimeen kytketty elementti menee johtavaksi. Tällä het-20 kellä b-johtimen jännite ei suurene 170 volttiin, koska sen ja maahan kytketyn elementin välisen yhteyden sulkee vain b-johtimeen kytketty elementti, joka noudattaa diagramman osaa A-B-F-G-H. Koska jännite ylittää 110 voltin jännitteen A-B, niin b-johtimen jännite alenee B:hen ja 25 virta suurenee B:hen asti ja muuttuu pisteeseen b-johdin1 asti välillä B-F ja noudattaa sitten diagramman osaa B-F-G-H riippuen käytettävissä olevasta virrasta.

Kuvio 7 esittää piirin 16 virta-jännitediagrammaa suoritusmuodolle, joka on esitetty kuvioissa 3 - 5 ja ku-30 vattu edellä, kun piirissä kulkee suuri virta, esim. 100 A. Sekä a-johdin2 että b-johdin2 siirtyvät käyrää ylös E:stä F:ään, kytkeytyvät F:stä G:hen ja siirtyvät sitten G:stä H:hon. Kun syöksyvirta on loppunut sekä a-johdin että b-johdin palaavat alkutilaansa noudattaen käyrää jär-35 jestyksessä H-G-F-E-D-C ja sekä a-johtimeen että b-johti- 10 99222 meen kytketty haara on sulkutilassa ja kaikki sidac-ele-mentit ovat toipuneet syöksyvirrasta.

Esillä oleva suojauspiiri aikaansaa balansoidun suojausjärjestelmän minimimäärällä komponentteja siten, 5 että joko a-johtimen tai b-johtimen ollessa johtavassa yhteydessä maahan, toinen näistä kahdesta johtimesta myös on johtavassa yhteydessä maahan. Se aikaansaa myös suojauksen vaihtosähköllä pienillä jännitetasoilla, kun se on valmistettu, kuten edellä selostettiin, p-tyypin materiaa-10 leista valmistamisen ollessa silti taloudellista.

Vaikkakin esillä oleva keksintö on kuvattu sen erityisiin suoritusmuotoihin viitaten, on ymmärrettävää, että alan asiantuntijalle erilaiset muutokset ja muunnelmat ovat ilmeisiä, ja tarkoituksena on, että keksintö käsittää 15 kaikki ne muutokset ja muunnelmat, jotka kuuluvat esitet tyjen patenttivaatimuksien kattamaan alueeseen.

li

Claims (13)

1. Puolijohteilla toteutettu ylijännitesuojauspii-ri (16) elektroniikkalaitteistolle, joka käsittää: 5 ensimmäisen kaksisuuntaisen jänniteherkän kytkimen (30), toisen kaksisuuntaisen jänniteherkän kytkimen (32), ja kolmannen kaksisuuntaisen jänniteherkän kytkimen (34), mainitun ensimmäisen kytkimen (30) kytkettynä ensimmäiseen johtimeen (18), mainitun toisen kytkimen (32) kytkettynä 10 toiseen johtimeen (20), ja kolmannen kytkimen (34) kytket tynä maapotentiaaliin (22) ja yhteiseen solmukohtaan ensimmäisen (30) ja toisen (32) kytkimen välillä, ensimmäisen (30) ja kolmannen (34) kytkimen yhdistetyn kytkentä-jännitteen ollessa oleellisesti yhtä suuri kuin toisen 15 (32) ja kolmannen (34) kytkimen yhdistetty kytkentäjänni- te, jolloin piiri johtaa joko ensimmäisestä johtimesta (18) maahan (22) tai toisesta johtimesta (20) maahan (22), kun jännitteet vastaavissa johtimissa ylittävät jännitteen kynnysarvot, tunnettu siitä, että ainakin yhden 20 kytkimen jännitteellä on negatiivinen kasvukerroin virran kasvaessa, kun mainittu kytkin on ylittänyt vastaavan jännitteen kynnysarvon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen johdin (18) maahan 25 (22) ja toinen johdin (20) maahan (22) johtavat, kun jän nite ensimmäisestä johtimesta (18) tai toisesta johtimesta (20) maahan (22) ylittää tarvittavat jännitteen kynnysarvot ja jännite toisesta johtimesta maahan (22) ylittää jäijelläolevan sulkujännitteen toisessa johtimessa, jol-30 loin aikaansaadaan balansoitu ylijännitesuojauspiiri.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen johdin (18) on a-johdin ja toinen johdin (20) on b-johdin.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, t u n - 35. e t t u siitä, että kussakin jänniteherkässä kytkimessä 12 99222 (30,32,34) on useita triakkeja, joissa kussakin on zener-diodi jänniteherkän kytkimen kynnysjännitetason ohjausta varten.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, t u n - 5. e t t u siitä, että kolmannen jänniteherkän kytkimen (34) pitovirta on pienempi kuin joko ensimmäisen (30) tai toisen (32) jänniteherkän kytkimen pitovirta.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että ainakin yksi jänniteherkistä kytki- 10 mistä (30,32 tai 34) käsittää p-tyypin puolijohdemateri aalia .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen piiri, tunnettu siitä, että kolmannen jänniteherkän kytkimen (34) pitovirta on pienempi kuin joko ensimmäisen (30) tai 15 toisen (32) jänniteherkän kytkimen pitovirta.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että jänniteherkät kytkimet on sijoitettu yhteen koteloon, jolla on kolme liitäntänapaa, jotka käsittävät ensimmäisen jänniteherkän kytkimen (30) ensim- 20 mäisen navan, toisen jänniteherkän kytkimen (32) toisen navan ja kolmannen jänniteherkän kytkimen (34) kolmannen navan.

9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen piiri, tunnettu siitä, että mainittu kolmas jänniteherkkä kyt- 25 kin (34) vaatii johtaakseen ainakin normaalin paristo- tasajännitteen b-johtimessa (20).

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen (30), toinen (32) ja kolmas (34) jänniteherkkä kytkin ovat sidaceja.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ylijännitesuo- ·· jauspiiri, tunnettu siitä, että kolmannen sidacin (34) pitovirta on pienempi kuin ensimmäisen (30) ja toisen (32) sidacin pitovirta.

11 99222

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ylijännitesuo- 35 jauspiiri, tunnettu siitä, että kolmas sidac (34) ti 13 99222 on tehty p-tyypin piimateriaalista ja omaa negatiivisen kasvukertoimen ominaisuuden virta-jännitediagrammalla, kun virta kasvaa ohi läpilyöntijännitettä vastaavan kohdan.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ylijännitesuo-5 jauspiiri, tunnettu siitä, että kaksi kolmesta sidacista (30,32,34) on tehty p-tyypin piimateriaalista ja kummallakin p-tyypin sidacilla on negatiivisen kasvukertoimen ominaisuus virta-jännitediagrammalla, kun virta kasvaa ohi läpilyöntijännitettä vastaavan kohdan. 99222 14