JP2004080970A - 雷サージ保護回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラインへの雷サージなどの過電圧重畳により雷サージ保護回路が働いて負荷接続点に接続された装置等に使用した半導体などの回路素子の破壊から保護されるのみならず、前記サージアブソーバ自身の焼損をも回避することができる雷サージ保護回路を提供することにある。
【解決手段】本発明は、ライン間にサージアブソーバと直列に正特性サーミスタが挿入接続され、ライン間に過電圧が印加されたときに流れる過電流によって発生する正特性サーミスタの熱上昇−抵抗値増大による電流制限特性により、サージアブソーバの過電流・過熱による破壊を防止されるように構成された雷サージ保護回路を提供することにより上記課題を解決した。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、ライン間にサージアブソーバと直列に正特性サーミスタが挿入接続され、ライン間に過電圧が印加されたときに流れる過電流によって発生する正特性サーミスタの熱上昇−抵抗値増大による電流制限特性により、サージアブソーバの過電流・過熱による破壊を防止されるように構成された雷サージ保護回路を提供することにより上記課題を解決した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雷サージなどによるラインへの過電圧重畳に対して、装置等の過電圧保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラインにあって、雷サージなどの過電圧重畳に対する装置等の保護回路は、前記ラインに過電圧が重畳されると、これに伴いサージアブソーバは過電流発熱するが、前記サージアブソーバの電流通路に前記、例えば電流ヒューズを入れることによって前記サージアブソーバを熱破壊から防ぐか、前記電流ヒューズを入れない場合、前記サージアブソーバは過電流状態が持続され、ついには外部のメインブレーカを落すのが通常であった。この場合、前記サージアブソーバは内部破壊されることがある。また、低ブレークダウン電圧サージアブソーバと高ブレークダウン電圧サージアブソーバの組み合わせによって、小さいブレークダウン電圧から、より大きなブレークダウン電圧の保護回路などの従来技術がある。
【０００３】
まず、従来例１を図によって説明する。
従来、雷サージ保護回路において、図１に示す、サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、電流ヒューズ５、７を備え、前記３、４、５の素子で構成された回路は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応して、その電流をＧＮＤへパスする雷サージ保護回路であり、前記６、７の各素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）にする雷サージ保護回路である。
ラインに前記単独、コモンのブレークダウン電圧が重畳され続けると、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の内１個ないし３個に過電流が流れ電流ヒューズ５、７は溶断して、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、の内部破損に至らないように働く。又は前記電流ヒューズなき場合は、回路はサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４を介してＧＮＤと直結状態及びサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）６はライン間で直結状態となり、入力側の別に接続されたメインブレーカを落されるのが通常であった。
【０００４】
従来例２として、図２において、前項図１説明と同じ構成の雷サージ保護回路を雷サージ保護回路Ｉとし、サージ電流耐量の大きな即ちブレークダウン電圧の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２及び電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４の構成による雷サージ保護回路を雷サージ保護回路ＩＩとし、雷サージ保護回路Ｉは雷サージ保護回路ＩＩの後に接続されることによって、図１の雷サージ保護回路即ち雷サージ保護回路Ｉ単独の特性に比べさらに大きなブレークダウン電圧の保護することができるものである。前記雷サージ保護回路ＩＩの前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１の各素子は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１２の素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収する雷サージ保護回路である。さらに電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４を介することによって比較的サージ電流耐量の小さな即ちブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバをもつ前記雷サージ保護回路Ｉがより有効に機能する効果的な雷サージ保護回路が得られる。
【０００５】
従来例３として、図３において、サージ電流耐量の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２とブレークダウン電圧の低いサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６を備え、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）と前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）が接続された回路をライン１、２とＧＮＤ間に、及びライン間に接続して、図２で示した雷サージ保護回路Ｉ及びＩＩの結合時の特性に同等即ちブレークダウン電圧の低い値と大きい値の組み合わせによる保護回路である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ラインにあって、従来の雷サージ保護回路は、過電圧保護用の回路素子を破壊まで至らしめる問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、ラインへの雷サージなどの過電圧重畳により雷サージ保護回路が働いて負荷接続点に接続された装置等に使用した半導体などの回路素子の破壊から保護されるのみならず、前記サージアブソーバ自身の焼損をも回避することができる雷サージ保護回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ライン間にサージアブソーバと直列に正特性サーミスタが挿入接続され、前記ライン間に過電圧が印加されたときに流れる過電流によって発生する前記正特性サーミスタの熱上昇−抵抗値増大による電流制限特性により、前記サージアブソーバの過電流・過熱による破壊を防止されるように構成された雷サージ保護回路を提供することにより上記課題を解決した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面によって説明する。
図１において、酸化亜鉛（ＺｎＯ）サージアブソーバ及びシリコン系のサージアブソーバなどの低ブレークダウン電圧を持ったサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、比較的大電力に耐える特徴をもった正特性サーミスタ５、７を備え、ラインに接続された前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４を介して、正特性サーミスタ５がＧＮＤへ接続されたこの回路は、入力端子１又は２に単独の過電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）６と前記正特性サーミスタ７の接続回路はライン間に入り、入力端子１、２にコモンの過電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）する雷サージ保護回路である。
ラインに過電圧が重畳されると、これに伴いサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の１個ないし３個に過電流が流れ過電流発熱し、この過電流発熱に正特性サーミスタ５、７が熱反応して内部抵抗を押し上げ、結果として電流制限され過電流発熱抑制され、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６を熱破壊から防ぐことになる。一般に雷サージ現象は、瞬間的な過電圧が間隔を空けて発生するとされているので、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の過電流発熱過程は前記正特性サーミスタ５、７の内部抵抗値増大の変化による平衡作用している間で過電圧は吸収される。
【００１０】
本発明のもう一つの実施例として、図２において、前項の図１と同じ構成の雷サージ保護回路を雷サージ保護回路Ｉとし、サージ電流耐量の大きな即ちブレークダウン電圧の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２及び電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４の構成による雷サージ保護回路を雷サージ保護回路ＩＩとし、雷サージ保護回路Ｉは雷サージ保護回路ＩＩの後に接続されることによって、図１の雷サージ保護回路即ち雷サージ保護回路Ｉ単独の特性に比べさらに大きなブレークダウン電圧の保護することができるものである。前記雷サージ保護回路ＩＩの前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１の各素子は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１２の素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）する雷サージ保護回路である。さらに電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４を介することによって後段のブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）をもつ前記雷サージ保護回路Ｉが幅広い過電圧に対応した効果的な雷サージ保護回路が得られる。
【００１１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ラインにおいてブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバを適用することができ、その上サージアブソーバを破壊することなく雷サージなどの過電圧の吸収（保護）をすることができ、過電圧のより低いレベルでの抑圧と交換部品の削減など保守性向上の同時効果が発揮されることになり、低電圧電子回路にとって、回路が安全に保護され、高信頼のシステムを維持し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基本的な過電圧保護の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係わる、二段の過電圧保護の構成を示す回路図である。
【図３】本発明に係わる素子組合せによる過電圧保護の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１、２ 入力端子
３、４、６ サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）
５、７ 正特性サーミスタ又は電流ヒューズ
８、９ 負荷接続点
１０、１１、１２ サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）
１３、１４ 電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）
【発明の属する技術分野】
本発明は、雷サージなどによるラインへの過電圧重畳に対して、装置等の過電圧保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラインにあって、雷サージなどの過電圧重畳に対する装置等の保護回路は、前記ラインに過電圧が重畳されると、これに伴いサージアブソーバは過電流発熱するが、前記サージアブソーバの電流通路に前記、例えば電流ヒューズを入れることによって前記サージアブソーバを熱破壊から防ぐか、前記電流ヒューズを入れない場合、前記サージアブソーバは過電流状態が持続され、ついには外部のメインブレーカを落すのが通常であった。この場合、前記サージアブソーバは内部破壊されることがある。また、低ブレークダウン電圧サージアブソーバと高ブレークダウン電圧サージアブソーバの組み合わせによって、小さいブレークダウン電圧から、より大きなブレークダウン電圧の保護回路などの従来技術がある。
【０００３】
まず、従来例１を図によって説明する。
従来、雷サージ保護回路において、図１に示す、サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、電流ヒューズ５、７を備え、前記３、４、５の素子で構成された回路は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応して、その電流をＧＮＤへパスする雷サージ保護回路であり、前記６、７の各素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）にする雷サージ保護回路である。
ラインに前記単独、コモンのブレークダウン電圧が重畳され続けると、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の内１個ないし３個に過電流が流れ電流ヒューズ５、７は溶断して、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、の内部破損に至らないように働く。又は前記電流ヒューズなき場合は、回路はサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４を介してＧＮＤと直結状態及びサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）６はライン間で直結状態となり、入力側の別に接続されたメインブレーカを落されるのが通常であった。
【０００４】
従来例２として、図２において、前項図１説明と同じ構成の雷サージ保護回路を雷サージ保護回路Ｉとし、サージ電流耐量の大きな即ちブレークダウン電圧の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２及び電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４の構成による雷サージ保護回路を雷サージ保護回路ＩＩとし、雷サージ保護回路Ｉは雷サージ保護回路ＩＩの後に接続されることによって、図１の雷サージ保護回路即ち雷サージ保護回路Ｉ単独の特性に比べさらに大きなブレークダウン電圧の保護することができるものである。前記雷サージ保護回路ＩＩの前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１の各素子は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１２の素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収する雷サージ保護回路である。さらに電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４を介することによって比較的サージ電流耐量の小さな即ちブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバをもつ前記雷サージ保護回路Ｉがより有効に機能する効果的な雷サージ保護回路が得られる。
【０００５】
従来例３として、図３において、サージ電流耐量の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２とブレークダウン電圧の低いサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６を備え、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）と前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）が接続された回路をライン１、２とＧＮＤ間に、及びライン間に接続して、図２で示した雷サージ保護回路Ｉ及びＩＩの結合時の特性に同等即ちブレークダウン電圧の低い値と大きい値の組み合わせによる保護回路である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ラインにあって、従来の雷サージ保護回路は、過電圧保護用の回路素子を破壊まで至らしめる問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、ラインへの雷サージなどの過電圧重畳により雷サージ保護回路が働いて負荷接続点に接続された装置等に使用した半導体などの回路素子の破壊から保護されるのみならず、前記サージアブソーバ自身の焼損をも回避することができる雷サージ保護回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ライン間にサージアブソーバと直列に正特性サーミスタが挿入接続され、前記ライン間に過電圧が印加されたときに流れる過電流によって発生する前記正特性サーミスタの熱上昇−抵抗値増大による電流制限特性により、前記サージアブソーバの過電流・過熱による破壊を防止されるように構成された雷サージ保護回路を提供することにより上記課題を解決した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面によって説明する。
図１において、酸化亜鉛（ＺｎＯ）サージアブソーバ及びシリコン系のサージアブソーバなどの低ブレークダウン電圧を持ったサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６、比較的大電力に耐える特徴をもった正特性サーミスタ５、７を備え、ラインに接続された前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４を介して、正特性サーミスタ５がＧＮＤへ接続されたこの回路は、入力端子１又は２に単独の過電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）６と前記正特性サーミスタ７の接続回路はライン間に入り、入力端子１、２にコモンの過電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）する雷サージ保護回路である。
ラインに過電圧が重畳されると、これに伴いサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の１個ないし３個に過電流が流れ過電流発熱し、この過電流発熱に正特性サーミスタ５、７が熱反応して内部抵抗を押し上げ、結果として電流制限され過電流発熱抑制され、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６を熱破壊から防ぐことになる。一般に雷サージ現象は、瞬間的な過電圧が間隔を空けて発生するとされているので、前記サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）３、４、６の過電流発熱過程は前記正特性サーミスタ５、７の内部抵抗値増大の変化による平衡作用している間で過電圧は吸収される。
【００１０】
本発明のもう一つの実施例として、図２において、前項の図１と同じ構成の雷サージ保護回路を雷サージ保護回路Ｉとし、サージ電流耐量の大きな即ちブレークダウン電圧の大きなサージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１、１２及び電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４の構成による雷サージ保護回路を雷サージ保護回路ＩＩとし、雷サージ保護回路Ｉは雷サージ保護回路ＩＩの後に接続されることによって、図１の雷サージ保護回路即ち雷サージ保護回路Ｉ単独の特性に比べさらに大きなブレークダウン電圧の保護することができるものである。前記雷サージ保護回路ＩＩの前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１０、１１の各素子は、入力端子１又は２に単独のブレークダウン電圧重畳に対応する雷サージ保護回路であり、前記サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）１２の素子は、入力端子１、２にコモンのブレークダウン電圧重畳の差電圧に対応し、前記差電圧を吸収（同電位）する雷サージ保護回路である。さらに電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）１３、１４を介することによって後段のブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）をもつ前記雷サージ保護回路Ｉが幅広い過電圧に対応した効果的な雷サージ保護回路が得られる。
【００１１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ラインにおいてブレークダウン電圧の低い特性のサージアブソーバを適用することができ、その上サージアブソーバを破壊することなく雷サージなどの過電圧の吸収（保護）をすることができ、過電圧のより低いレベルでの抑圧と交換部品の削減など保守性向上の同時効果が発揮されることになり、低電圧電子回路にとって、回路が安全に保護され、高信頼のシステムを維持し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基本的な過電圧保護の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係わる、二段の過電圧保護の構成を示す回路図である。
【図３】本発明に係わる素子組合せによる過電圧保護の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１、２ 入力端子
３、４、６ サージアブソーバＡ（ＺｎＯバリスタ）
５、７ 正特性サーミスタ又は電流ヒューズ
８、９ 負荷接続点
１０、１１、１２ サージアブソーバＢ（反復放電アレスタ）
１３、１４ 電圧減衰素子（抵抗器又は線輪）
Claims (1)
- ライン間にサージアブソーバと直列に正特性サーミスタが挿入接続され、前記ライン間に過電圧が印加されたときに流れる過電流によって発生する前記正特性サーミスタの熱上昇−抵抗値増大による電流制限特性により、前記サージアブソーバの過電流・過熱による破壊を防止されるように構成された雷サージ保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002241330A JP2004080970A (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 雷サージ保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002241330A JP2004080970A (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 雷サージ保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004080970A true JP2004080970A (ja) | 2004-03-11 |
Family
ID=32023844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002241330A Pending JP2004080970A (ja) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | 雷サージ保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004080970A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100373731C (zh) * | 2005-03-04 | 2008-03-05 | 昆山双桥传感器测控技术有限公司 | 防雷电路及带有该防雷电路的投入式压阻液位变送器 |
| WO2008043225A1 (fr) * | 2006-09-30 | 2008-04-17 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Circuit de protection et dispositif électronique |
| JP2010153747A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Ae Tekku Kk | 保護回路及び照明装置 |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002241330A patent/JP2004080970A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100373731C (zh) * | 2005-03-04 | 2008-03-05 | 昆山双桥传感器测控技术有限公司 | 防雷电路及带有该防雷电路的投入式压阻液位变送器 |
| WO2008043225A1 (fr) * | 2006-09-30 | 2008-04-17 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Circuit de protection et dispositif électronique |
| JP2010153747A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Ae Tekku Kk | 保護回路及び照明装置 |
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