JP2004080970A - 雷サージ保護回路 - Google Patents

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Toshihiko Hirata
平田 敏彦
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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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

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)

Claims (1)

  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。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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