JP2006217768A - Surge protection circuit and car on which this circuit is mounted - Google Patents

Surge protection circuit and car on which this circuit is mounted Download PDF

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JP2006217768A JP2005030447A JP2005030447A JP2006217768A JP 2006217768 A JP2006217768 A JP 2006217768A JP 2005030447 A JP2005030447 A JP 2005030447A JP 2005030447 A JP2005030447 A JP 2005030447A JP 2006217768 A JP2006217768 A JP 2006217768A
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博文 中山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surge protection circuit that is structured so as not to cause an excessive voltage to be impressed to an electronic circuit even when a Zener diode with low-voltage resistance is used, and that protects a load circuit by absorbing a generated surge. <P>SOLUTION: This surge protection circuit comprises a diac 3 connected between a DC power source 1 and a load 2 and connected in parallel to the load 2, and a Zener diode 4 connected between the DC power source 1 and the load 2 and connected in parallel to the load 2. The Zener diode 4 is connected in the reverse voltage direction to the DC power source 1 and connected in series to the diac 3. No excessive voltage is impressed to the electronic circuit even when the Zener diode 4 with low-voltage resistance is used so that surge absorbing energy at the time of surge absorption can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、サージ電圧を吸収することにより負荷に過渡的な過大電圧が印加されるのを防ぐ、例えば、車に搭載される電子機器に用いられるサージ保護回路及びこれを搭載した自動車に関するものである。   The present invention relates to a surge protection circuit used in an electronic device mounted on a vehicle, for example, and an automobile equipped with the same, which prevents a transient excessive voltage from being applied to a load by absorbing the surge voltage. is there.

従来、例えば、車に搭載される電子機器のサージ保護回路は、車載電源と負荷との間に接続され、前記負荷と並列に接続されたツェナーダイオードをサージ吸収素子として用いられる。サージ電圧が電子機器内の回路に印加されると、サージ保護回路によりサージ電圧が吸収される。このサージ吸収時のピークエネルギー(ピーク電圧を100V、回路内シリーズ抵抗を1Ωとして計算)は、((100V−40V)/1Ω)×40V(=2400W)となる。このようなサージ電圧は、電子機器に作用することがある。
このサージ電圧が作用すると電子機器内の、とくに、ICやLSIなどの半導体集積回路装置が破壊されるため、上記のように、電子機器の入力部にツェナーダイオードを備えたサージ保護回路を配置して電圧をクランプし、例えば、40Vに電圧を抑制し、回路全体を保護することが一般に行われてきた。このため、この場合次のような問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a surge protection circuit of an electronic device mounted on a car is connected between an in-vehicle power source and a load, and a Zener diode connected in parallel with the load is used as a surge absorbing element. When the surge voltage is applied to a circuit in the electronic device, the surge voltage is absorbed by the surge protection circuit. The peak energy at the time of surge absorption (calculated assuming that the peak voltage is 100V and the in-circuit series resistance is 1Ω) is ((100V−40V) / 1Ω) × 40V (= 2400W). Such a surge voltage may act on electronic equipment.
When this surge voltage is applied, semiconductor integrated circuit devices such as ICs and LSIs in electronic devices are destroyed. Therefore, as described above, a surge protection circuit with a Zener diode is placed at the input of electronic devices. In general, the voltage is clamped, and the voltage is suppressed to 40 V, for example, to protect the entire circuit. For this reason, there were the following problems in this case.

本来、ツェナーダイオードの素子電圧が、バッテリー電圧12V以上であれば良いが、車の場合寒冷地でバッテリーを2個直列にし使用することがある。そのため、一般的には24V以上の耐圧のツェナーダイオードを使用している。
このため、サージ吸収時のクランプ電圧波形は、24Vと40V(24V+サージ吸収時の電流値及びその際の素子温度上昇)との間で上昇してしまう。このため、電子機器に使用する半導体集積回路装置の耐圧をこの電圧以下に設計することは出来ない、IC設計上デメリットとなる、という問題があった。
サージ発生時にサージ吸収素子(サージ保護回路)があることによりサージ電圧をある電圧以下に低減することができるが、この制限できる電圧が高いほど、サージ保護を目的とする半導体集積回路装置の耐圧(素子耐圧)を高く設計しなければならない。素子耐圧を高くすることにより、素子価格がアップし、素子内部の動作抵抗がアップして発熱が大きくなるというデメリットが発生する。このため、抑制電圧(耐圧)は低いほうが好ましい。
Originally, the element voltage of the Zener diode may be a battery voltage of 12 V or more, but in the case of a car, two batteries may be used in series in a cold region. For this reason, a Zener diode having a breakdown voltage of 24V or more is generally used.
For this reason, the clamp voltage waveform during surge absorption increases between 24 V and 40 V (24 V + current value during surge absorption and element temperature rise at that time). For this reason, there is a problem that the withstand voltage of the semiconductor integrated circuit device used for the electronic device cannot be designed to be lower than this voltage, resulting in a disadvantage in IC design.
The presence of a surge absorbing element (surge protection circuit) when a surge occurs can reduce the surge voltage below a certain voltage. However, the higher this limitable voltage, the higher the breakdown voltage of the semiconductor integrated circuit device for surge protection ( The element breakdown voltage must be designed high. Increasing the element withstand voltage raises the demerit that the element price increases, the operating resistance inside the element increases, and heat generation increases. For this reason, it is preferable that the suppression voltage (withstand voltage) is low.

寒冷地仕様電源を満足すれば良いだけなら24V以上のツェナーダイオードであれば、例えば、耐圧40Vのツェナーダイオードでも良いが、このツェナーダイオードを採用する目的がサージ保護回路につながるマイコンなどの電子回路の半導体集積回路装置(LSI、IC等)に過大な電圧が掛からないようにすることにあり、出来る限り耐圧の低いツェナーダイオードが好まれる。
特許文献1に記載された従来技術では、接地線に漏洩電流が流れ、コンデンサの電圧がトリガ電圧を越えると、ダイアックが導通し、サイリスタがオン動作をし、表示部が劣化表示を行う。雷インパルス通過時は非直線抵抗素子が放電してツェナーダイオードが動作する。開閉サージ電流通過時は非直線抵抗素子は放電しないが、ツェナーダイオードの両端に整定電圧以上の電圧が印加されるためにツェナーダイオードが動作する。ダイアック、ツェナーダイオードは、サイリスタのゲートを駆動するために用いられている。
特開平6−5350号公報(図1)
For example, a Zener diode with a withstand voltage of 40 V may be used as long as it satisfies the cold district specification power supply. For example, a Zener diode with a withstand voltage of 40 V may be used. In order to prevent an excessive voltage from being applied to a semiconductor integrated circuit device (LSI, IC, etc.), a Zener diode having a low withstand voltage is preferred.
In the prior art described in Patent Document 1, when a leakage current flows through the ground line and the voltage of the capacitor exceeds the trigger voltage, the diac conducts, the thyristor is turned on, and the display unit performs deterioration display. When the lightning impulse passes, the non-linear resistance element discharges and the Zener diode operates. When the switching surge current passes, the non-linear resistance element does not discharge, but the Zener diode operates because a voltage higher than the settling voltage is applied to both ends of the Zener diode. Diac and Zener diodes are used to drive the gates of thyristors.
JP-A-6-5350 (FIG. 1)

本発明は、耐圧の低いツェナーダイオードを用いても電子回路に過大な電圧がかからないように構成され、発生したサージを吸収し回路を保護するサージ保護回路を提供する。   The present invention provides a surge protection circuit that is configured so that an excessive voltage is not applied to an electronic circuit even when a Zener diode having a low breakdown voltage is used, and that absorbs a generated surge and protects the circuit.

本発明のサージ保護回路の一態様は、電源と電子回路と並列に接続されたダイアックと、前記電源と前記電子回路置との間に接続され、前記ダイアックとは直列に接続され、且つ前記電源に対して逆電圧方向に接続されたツェナーダイオードとを具備し、前記ダイアックの耐圧は、前記電源の出力電圧以上に設定され、前記ツェナーダイオードの耐圧は、前記電源の出力電圧以上に設定され、且つ前記ダイアックの耐圧と等しいかこれより低く設定されていることを特徴としている。   One aspect of the surge protection circuit of the present invention is a diac connected in parallel with a power source and an electronic circuit, connected between the power source and the electronic circuit device, the diac connected in series, and the power source A withstand voltage of the diac is set to be equal to or higher than the output voltage of the power supply, and the withstand voltage of the zener diode is set to be equal to or higher than the output voltage of the power supply. And it is characterized by being set equal to or lower than the withstand voltage of the diac.

本発明は、以上の構成により、耐圧の低いツェナーダイオードを用いても電子回路に過大な電圧がかからず、サージ吸収時のサージ吸収エネルギーを低減することが可能になる。   According to the above configuration, even if a Zener diode having a low breakdown voltage is used, an excessive voltage is not applied to the electronic circuit, and the surge absorption energy at the time of surge absorption can be reduced.

以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to examples.

まず、図1乃至図6を参照して実施例1を説明する。
図1は、ダイアックとツェナーダイオードの電流−電圧特性を説明する特性図、図2は、ダイアックとツェナーダイオードとを直列に接続した回路の電流−電圧特性を示す特性図、図3は、バッテリー(車載電源)を接続し、この実施例に係るサージ保護回路を接続した車載の電子機器の概略平面図、図4は、図3のサージ保護回路を用いた時のサージ電圧波形及びクランプ時電圧波形を示す特性図、図5は、この実施例のサージ保護回路の接続方法を説明する回路図、図6は、この実施例で用いるダイアックの構造を示す概略断面図及びダイアックの記号を示す図である。
First, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a characteristic diagram for explaining current-voltage characteristics of a diac and a Zener diode, FIG. 2 is a characteristic chart showing a current-voltage characteristic of a circuit in which a diac and a Zener diode are connected in series, and FIG. Fig. 4 is a schematic plan view of an on-vehicle electronic device to which a surge protection circuit according to this embodiment is connected, and Fig. 4 is a surge voltage waveform and a clamping voltage waveform when the surge protection circuit of Fig. 3 is used. FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the connection method of the surge protection circuit of this embodiment, and FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of the diac used in this embodiment and a diagram showing symbols of the diac. is there.

図3は、車載の電子機器にサージ保護回路を取付けた概略図である。電子機器が搭載された配線基板5には、負荷回路2が形成されている。負荷回路2は、電子機器外のバッテリー(車載電源)1に電気的に接続されている。サージ保護回路10は、配線基板5上に形成され負荷回路2と並列につながれている。サージ保護回路10を構成するダイアック3は、バッテリー1と負荷回路2との間に接続され、負荷回路2と並列に接続されている。同じくサージ保護回路10を構成するツェナーダイオード4は、バッテリー1と負荷回路2との間に接続され、負荷回路2と並列に接続されている。前記ツェナーダイオード4は、バッテリー1に対して逆電圧方向に接続されている。ダイアック3とツェナーダイオード4とは直列に接続されている。
ここで、ダイアック(DIAC:Diode AC)3は、サイリスタの1種であり、2端子交流制御素子である。ダイアック3は、1対の電極により挟まれたNPNあるいはPNPの3層の半導体層(この実施例ではNPN構造)からなり(図6参照)、双方向に対照的に負性抵抗を示す。図6に示す記号で表される。
FIG. 3 is a schematic diagram in which a surge protection circuit is attached to an in-vehicle electronic device. A load circuit 2 is formed on a wiring board 5 on which electronic equipment is mounted. The load circuit 2 is electrically connected to a battery (vehicle power source) 1 outside the electronic device. The surge protection circuit 10 is formed on the wiring board 5 and connected in parallel with the load circuit 2. The diac 3 constituting the surge protection circuit 10 is connected between the battery 1 and the load circuit 2 and connected in parallel with the load circuit 2. Similarly, the Zener diode 4 constituting the surge protection circuit 10 is connected between the battery 1 and the load circuit 2, and is connected in parallel with the load circuit 2. The zener diode 4 is connected to the battery 1 in the reverse voltage direction. The diac 3 and the Zener diode 4 are connected in series.
Here, the diac (DIAC: Diode AC) 3 is a kind of thyristor and is a two-terminal AC control element. The diac 3 is composed of three semiconductor layers of NPN or PNP (NPN structure in this embodiment) sandwiched between a pair of electrodes (see FIG. 6), and exhibits negative resistance in contrast to both directions. It is represented by the symbol shown in FIG.

次に、図1、図2、図4及び図5を参照してサージ保護回路の動作を説明する。ダイアック3及びツェナーダイオード4の耐圧は、各バッテリー1の出力電圧以上に設定されている。また、ツェナーダイオード4の耐圧は、ダイアック3の耐圧と等しいかこれより低く設定する。この実施例では、ツェナーダイオード4の耐圧は、バッテリー1の1個分の出力電圧(12V〜15V)と等しくして12Vとする。この実施例では12Vをバッテリー1個の出力電圧とする。ダイアック3の耐圧も12Vとする。そして、このサージ保護回路10を装着した電子機器の負荷回路2には、例えば、耐圧が40Vのマイコンが組み込まれているとする。サージ保護回路10は、負荷回路2に組み込まれているマイコンを保護するものである。また、図5に示すように、「バッテリー1の正端子−ダイアック3−ツェナーダイオード4−」(図5(a))の順序で回路構成が成されていても良いし、「バッテリー1の正端子−ツェナーダイオード4−ダイアック3−」(図5(b))の順序で回路構成が成されていても良く、サージ保護回路10の作用効果に相違はない。   Next, the operation of the surge protection circuit will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 and FIG. The breakdown voltage of the diac 3 and the Zener diode 4 is set to be equal to or higher than the output voltage of each battery 1. The breakdown voltage of the Zener diode 4 is set equal to or lower than the breakdown voltage of the diac 3. In this embodiment, the withstand voltage of the Zener diode 4 is set to 12 V, which is equal to the output voltage (12 V to 15 V) for one battery 1. In this embodiment, 12V is the output voltage of one battery. The withstand voltage of the diac 3 is also 12V. It is assumed that, for example, a microcomputer having a withstand voltage of 40V is incorporated in the load circuit 2 of the electronic device in which the surge protection circuit 10 is mounted. The surge protection circuit 10 protects the microcomputer incorporated in the load circuit 2. Further, as shown in FIG. 5, the circuit configuration may be made in the order of “positive terminal of battery 1−diac 3−zener diode 4−” (FIG. 5A). The circuit configuration may be made in the order of “terminal-zener diode 4-diac 3-” (FIG. 5B), and there is no difference in the operational effect of the surge protection circuit 10.

通常は、バッテリー(車載電源)1に接続された負荷回路2は、例えば、図5(a)に示されるサージ保護回路10に影響されずに機能している。この負荷回路2に、例えば、図4(a)に示す波形のピーク電圧100Vのサージ電圧が印加される。サージ電圧が印加される前は、サージ保護回路10のダイアック3及びツェナーダイオード4ともに動作しない。電源電圧が上昇すると、まずダイアック3がブレークダウンする。しかし、その下段のツェナーダイオード4がブロックしているために、電流は流れない。つまり、サージ保護回路10は、動作していない。さらに電源電圧がツェナーダイオード4もブレークダウンしてサージ保護回路10に初めて電流が流れる。   Normally, the load circuit 2 connected to the battery (vehicle power source) 1 functions without being affected by the surge protection circuit 10 shown in FIG. For example, a surge voltage having a peak voltage of 100 V having a waveform shown in FIG. 4A is applied to the load circuit 2. Before the surge voltage is applied, neither the diac 3 nor the zener diode 4 of the surge protection circuit 10 operates. When the power supply voltage rises, first the diac 3 breaks down. However, no current flows because the lower Zener diode 4 is blocked. That is, the surge protection circuit 10 is not operating. Further, the power supply voltage also breaks down the Zener diode 4 and the current flows through the surge protection circuit 10 for the first time.

図2に示すように、サージ保護回路にダイアック(12V以上の耐圧)と12Vのツェナーダイオードを直列に配置することにより、サージ保護回路は、24Vの耐圧を得ることができ、その結果、図4(b)に示すようなクランプ時電圧の波形が得られる。クランプ時電圧は、24Vである。この時のサージ吸収時のピークエネルギーは、((100V−24V)/1Ω)×24V=1824Wとなり、前述した従来のツェナーダイオードのみを用いたサージ保護回路では2400Wのエネルギーを消費するものであるから、この実施例における吸収エネルギーは、約24%低減される。クランプ電圧は、従来は耐圧24Vのツェナーダイオードを用いても40Vに上昇したものが、この実施例ではほぼ24Vのままであり、40%低減される。   As shown in FIG. 2, by arranging a diac (withstand voltage of 12V or higher) and a 12V Zener diode in series with the surge protection circuit, the surge protection circuit can obtain a breakdown voltage of 24V. As a result, FIG. A waveform of the clamping voltage as shown in (b) is obtained. The voltage at the time of clamping is 24V. The peak energy at the time of surge absorption at this time is ((100V-24V) / 1Ω) × 24V = 1824W, and the above-described conventional surge protection circuit using only a Zener diode consumes 2400W of energy. The absorbed energy in this example is reduced by about 24%. Although the clamp voltage has risen to 40 V even if a Zener diode having a withstand voltage of 24 V is used in the past, it remains almost 24 V in this embodiment and is reduced by 40%.

前述のように、従来、寒冷地における車載バッテリーは、2個直列にして使用することがある。そのため、一般的には24V以上の耐圧のツェナーダイオードを使用している。このため、サージ吸収時のクランプ電圧波形は、24Vと40V(24V+サージ吸収時の電流値及びその際の素子温度上昇)との間で上昇してしまう。しかし、電子機器に使用する半導体集積回路装置の耐圧をこの電圧以下に設計することは出来ない(IC設計上デメリットとなる)という問題があったが、この実施例で示すように、耐圧12Vのツェナーダイオードと耐圧12Vのダイアックとを直列に繋いだものをサージ保護回路としたことにより、クランプ電圧を24Vに抑制することができる。
従来の耐圧24Vツェナーダイオードのみの場合と同様にこの実施例の耐圧12Vツェナーダイオードの耐圧は上昇するが、ダイアックの耐圧が下がっているので24Vのポイントより上昇する可能性は小さい。このポイントを通過するのは瞬時であり耐圧の上昇は小さい。
以上のように、この実施例では、耐圧の低いツェナーダイオードを用いても負荷を構成する電子回路に過大な電圧がかからず、サージ吸収時のサージ吸収エネルギーを低減することが可能になる。
As described above, conventionally, two in-vehicle batteries in a cold region may be used in series. For this reason, a Zener diode having a breakdown voltage of 24V or more is generally used. For this reason, the clamp voltage waveform during surge absorption increases between 24 V and 40 V (24 V + current value during surge absorption and element temperature rise at that time). However, there is a problem that the withstand voltage of a semiconductor integrated circuit device used for an electronic device cannot be designed to be lower than this voltage (which is a disadvantage in IC design). By using a surge protection circuit in which a Zener diode and a diac having a withstand voltage of 12V are connected in series, the clamp voltage can be suppressed to 24V.
The withstand voltage of the 12V Zener diode of this embodiment increases as in the case of the conventional withstand voltage 24V Zener diode alone, but the possibility of an increase from the 24V point is small because the withstand voltage of the Diac is lowered. Passing this point is instantaneous and the rise in breakdown voltage is small.
As described above, in this embodiment, even if a Zener diode having a low breakdown voltage is used, an excessive voltage is not applied to the electronic circuit constituting the load, and the surge absorption energy at the time of surge absorption can be reduced.

次に、図7及び図8を参照して実施例2を説明する。
図7は、ダイアックの電流−電圧特性を示す特性図及びツェナーダイオードの電流−電圧特性を示す特性図、図8は、ダイアックとツェナーダイオードとを直列に接続した回路の電流−電圧特性を示す特性図である。実施例1ではダイアック及びツェナーダイオードは、ともに耐圧を12Vとしてバッテリー1個分(12〜15V)に等しくしているが、この実施例では、ともにバッテリー1個分以上の耐圧にするが、ダイアックの耐圧をツェナーダイオードより高くすることに特徴がある。
本発明においては、ダイアックとツェナーダイオードの耐圧は、それぞれ車載電源であるバッテリー1個分以上の耐圧が必要である。そして、ダイアックとツェナーダイオードとを直列に接続したサージ保護回路のサージ吸収時のピーク耐圧は、負荷回路に組み込まれる半導体集積回路装置の耐圧以下にする必要がある。例えば、この実施例では半導体集積回路装置としてマイコンを説明するが、マイコンの耐圧は、現状では、40Vであるので、サージ保護回路の耐圧を40V以下にする。
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
7 is a characteristic diagram showing the current-voltage characteristics of the diac and a characteristic chart showing the current-voltage characteristics of the Zener diode, and FIG. 8 is a characteristic showing the current-voltage characteristics of a circuit in which the diac and the Zener diode are connected in series. FIG. In the first embodiment, both the diac and the zener diode have a withstand voltage of 12V and are equal to one battery (12 to 15V). However, in this embodiment, both have a withstand voltage equal to or more than one battery. It is characterized in that the breakdown voltage is higher than that of the Zener diode.
In the present invention, the withstand voltages of the diac and the Zener diode are required to be equal to or more than that of one battery which is an in-vehicle power source. The peak withstand voltage when absorbing the surge of the surge protection circuit in which the diac and the Zener diode are connected in series needs to be equal to or lower than the withstand voltage of the semiconductor integrated circuit device incorporated in the load circuit. For example, in this embodiment, a microcomputer is described as a semiconductor integrated circuit device. However, since the withstand voltage of the microcomputer is 40V at present, the withstand voltage of the surge protection circuit is set to 40V or less.

ツェナーダイオードは、バッテリー1個分の出力電圧(この実施例では、15Vとする)以上で限りなく15Vに近い方が良い。したがって、この実施例では、ツェナーダイオードの耐圧を15Vとする。ダイアックの耐圧は、2個のバッテリー(15V×2=30V)からツェナーダイオードの耐圧15Vを差し引いた15V以上が必要である。そして、さらにダイアックの耐圧は、保護すべき負荷回路に組み込まれているICなどの半導体集積回路装置の耐圧以下に抑える必要がある。このような半導体集積回路装置は、この実施例では、耐圧が40Vのマイコンであるから、ダイアックの耐圧は、40V−15V=25V以下が適当である。したがって、この実施例では、ダイアックの耐圧を25Vとする。
このようなダイアック及びツェナーダイオードを直列に接続してサージ保護回路を構成し、例えば、図3に示すようなバッテリー(車載電源)に接続された負荷回路に並列に接続する。
The zener diode should be as close to 15V as possible without exceeding the output voltage for one battery (in this embodiment, 15V). Therefore, in this embodiment, the Zener diode has a breakdown voltage of 15V. The withstand voltage of the diac needs to be 15V or more obtained by subtracting the withstand voltage 15V of the Zener diode from two batteries (15V × 2 = 30V). Further, the withstand voltage of the diac needs to be suppressed below the withstand voltage of a semiconductor integrated circuit device such as an IC incorporated in a load circuit to be protected. In this embodiment, such a semiconductor integrated circuit device is a microcomputer having a withstand voltage of 40V. Therefore, it is appropriate that the withstand voltage of the diac is 40V-15V = 25V or less. Therefore, in this embodiment, the withstand voltage of the diac is 25V.
Such a diac and a Zener diode are connected in series to form a surge protection circuit, which is connected in parallel to a load circuit connected to a battery (vehicle power source) as shown in FIG. 3, for example.

通常は、バッテリーに接続された負荷回路は、サージ保護回路に影響されずに機能している。この負荷回路に、例えば、図4(a)に示す波形のピーク電圧100Vのサージ電圧が印加される。サージ電圧が印加される前は、サージ保護回路のダイアック及びツェナーダイオードともに動作しない。電源電圧が上昇すると、まずダイアックがブレークダウンする。しかし、その下段のツェナーダイオードがブロックしているために、電流は流れない。つまり、サージ保護回路は、動作していない。さらに電源電圧が上昇してツェナーダイオードもブレークダウンしサージ保護回路に初めて電流が流れる。
図8に示すように、サージ保護回路にダイアック(耐圧25)と15Vのツェナーダイオードを直列に配置することにより、サージ保護回路は、40Vの耐圧を得ることができる。
従来のツェナーダイオードのみのサージ保護回路と同様にこの実施例の耐圧15Vツェナーダイオードの耐圧も上昇するが、ダイアックの耐圧が下がっているので40Vのポイントより上昇する可能性は小さい。このポイントを通過するのは瞬時であり耐圧の上昇は小さい。
Normally, the load circuit connected to the battery functions without being affected by the surge protection circuit. For example, a surge voltage having a peak voltage of 100 V having a waveform shown in FIG. 4A is applied to the load circuit. Before the surge voltage is applied, neither the diac nor the zener diode of the surge protection circuit operates. When the power supply voltage rises, the diac breaks down first. However, no current flows because the lower Zener diode is blocked. That is, the surge protection circuit is not operating. Furthermore, the power supply voltage rises, the Zener diode breaks down, and current flows through the surge protection circuit for the first time.
As shown in FIG. 8, the surge protection circuit can obtain a withstand voltage of 40V by arranging a diac (withstand voltage 25) and a 15V Zener diode in series with the surge protection circuit.
The breakdown voltage of the 15V Zener diode of this embodiment increases as in the case of the conventional surge protection circuit using only a Zener diode. However, since the breakdown voltage of the diac is decreased, there is little possibility of increase from the 40V point. Passing this point is instantaneous and the rise in breakdown voltage is small.

以上のように、この実施例では、耐圧の低いツェナーダイオードを用いても負荷を構成する電子回路に過大な電圧がかからず、負荷回路を構成する保護すべき半導体集積回路装置の耐圧に対応できるサージ保護回路を得ることが可能になる。
この車載電源と半導体集積回路装置とは自動車もしくは二輪車等に搭載され、前記半導体集積回路装置は、例えば、車載された電子機器を制御するマイコンであり、このマイコンは、実施例で説明したサージ保護回路によりサージ保護される。
As described above, in this embodiment, even if a Zener diode having a low withstand voltage is used, an excessive voltage is not applied to the electronic circuit that constitutes the load, and the withstand voltage of the semiconductor integrated circuit device that constitutes the load circuit is to be protected. A possible surge protection circuit can be obtained.
The in-vehicle power supply and the semiconductor integrated circuit device are mounted on an automobile or a two-wheeled vehicle, and the semiconductor integrated circuit device is, for example, a microcomputer that controls an on-vehicle electronic device. This microcomputer is the surge protection described in the embodiment. Surge protection is provided by the circuit.

本発明の一実施例である実施例1のダイアックとツェナーダイオードの電流−電圧特性を説明する特性図。The characteristic view explaining the current-voltage characteristic of the diac and Zener diode of Example 1 which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である実施例1に係るダイアックとツェナーダイオードとを直列に接続した回路の電流−電圧特性を示す特性図。The characteristic view which shows the current-voltage characteristic of the circuit which connected the diac and Zener diode which concern on Example 1 which is one Example of this invention in series. 本発明の一実施例である実施例1に係るサージ保護回路を接続し車載電源を接続した車載の電子機器の概略平面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view of a vehicle-mounted electronic device to which a surge protection circuit according to a first embodiment which is an embodiment of the present invention is connected and a vehicle power supply is connected. 図3のサージ保護回路を用いた時のサージ電圧波形及びクランプ時電圧波形を示す特性図。The characteristic view which shows the surge voltage waveform at the time of using the surge protection circuit of FIG. 3, and the voltage waveform at the time of a clamp. 本発明の一実施例である実施例1に係るサージ保護回路の接続方法を説明する回路図。The circuit diagram explaining the connection method of the surge protection circuit which concerns on Example 1 which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である実施例1で用いるダイアックの構造を示す概略断面図及びダイアックの記号を示す図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic sectional drawing which shows the structure of the diac used in Example 1 which is one Example of this invention, and the figure which shows the symbol of a diac. 本発明の一実施例である実施例2で説明するダイアックの電流−電圧特性を示す特性図及びツェナーダイオードの電流−電圧特性を示す特性図。The characteristic view which shows the current-voltage characteristic of the diac demonstrated in Example 2 which is one Example of this invention, and the characteristic figure which shows the current-voltage characteristic of a Zener diode. ダイアックとツェナーダイオードとを直列に接続した回路の電流−電圧特性を示す特性図。The characteristic view which shows the current-voltage characteristic of the circuit which connected the diac and the Zener diode in series.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・車載電源(バッテリー)
2・・・負荷回路
3・・・ダイアック
4・・・ツェナーダイオード
5・・・配線基板
10・・・サージ保護回路

1 ... In-vehicle power supply (battery)
2 ... Load circuit 3 ... Diac 4 ... Zener diode 5 ... Wiring board 10 ... Surge protection circuit

Claims (4)

電源と電子回路と並列に接続されたダイアックと、
前記電源と前記電子回路との間に接続され、前記ダイアックとは直列に接続され、且つ前記電源に対して逆電圧方向に接続されたツェナーダイオードとを具備し、
前記ダイアックの耐圧は前記電源の出力電圧以上に設定されており、前記ツェナーダイオードの耐圧は前記電源の出力電圧以上に設定され、且つ前記ダイアックの耐圧と等しいかこれより低く設定されていることを特徴とするサージ保護回路。
A diac connected in parallel with the power supply and the electronic circuit;
A zener diode connected between the power source and the electronic circuit, connected in series with the diac, and connected in a reverse voltage direction with respect to the power source;
The withstand voltage of the diac is set to be equal to or higher than the output voltage of the power source, the withstand voltage of the zener diode is set to be equal to or higher than the output voltage of the power source, and is set to be equal to or lower than the withstand voltage of the diac. Features a surge protection circuit.
前記電子回路は、半導体集積回路装置であることを特徴とする請求項1に記載のサージ保護回路。 The surge protection circuit according to claim 1, wherein the electronic circuit is a semiconductor integrated circuit device. 前記半導体集積回路装置は、マイコンであることを特徴とする請求項2に記載のサージ保護回路。 The surge protection circuit according to claim 2, wherein the semiconductor integrated circuit device is a microcomputer. 車載電源と半導体集積回路装置とを具備し、前記半導体集積回路装置は、車載された電子機器を制御するマイコンであり、前記マイコンは、請求項1に記載のサージ保護回路によりサージ保護されることを特徴とするサージ保護回路を搭載した自動車。

An in-vehicle power supply and a semiconductor integrated circuit device are provided, and the semiconductor integrated circuit device is a microcomputer that controls an on-vehicle electronic device, and the microcomputer is surge protected by the surge protection circuit according to claim 1. A car equipped with a surge protection circuit characterized by

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170373491A1 (en) * 2015-02-10 2017-12-28 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Circuit assembly for protecting a unit to be operated from a supply network against overvoltage
CN111463767A (en) * 2019-01-21 2020-07-28 广东美的制冷设备有限公司 Power supply protection circuit board and air conditioner

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170373491A1 (en) * 2015-02-10 2017-12-28 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Circuit assembly for protecting a unit to be operated from a supply network against overvoltage
US10511165B2 (en) * 2015-02-10 2019-12-17 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Circuit assembly for protecting a unit to be operated from a supply network against overvoltage
CN111463767A (en) * 2019-01-21 2020-07-28 广东美的制冷设备有限公司 Power supply protection circuit board and air conditioner
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