JP3060951U - サ―ジ電圧吸収回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の電子回路において接地端子間を直接接
続すると、個々の電子回路で発生したノイズ等が別の電
子回路にまで伝播してしまう。 【解決手段】 複数の回路の接地端子間をダイオードを
介して接続し、さらに細くて長い接続線を介して接続し
た。従って、簡易な構成によりノイズを遮断しつつサー
ジ電流のみを導通させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、サージ電圧吸収回路に関し、特に、容易にノイズ対策が可能である サージ電圧吸収回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年の電気製品は、一般に複数の電子回路を組み合わせて諸機能を発揮させる ことにより構成することが多く、この電子回路は一般にＩＣを含むプリント基板 にて構成され、多くの半導体デバイスを備えている。このような電子回路による 制御にはしばしばディジタル信号回路が使用されるが、これらの制御系は外部か ら飛び込み、または伝導するノイズにより誤動作を生じやすいという本質的な弱 みを持っている。

【０００３】 さらに電子回路は瞬時に発生するＥＳＤ（静電気放電）やＣＲＴアーク放電、 ラインダンプ試験等により生ずるサージ電流に弱く、このサージ電流は誤動作の 原因になるばかりでなく、半導体デバイス自体の劣化・破壊の原因となってしま う。そこで、従来は複数の回路の接地端子間を直接接続するなどして上記ＥＳＤ 等の対策を行っていた。

【０００４】 一方、特開平第１−２８０３４６号公報に開示されている技術においては、２ 系統以上の電源に接続されている複数の回路において、それらの複数の回路の各 素子のサージ電圧のエネルギー負担を分散させている。すなわち、２系統以上の 給電端子のうち独立した電源間または、電源と接地端子間とにダイオード素子を 挿入する。例えば、２系統以上の給電端子の高電圧側に同ダイオードのカソード を接続し、低電圧側にアノードを接続する。

【０００５】 上記のような構成においては、サージ電圧によって高電圧側端子の電圧が異常 に増大してダイオードがブレイクダウンするか、サージ電圧によって低電圧側端 子の電圧が上昇して同高電圧側端子の電圧より高くなるかすると、サージ電圧が かかっていない方にもサージ電流が流れる。従って、サージ電圧のエネルギー負 担が分散される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の技術においては、次のような課題があった。 すなわち、前者の技術のように接地端子間を直接接続すると個々の電子回路で 発生したノイズ等が別の電子回路にまで伝播してしまう。 また、後者の特開平第１−２８０３４６号公報に開示されている技術において は、複数の回路の電源間または、電源と接地端子間をダイオードを介して接続す るので、電源端子から進入するサージ電流には対応できたが、ＥＳＤ等により回 路に直接発生したサージ電流には対応できなかった。

【０００７】 本考案は、上記課題にかんがみてなされたもので、簡易な構成により回路間に ノイズは伝播させず、回路で発生したサージ電流を接地端子から逃がすことが可 能なサージ電圧吸収回路を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１にかかる考案は、複数の回路の接地端子間 で所定方向に所定値より大きな電圧が印加されたときのみに導通させる接地端子 間導通手段を具備し、同接地端子間でノイズは遮断し、サージ電流は上記所定方 向に流れることを可能とする構成としてある。

【０００９】 上記のように構成した請求項１にかかる考案においては、複数の回路の接地端 子間で所定方向に所定値より大きな電圧が印加されたときのみに導通させるよう にする。ここで、所定値より大きな電圧というのは上記複数の回路で発生するノ イズレベルより大きい電圧であり、このノイズレベルより大きな電圧が印加され たときのみに導通を図ることにより、上記接地端子間にはサージ電流のみが流さ れる。

【００１０】 ここで、接地端子間に所定方向に所定値より大きな電圧が印加されたときのみ に導通させる構成の具体例として、請求項２にかかる考案は、請求項１に記載の サージ電圧吸収回路において、上記接地端子間導通手段は、上記接地端子間にダ イオードを介装させる構成としてある。

【００１１】 上記のように構成した請求項２にかかる考案においては、上記接地端子間にダ イオードを介装させる。ダイオードは一般に順方向に対して例えばシリコンダイ オードにおいては約０．６Ｖの電圧が印加されたときに導通する。従って、０． ６Ｖ程度までのノイズであれば順方向であってもダイオードを介して導通されな い。また、接地端子は所定の一端子を接地して、さらに上記各接地端子間は共通 ＧＮＤ線にて接続する。この共通ＧＮＤ線は比較的細くて長い線で構成され、上 記０．６Ｖ以下程度のノイズが同共通ＧＮＤ線に流れたとしてもこの線を流れる 間に一般には減衰する。

【００１２】 ここで、サージ電圧のような大電圧が印加されると、大電圧にとって上記細く て長い接地間接続は大きな抵抗であるが、ダイオードが導通状態になるので同ダ イオードを介して容易に導通が図られる。従って、サージ電圧に基づく電流は接 地端子間のダイオードを介して所定方向に逃げていく。すなわち、ダイオードに よってノイズのみ遮断され、サージ電流は流される。

【００１３】 さらに、接地端子間においてノイズのみを遮断するのに好適な構成の具体例と して、請求項３にかかる考案は、請求項１に記載のサージ電圧吸収回路において 、上記接地端子間導通手段は、一方の接地端子から他方の接地端子へ整流する方 向と同他方の接地端子から一方の接地端子へ整流する方向とに双方向にダイオー ドを介装させる構成としてある。

【００１４】 上記のように構成した請求項３にかかる考案においては、上記接地端子間で双 方向にダイオードを介装させている。従って、上記のようにシリコンダイオード を使用した場合はどちらの端子からみても約０．６Ｖ以下のノイズは導通せず、 それ以上のサージ電流は導通することになる。

【００１５】 ここで、ノイズ電圧の大きさは必ずしも０．６Ｖ以下とは限らないので、より 広いノイズレベルに対応できると便利である。このようなときに便利な構成の具 体例として、請求項４にかかる考案は、請求項２〜請求項３のいずれかに記載の サージ電圧吸収回路において、上記接地端子間導通手段が備えるダイオードは、 複数のダイオードを直列に接続する構成としてある。

【００１６】 上記のように構成した請求項４にかかる考案においては、複数のダイオードを 直列に接続している。すなわち、例えばｎ個のダイオードを直列に接続したとき には０．６×ｎ（Ｖ）以下の電圧は遮断される。従って、直列に接続するダイオ ードの個数を変えることで遮断ノイズ電圧の上限が調節される。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、容易に複数の回路間でノイズを遮断しつつサー ジ電流のみを導通させることができる。 また、請求項２にかかる考案によれば、簡易な構成で、所定方向に所定値より 大きな電圧が印加されたときのみに導通させることができる。 さらに、請求項３にかかる考案によれば、簡易な構成で、ノイズのみを遮断す ることができる。 さらに、請求項４にかかる考案によれば、様々なレベルのノイズに対応可能と なり便利である。

【００１８】

【考案の実施の形態】

以下、図面にもとづいて本考案の実施形態を説明する。 図１は、本考案の一実施形態にかかるサージ電圧吸収回路を複数の回路ととも に示している。同図においてプリント基板Ｐ１上に回路Ｃ１，Ｃ２が構成されて おり、プリント基板Ｐ２上に回路Ｃ３が構成されている。回路Ｃ１は電源端子Ｖ １および接地端子Ｇ１を有しており、回路Ｃ２は電源端子Ｖ２および接地端子Ｇ ２、回路３は電源端子Ｖ３および接地端子Ｇ３を有している。

【００１９】 また、本実施形態においては接地端子Ｇ１が接地されており、接地端子Ｇ１と Ｇ２との間が二つのダイオードで双方向に接続されている。すなわち、ダイオー ド１０のカソードが接地端子Ｇ１に、アノードが接地端子Ｇ２に接続されており 、ダイオード１１のアノードが接地端子Ｇ１に、カソードが接地端子Ｇ２に接続 されている。接地端子Ｇ２とＧ３との間もダイオード１２，１３で双方向に接続 されている。さらに、これらの接地端子Ｇ１〜Ｇ３は比較的細くて長い線で構成 される共通ＧＮＤ線にて接続されており、０．６Ｖ以下程度のノイズレベルのも のは、ダイオード１０〜１３を介しては導通されずに、同共通ＧＮＤ線に流れた としても一般にはこの線を流れる間に減衰する。

【００２０】 上記構成において、回路Ｃ１にて図２（ａ）に示すようなノイズ２０およびサ ージ電圧３０が発生したときには、ノイズ２０はダイオード１１の導通を確保す る電圧である０．６Ｖより低いので、ダイオード１１を介して接地端子Ｇ２には 伝播しない。もちろんノイズ２０はダイオード１０のブレイクダウン電圧よりも 低いので、ダイオード１０を介しても伝播しない。結局ノイズ２０は接地端子Ｇ ２方向には伝播せず、接地部分より逃げていく。

【００２１】 サージ電圧３０は０．６Ｖより高いのでダイオード１１が導通し、サージ電圧 ３０のうち０．６Ｖを越える部分はＧ２方向へと伝播可能となる。従ってサージ 電圧３０が伝播してきたときには接地端子Ｇ２の電圧は図２（ｂ）のようになっ て、サージ電圧のように瞬間的に生じた高いエネルギーを分散させることができ る。

【００２２】 また、同様に回路Ｃ２にて、図２（ｄ）に示すようなノイズ２１およびサージ 電圧３１が発生したときには、ノイズ２１はダイオード１０の導通を確保する電 圧である０．６Ｖより低いので、ダイオード１０を介して接地端子Ｇ１に伝播し ない。上記と同様に、ダイオード１１を介してもノイズ２１は伝播しない。従っ てノイズ２１は上記共通ＧＮＤ線を介して接地方向に流れながら減衰する。サー ジ電圧３１のうち０．６Ｖを越える部分はダイオード１０を介して接地端子Ｇ１ 方向、およびダイオード１３を介して接地端子Ｇ３方向へと伝播可能となり、接 地端子Ｇ１により接地方向へと伝播する。従って、図２の（ｃ）のようになった サージ電圧の高いエネルギーを分散させることができる。

【００２３】 このように、上記構成においては、複数の接地端子間で発生したサージ電圧は 双方向に伝播することができる。しかし、必ずしも双方向に伝播可能に構成しな くてはならないわけではない。すなわち、回路によっては一方向にしかサージ電 圧を伝播させたくないこともあり、そのような構成としては、図３のように接地 端子間を一つのダイオードにて接続する。

【００２４】 このような構成においては、図３（ａ）のようなノイズとサージ電圧であれば 、順方向に０．６Ｖ以上のサージ電圧のみが伝播して図３（ｂ）のようになる。 また、図３（ｄ）のようなノイズとサージ電圧は逆方向であるので、サージ電圧 がダイオードのブレイクダウン電圧を越えない限り図３（ｃ）のように伝播しな い。

【００２５】 上述の実施形態においては、ダイオード固有の導通を確保する電圧である０． ６Ｖをしきい値として、それより低レベルのノイズを導通させるか否かが決定さ れていた。しかし、０．６Ｖよりも大きいノイズが予想されることもある。すな わち、図４（ａ）に示すノイズ２２とサージ電圧３２のように、ノイズ２２にお いて０．６Ｖを越える部分があることが考えられる。

【００２６】 かかる場合には図４（ａ）の０．６Ｖを超える部分が伝播して、図４（ｂ）に 示すようにサージ電圧３２以外にノイズ２２にもダイオードを伝播してしまう成 分がでてきてしまう。このようなノイズ伝播を防ぐのに好適な実施形態として、 接地端子間を２つの直列接続によるダイオードを介して接続することが考えられ る。ここで、一つのダイオードの導通を確保するのに０．６Ｖ必要であるので、 ２つのダイオードを直列接続した結果、導通を確保するのに１．２Ｖ必要になる 。

【００２７】 かかる構成において、図４（ｃ）に示すようなノイズ２３およびサージ電圧３ ３が発生したとする。このときノイズ２３の最大値は、０．６Ｖを越えてはいる が１．２Ｖは越えていない。従って、ノイズ２３はダイオードを介して伝播する ことはない。また、サージ電圧３３の最大値は１．２Ｖを越えているので、サー ジ電圧は伝播する。従って、ノイズを伝播させずにサージ電圧のエネルギーのみ を分散させることができる。

【００２８】 また、この構成においては、複数のダイオードを直列接続していたが、むろん 図２に示したようにダイオードにより接地端子間を双方向に接続したときにも、 この複数のダイオードの直列接続が適用できる。

【００２９】 このように、本考案では複数の回路の接地端子間をダイオードを介して接続し たので、簡易な構成によりノイズを遮断しつつサージ電流のみを導通させること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数の回路に本考案の一実施形態にかかるサー
ジ電圧吸収回路を適用した場合の回路図である。

【図２】接地端子間をダイオードにて双方向に接続した
ときのノイズとサージ電圧とを示す図である。

【図３】接地端子間を一つのダイオードにて接続したと
きのノイズとサージ電圧とを示す図である。

【図４】接地端子間を二つのダイオードにて接続したと
きのノイズとサージ電圧とを示す図である。

【符号の説明】

Ｃ１，Ｃ２…回路 Ｐ１，Ｐ２…プリント基板 １０〜１３…ダイオード ２０〜２３…ノイズ ３０〜３３…サージ電圧

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回路の接地端子間で所定方向に所
   定値より大きな電圧が印加されたときのみに導通させる
   接地端子間導通手段を具備し、同接地端子間でノイズは
   遮断し、サージ電流は上記所定方向に流れることを可能
   とすることを特徴とするサージ電圧吸収回路。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のサージ電圧吸収回
   路において、 上記接地端子間導通手段は、上記接地端子間にダイオー
   ドを介装させることを特徴とするサージ電圧吸収回路。
3. 【請求項３】 上記請求項１に記載のサージ電圧吸収回
   路において、 上記接地端子間導通手段は、一方の接地端子から他方の
   接地端子へ整流する方向と同他方の接地端子から一方の
   接地端子へ整流する方向とに双方向にダイオードを介装
   させることを特徴とするサージ電圧吸収回路。
4. 【請求項４】 上記請求項２〜請求項３のいずれかに記
   載のサージ電圧吸収回路において、 上記接地端子間導通手段が備えるダイオードは、複数の
   ダイオードを直列に接続することを特徴とするサージ電
   圧吸収回路。