JP3063526U - サ―ジ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課 題】 サージ発生装置に関し、本装置の放電出力
波形を電気的にフローティングを維持し、被試験物に放
電する必要がある。しかもそれを低価格で実現する必要
がある。 【解決手段】 高電圧をコンデンサＣに充電する際、充
電ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ２をＯＮ位置で充電し、充電
完了後ＯＦＦ位置に切換えることでコンデンサＣの電荷
を電気的にフローティングの状態を維持することができ
るスイッチ手段により、フローティングの状態で被試験
物に電荷を放電することを可能にした。 【効果】従来のように高圧発生回路全体をフローティン
グにする必要が無く、高圧発生の主要部品、特に電源ト
ランスにアイソレーショントランスを使用する必要が無
く、装置全体のコストを大きく削減することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はサージ発生装置に関し、コンデンサに充電した電荷をスイッチ操作に 応じて負荷となる被試験物（電子機器等）に放電する機能及びその構成を備えた サージ発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

サージ試験は雷試験とも言われ、被試験物となる電子機器等に対し高電圧約１ ５ｋＶの電荷を放電し、その放電の結果、電子機器に与える影響を調べることを 目的とするもので、サージ電圧の大きさやサージ波形の形態等は、電子機器の種 類により異なり、安全規格やイミュニティ規格により定められている。 図３は従来のサージ発生装置の主要電子回路の一例である。 通常高電圧を電子機器に放電させるには、電子機器を通電し通常の動作状態で 放電の実施をすることが同様に安全規格やイミュニティ規格上定められている。 また、サージ試験器側、つまり高圧を発生させる側の電子回路は電気的にフロ ーティングである必要がある。 ここでフローティングとは、電気的に例えば数百〜数千ＭΩ以上の絶縁抵抗値 を有する高絶縁特性を言い、サージ発生装置においては、放電出力（サージ出力 ）端子を含め接続される電子回路全体が、装置の筐体アース（グランド）電位や 、或いは装置の電源トランス等の絶緑抵抗を通して電源（商用電源）ラインのア ース（地中）電位に対し高絶縁特性を維持されている状態を言う。 サージ発生装置がなぜフローティング状態で被試験物にサージ電圧を発生する 必要があるのかを図４に沿って説明する。 今サージ発生装置（１３）及びその被試験物（２０）の入力電源（１８）、（ １９）は通常商用電源のＡＣ１００Ｖのラインから得ている。 ＡＣ１００Ｖのラインは柱上トランス（１６）により６０００Ｖの高圧を１０ ０Ｖにステップダウンして一般に供給されている。 また、ＡＣ１００Ｖの一端はアース（１７）が取られている。 この状態でサージ発生器（１３）の放電出力端子（１４）及び（１５）により 被試験物の電源入力端子（１８）及び（１９）に放電し試験する場合、次のよう な問題が発生する。 即ち、サージ発生装置の放電出力端子の一方（１５）は筐体のアースを通して アースされているか、或いは電源トランス（２）の１次側および２次側の間の低 い絶縁抵抗を通してアースされることになるので、サージ発生装置（１３）の出 力端子（１５）を通して柱上トランス（１６）の２次側とＡＣ１００Ｖのライン との間で短絡ループ（２２）を構成することになる。 その結果、正しい放電試験が実施できないことになる。 従って、サージ試験器の出力端子は両端子共にサージ試験器の筐体アースや、 電源トランス等の絶縁抵抗を通したアースから切り離し、フローティングの状態 で被試験物に出力を放電し試験する必要がある。 図５は上記短絡閉ループを構成しないように被試験物（２０）の入力電源側に １次側および２次側の絶縁抵抗が極めて高い特殊なアイソレーショントランス（ 絶緑トランス）（２１）を挿入し、ＡＣ１００Ｖラインのアース（１７）と端子 （１５）を経由し短絡閉ループ（２２）を構成するのを回避する方法が一般的に 取られている。図５はその一例である。 また更に他の方法で目的を達成することが可能であり、その方法はサージ発生 装置（１３）の電子回路全体が筐体に対し高い絶縁抵抗を維持することができる ように電子回路の実装上の工夫や、電子部品の厳選をし、特に図３の高圧を発生 させる為の電源トランス（２ｉ）に高価なアイソレーション・トランスを使用す ることで同様にフローティング状態を実現することが可能である。 しかし、この方法ではサージ発生装置全体が極めて高価にしてしまうと言う問 題がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来のサージ発生装置は、電子回路上の工夫や電子回路の実装上の工 夫により、如何に電子回路全体を高絶縁特性を確保し、フローティング状態を維 持するかが課題であり、また高絶縁特性を有する高価なスイッチ類の効率的な使 用の工夫や、特に電源トランスの１次巻線と２次巻線間の高絶縁特性の向上を、 できるだけ低価格で実現することが装置全体のコストを下げることになり、どの ような手段でそれを実現するかが課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の本考案の装置は、高圧を発生さ せる為の交流電力を供給する電源トランス（２）と、電源トランスから供給され る電圧を整流する整流器（Ｄ１，Ｄ２）と、整流器からの出力電圧の極性を選択 する極性切換えスイッチ（Ｓ１）と、電荷を蓄えるコンデンサ（Ｃ）と、充電電 圧の極性切換えスイッチを通し、電圧をコンデンサ（Ｃ）に印加し、充電ＯＮ， ＯＦＦさせるスイッチ（Ｓ２）と、コンデンサ（Ｃ）に充電した電荷を負荷に放 電ＯＮ、ＯＦＦするスイッチ（Ｓ３）から構成することを特徴とするサージ発生 装置を提供する。 また請求項２に記載の本考案の装置は、請求項１においてコンデンサ（Ｃ）に 充電した電荷を負荷に放電する際、コンデンサの電荷を電気的にフローティング の状態を維持することを特徴とするサージ発生装置を提供するものである。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図面を参照しながら、以下に本考案の実施の形態を詳細に説明する。 図１は本考案を実施したサージ発生装置の一実施の形態を示す回路図である。 高圧電源を供給する為の電源トランス（２）の一次側には商用電源からの電圧 （１）ＡＣｉｎが印可され、２次側からは、整流し最終的に必要な直流電圧、例 えば１５ｋＶが得られる巻き線比によりステップアップし、その２次側電圧を、 整流ダイオード（Ｄ１）または（Ｄ２）によりプラスまたはマイナスの整流出力 を得、電圧極性切換えスイッチ（Ｓ１）により必要な極性を選択する。 選択された極性の電圧を充電用のコンデンサ（Ｃ）の両端に各々直列に挿入さ れた充電ＯＮ、ＯＦＦスイッチ（Ｓ２）を介してＯＮにし、直列抵抗（ＲＳ）を 通してコンデンサ（Ｃ）に電荷を充電する。 充電時には放電ＯＮ、ＯＦＦのスイッチはＯＦＦの状態を保つ必要がある。 充電完了後、充電スイッチ（Ｓ２）はＯＦＦに設定する。 次にコンデンサ（Ｃ）に充電された電荷は、コンデンサ（Ｃ）の両端に各々直 列に接続された放電ＯＮ、ＯＦＦスイッチ（Ｓ３）をＯＮすることにより、コン デンサ（Ｃ）に充電された電荷を負荷（電子機器）に放電することができる。 これがサージ発生である。 図２は図１の出力に接続される波形整形回路で、コンデンサ（Ｃ）からの電荷 を図２のコイル（Ｌ），抵抗器（Ｒ１〜Ｒ３）および直列コンデンサ（Ｃｏ）の ネットワークを通し、放電電荷をパルス状の波形に整形し、実際には被試験物で ある電子機器に放電され試験が実行される。 これらのＬ，Ｃｏ，Ｒ１〜Ｒ３から成るネットワークは要求される被試験物に 対する安全規格やイミュニティ規格により放電パルスの波形が異なり、その規格 の要求するパルスの波形となるよう、Ｌ，Ｃｏ，Ｒ１〜３の定数が決定される。

【０００６】

【考案の効果】

従来のサージ試験装置の回路構成は、その一例を図３に示すように高電圧を供 給する為の電源トランス（２ｉ）を含め、電子回路全体をフローティングにし実 現していたため、装置全体のコストが極めて高価なものと成っていた。 それに対し、本願考案は装置の電子回路全体をフローティングにすることはし ないで、高電圧の電荷を放電するコンデンサ（Ｃ）を、放電動作をする時のみ他 の電子回路から完全に切り離し、電気的にフローティングにした状態で電荷を放 電することができる電子回路を実現し、目的を達成した。 従って本願考案は、従来のように高電圧を供給する為の電源トランス（２ｉ） に、高絶縁特性を必要とする特殊で、かつ極めて高価なアイソレーショントラン スを使用する必要がなく、通常の一般的な電気特性を満足すれば足りるような低 価格の電源トランスを使用することで、充分目的を達成することができる。 よって、サージ試験装置として全体のコストが、従来の装置に比較し、約１／ ３以下に低減することを可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のサージ発生装置の一例。

【図２】サージ発生装置の波形整形回路の一例を示す
図。

【図３】従来のサージ発生装置。

【図４】フローティングの必要性を説明する図。

【図５】短絡ループの回避の一例を示す図。

【符号の説明】

１： 交流電源入力 ２： 通常の電源トランス ２ｉ： アイソレーション・トランス ３： 整流器Ｄ１．Ｄ２： 整流用ダイオード ７，８： 出力 １３： サージ発生装置 １４： ±放電出力端子 １５： ±放電出力端子アース側 １６： 柱上トランス １７： ＡＣ１００Ｖ側のアース １８，１９： 被試験物商用電源入力端子 ２０： 被試験物（電子機器） ２２： 短絡閉ループ ２１： 絶縁トランス（１：１） Ｓ１： 極性切換えスイッチ Ｓ２： 充電ＯＮ、ＯＦＦスイッチ Ｓ３： 放電ＯＮ，ＯＦＦスイッチ Ｌ： コイル Ｃ： コンデンサ Ｃｏ： 直列コンデン ＲＳ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３： 抵抗器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電力を供給するための電源トランス（２）
   と、 前記電源トランスから供給される電圧を整流する整流器
   （Ｄ１，Ｄ２）と、 前記整流器からの出力電圧の極性を選択する極性切換え
   スイッチ（Ｓ１）と、 コンデンサ（Ｃ）と、 前記極性切換えスイッチを通し、電圧をコンデンサ
   （Ｃ）に充電ＯＮ，ＯＦＦさせるスイッチ（Ｓ２）と、 前記コンデンサ（Ｃ）に充電した電荷を負荷に放電する
   ＯＮ、ＯＦＦするスイッチ（Ｓ３）から構成することを
   特徴とするサージ発生装置
2. 【請求項２】前記コンデンサ（Ｃ）に充電した電荷を前
   記負荷に放電する際、前記コンデンサ（Ｃ）の電荷が電
   気的にフローティングの状態を維持することを特徴とす
   る請求項１記載のサージ発生装置