JP3150369U

JP3150369U - 自動車用のサージ抑制装置

Info

Publication number: JP3150369U
Application number: JP2009001041U
Authority: JP
Inventors: 山崎　努; 努山崎
Original assignee: アクソンデータマシン株式会社
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2019-02-26

Abstract

【課題】サージ電圧に対して電装品を保護する自動車用のサージ抑制装置を提供する。【解決手段】入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２の間に電圧クリップ回路１１、ローパスフィルタ回路１２を介装し、電圧クリップ回路１１は、ツェナダイオードＺＤ、バリスタＶＲ１の並列回路とし、ローパスフィルタ回路１２は、コイルＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１〜Ｃ３によるπ形回路とする。【選択図】図１

Description

この考案は、自動車に搭載する電装品をサージ電圧から保護するために使用する自動車用のサージ抑制装置に関する。

自動車に搭載する電装品は、電源ラインに発生するサージ電圧から有効に保護する必要がある。

そこで、自動車用の電源サージ抑制装置が提案されている（特許文献１）。このものは、電装品の電源ラインにＰチャンネルのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を直列挿入し、電源ラインに過大なサージ電圧が発生すると、ＦＥＴの出力電圧を絞り込むことにより、電装品をサージ電圧から保護することができる。なお、このものは、自動車の電源ラインに発生するサージ電圧の持続時間が数１００ｍＳと長いため、ツェナダイオードによるエネルギ吸収が容易でないことから提案されたものである。

特開２００６−１６６６４４号公報

かかる従来技術によるときは、電装品の電源ラインに半導体素子のＦＥＴが直列挿入されているから、過電流に弱く、電装品の故障や、整備作業中の作業ミス等による一過性の短絡事故などによっても致命的な損傷を受け易いという問題がある。

そこで、この考案の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ツェナダイオードとバリスタとにより電圧クリップ回路を形成することによって、サージ電圧に対して電装品を有効に保護することができる上、一過性の短絡事故などの過電流にも十分耐え得る自動車用のサージ抑制装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの考案の構成は、バッテリからの電源ラインに接続する入力端子と、電装品の電源端子に接続する出力端子と、共通の接地端子とを備えてなり、入力端子、出力端子の間には、ツェナダイオードとバリスタとの並列回路からなる電圧クリップ回路を介装することをその要旨とする。

なお、電圧クリップ回路の後段には、コイルとコンデンサとによるπ形回路のローパスフィルタ回路を付設してもよい。

かかる考案の構成によるときは、入力端子、出力端子の間に介装する電圧クリップ回路は、入力端子、出力端子の間にＦＥＴのような半導体素子を直列挿入することがなく、したがって、過電流耐量が大きいため、一過性の短絡事故などの過電流に十分耐えることができる。なお、電圧クリップ回路は、電源ラインに重畳して到来するサージ電圧をツェナダイオードによって適切な電圧レベルにクリップするとともに、バリスタによってそれを減衰させることにより、電源ラインに接続される電装品を有効に保護することができる。

すなわち、ツェナダイオード、バリスタの並列回路によって形成する電圧クリップ回路は、ツェナダイオードにより高速低エネルギのサージ電圧を所定のツェナ電圧レベルにクリップし、バリスタにより低速高エネルギのサージ電圧を所定のバリスタ電圧レベルに減衰させることによって、過大なサージ電圧が出力端子側に送出されることを阻止することができる。なお、ツェナダイオードのツェナ電圧は、バリスタのバリスタ電圧より低く設定することが好ましい。

電圧クリップ回路の後段に付設するローパスフィルタ回路は、サージ電圧をクリップし、減衰させた後に残される有害な高周波成分を除去する。なお、ローパスフィルタ回路は、コイル、コンデンサによるπ形回路とすることにより、回路構成を最も単純にして低コストを実現することができる。

全体構成回路図使用状態回路図部品定数表動作特性説明線図

以下、図面を以って考案の実施の形態を説明する。

自動車用のサージ抑制装置１０は、前段の電圧クリップ回路１１、後段のローパスフィルタ回路１２を入力端子Ｔ1 、出力端子Ｔ2 の間に介装してなる（図１）。なお、サージ抑制装置１０には、入力端子Ｔ1 側、出力端子Ｔ2 側に共通の接地端子Ｅが設けられている。

電圧クリップ回路１１は、入力端子Ｔ1 、接地端子Ｅの間にツェナダイオードＺＤ、バリスタＶＲ1 を並列接続して形成されている。また、ローパスフィルタ回路１２は、入力端子Ｔ1 、出力端子Ｔ2 の間に直列接続するコイルＬ1 、Ｌ2 に対し、入力端子Ｔ1 、コイルＬ1 、Ｌ2 の接続点、出力端子Ｔ2 と接地端子Ｅとの間にそれぞれ接続するコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を組み合わせることにより、２段のπ形回路を構成して形成されている。

入力端子Ｔ1 は、自動車に搭載するバッテリＢのプラス極からの電源ラインＢＬに接続され（図２）、出力端子Ｔ2 は、電装品Ｋのプラス側の電源端子Ｋ1 に接続される。バッテリＢのマイナス極は、シャーシに接地され、電装品Ｋのマイナス側の電源端子Ｋ2 は、サージ抑制装置１０の接地端子Ｅを経てシャーシに接地される。なお、サージ抑制装置１０は、入力端子Ｔ1 、出力端子Ｔ2 、接地端子Ｅを外部に備える一体のケースに収納されている。

かかる構成のサージ抑制装置１０は、たとえば図３のように部品定数を設定するとき、図４のサージ抑制効果が得られた。ただし、図４（Ａ）は、バッテリＢからの電圧１２ＶＤＣの電源ラインＢＬに重畳するサージ電圧波形であって、波高値７２．８Ｖ、立上り時間１ｍＳ、持続時間４６５ｍＳ、幅１４８ｍＳである。一方、図４（Ｂ）は、電装品Ｋの電源端子Ｋ1 、Ｋ2 におけるサージ電圧波形であり、波高値３１．６Ｖ、立上り時間１ｍＳ、持続時間４７７ｍＳ、幅２４８ｍＳである。図４（Ｂ）の波形は、ツェナダイオードＺＤ、バリスタＶＲ1 の電圧クリップ回路１１により波高値が適正にクリップされているばかりでなく、コイルＬ1 、Ｌ2 、コンデンサＣ1 〜Ｃ3 によるローパスフィルタ回路１２により、有害な高周波成分が完全に除去されている。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）において、持続時間は、波高値の０．９〜０．１倍の電圧値に対応する時間幅を示し、幅は、波高値の０．５倍の電圧値相当の時間幅を示す。

以上の説明において、サージ抑制装置１０は、後段のローパスフィルタ回路１２を省略し、前段の電圧クリップ回路１１だけでも、十分実用可能である。

なお、電圧クリップ回路１１のツェナダイオードＺＤは、複数個を直列接続して所定のツェナ電圧を実現してもよい。また、ローパスフィルタ回路１２のコイルＬi （ｉ＝１、２…）、コンデンサＣi （ｉ＝１、２…）は、２段以上のπ形回路に構成してもよく、たとえばkHz オーダの遮断周波数を有するバターワースフィルタ、チェビシェフフィルタなどを構成する定数に設定してもよい。

Ｂ…バッテリ
ＢＬ…電源ライン
Ｋ…電装品
１０…サージ抑制装置
Ｔ1 …入力端子
Ｔ2 …出力端子
Ｅ…接地端子
Ｋ1 、Ｋ2 …電源端子
ＺＤ…ツェナダイオード
ＶＲ1 …バリスタ
Ｌi （ｉ＝１、２…）…コイル
Ｃi （ｉ＝１、２…）…コンデンサ

実用新案登録出願人アクソンデータマシン株式会社
代理人弁理士松田忠秋

Claims

バッテリからの電源ラインに接続する入力端子と、電装品の電源端子に接続する出力端子と、共通の接地端子とを備えてなり、前記入力端子、出力端子の間には、ツェナダイオードとバリスタとの並列回路からなる電圧クリップ回路を介装することを特徴とする自動車用のサージ抑制装置。
前記電圧クリップ回路の後段には、コイルとコンデンサとによるπ形回路のローパスフィルタ回路を付設することを特徴とする請求項１記載の自動車用のサージ抑制装置。