JP3253324B2 - サージ保護回路方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有線の電気通信回線に
接続して電気通信機能を実現する通信端末機器のうち商
用電源を利用する機器のサージ保護回路方式に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】商用電源を利用する通信端末機器におい
ては、商用電源用架空線や通信回線用架空線を通じて飛
来、誘導する雷サージ等や、商用電源を利用する他の機
器類を通じて混入するサージ性のＡＣノイズや、人体等
を通じて印加、放電される静電ノイズ等による破壊から
の保護、機器類の誤動作に対する保護が必須である。こ
れは、これらのサージノイズが大地と商用電源との間、
あるいは、大地と通信回線との間に同相（コモンモー
ド）で混入しやすく、一方で混入したノイズが機器類内
部回路を通して他方の大地アース、すなわち商用電源線
にあっては柱上トランスのアース、通信回線にあっては
他端の通信アースに向かって流れる電流サージとなり易
く、従ってこれらの種類の端末機器にあっては他種類の
電子機器に比べてサージ保護に対する一層の配慮が必要
だからである。さらに言えば、通信回線を利用する機器
にあっては、通信用アースを大地との間で接続して通信
に供する場合もあり、この観点からもサージ保護に対す
る考慮が重要である。

【０００３】以上述べたサージ保護に対応するための一
般的なサージ保護回路方式は、従来、図２に示すような
ものであった。

【０００４】図２において、商用電源ラインには、大地
アースＥＲ１に接続される商用電源（例えばＡＣ１００
Ｖ）１を入力するための投入スイッチ２及びヒューズ３
が介挿されており、これら投入スイッチ２及びヒューズ
３を介して商用電源が直流電源回路４に供給される。直
流電源回路４は、商用電源を機器内部に必要な直流電圧
源に変換するものである。また、通信機能を実現するた
めの通信回線インタフェース回路５が図２に等価的に示
した通信回線６と接続されている。通信回線６は、相手
側通信端末機器を介して大地アースＥＲ１に接続されて
いる。なお、直流電源回路４からの出力電圧や、機器内
部の回路（例えば通信回線インタフェース回路５）は、
機器筐体等に接続されているフレーム／信号アースＥＲ
２を基準としている。

【０００５】なお、通信端末機器は保安／通信アース端
子Ｅを備え、この保安／通信アース端子Ｅを介して、大
地アースＥＲ１とフレーム／信号アースＥＲ２とを接続
可能になされている。

【０００６】このように商用電源１及び通信回線６に接
続されている通信端末機器は、上述した理由によって、
サージ保護構成たるサージ吸収／放電回路１０を備え
る。サージ吸収／放電回路１０は、３極避雷管１１と４
個のバリスタ１２〜１５とから構成されている。３極避
雷管１１の両極はそれぞれ、バリスタ１２又は１３を介
して各商用電源ラインに接続されている。３極避雷管１
１の格子は、バリスタ１４及び１５を介して各通信回線
ラインに接続されている。３極避雷管１１は、両極間の
電圧が外来サージ等によって所定電圧値以上になったと
きや一方の極と格子との電圧が外来サージ等に所定電圧
値以上になったときに放電を行なうものであり、かかる
放電によって電圧が所定電圧値以下になったときに放電
を停止して電流路を遮断するものである。バリスタ１２
及び１３は、商用電源の続流による放電持続を防止する
ためのものであり、バリスタ１４及び１５は、通信回線
６からの一定値以上のサージを吸収するためのものであ
る。

【０００７】なお、３極避雷管１１の格子と通信回線側
バリスタ１４、１５との接続ラインＳＧは、後述するよ
うに、外来サージ電流を流す電流ルートであり、この従
来例の場合、フレーム／信号アースＥＲ２に、従って保
安／通信アース端子Ｅに接続されている。

【０００８】以上の構成における基本的なサージ吸収、
放電原理は以下の通りである。すなわち、商用電源ライ
ンに大地との間で同相に混入した外来サージは、商用電
源側のバリスタ１２、１３と、３極避雷管１１と、通信
回線側のバリスタ１４、１５とを順に介して通信回線６
の大地アースＥＲ１に向かって外来サージ電流となって
吸収される。また、通信回線ラインに大地との間で同相
に混入した外来サージは、通信回線側のバリスタ１４、
１５と、３極避雷管１１と、商用電源側のバリスタ１
２、１３とを順に介して商用電源１の大地アースＥＲ１
に向かってサージ電流となって吸収される。従って、ラ
インＳＧが外来サージ電流を流す電流ルートとなる。

【０００９】なお、商用電源ライン間又は通信回線ライ
ン間にノーマルモードで混入する外来サージについて
は、商用電源側のバリスタ１２、１３や、３極避雷管１
１や、あるいは、通信回線側のバリスタ１４、１５によ
って吸収、放電されることは言うまでもない。

【００１０】サージ吸収／放電回路としては、図２に示
した回路１０の他、従来、これに類似する回路も種々採
用されている。すなわち、図２における３極避雷管１１
をバリスタ対や、直列接続された２個の２極放電管に置
換したものや、図２における通信回線側バリスタ１４、
１５を１個の３極避雷管に置換したもの等が提案されて
いる。これらは、外来サージに対しては全て図２に示し
たものと同様に作用し、同様な効果を得るものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来方式では、保安／通信アース端子Ｅを大地アース
に接続している状態で、大地との間に同相で混入する外
来サージに対する動作の安定性に問題があった。

【００１２】通常、図２に示すように、外来サージ電流
の電流ルートＳＧは、機器のフレーム／信号アースＥＲ
２と接続されているため、同相で大地との間に混入され
た外来サージに対しては、サージ電流がフレーム／信号
アースＥＲ２を経由して流れる結果となり機器の内部動
作の安定性に影響を及ぼす場合がある。これを避けるた
め、外来サージの電流ルートＳＧを機器内部の信号アー
スから遠ざけて独立した配線とする試みもあるが、大規
模な通信端末機器では信号アース線が複雑であり、ま
た、小規模な通信端末機器においては独立した配線が困
難なこともあって信号アース線と同電位に接続されてい
る限りでは良好な結果を得られない場合がある。そこ
で、外来サージ電流のルートＳＧを完全に信号アースと
分離する構成が考えられるが、この場合、通信／保安ア
ース端子Ｅが大地に接続されている状態では、大地との
間で同相に混入した外来サージが放電している間の外来
サージ電流ルートＳＧの電位は、通信／保安アース端子
Ｅに対してバリスタ１２、１３の放電時の電圧値を差し
引いた値となり、依然として大電位であるため、ライン
ＳＧ−保安／通信アース端子Ｅ間や、直流電源回路４の
内部や、通信回線インタフェース回路５の内部での絶縁
破壊等を引きおこす可能性がある。

【００１３】なお、以上の問題点は、上述したように、
図２における３極避雷管１１をバリスタ対等に置換した
場合や、通信回線側バリスタ１４、１５を３極避雷管等
に置換した場合でも、同様に生じる欠点であった。

【００１４】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、保安／通信アース端子を大地アースに接続す
る接続しないに拘らず、外来サージ電流による破壊や誤
動作を防止することができるサージ保護回路方式を提供
しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、商用電源を利用する通信端末機
器のサージ保護回路方式であって、商用電源ラインに外
来サージが混入したときに外来サージ電流ルートを介し
て通信回線側の大地アースに外来サージ電流を流すと共
に、通信回線ライン側に外来サージが混入したときに上
記外来サージ電流ルートを介して商用電源側の大地アー
スに外来サージ電流を流すようにしたサージ保護回路方
式において、上記商用電源ラインに接続される一方の極
と、フレーム／信号アース及び保安／通信アース端子に
接続される他方の極と、上記サージ電流の電流ルートを
介して上記通信回線ラインに接続される格子とからなる
３極避雷管を備えるようにした。

【００１６】

【作用】いずれの側に外来サージが混入された場合で
も、サージ電流は、商用電源に接続された一方の極と、
通信回線に接続された格子との間を流れ、通信端末機器
内部のフレーム／信号アース側に流れることはない。す
なわち、外来サージ電流ルートと通信端末機器内部のフ
レーム／信号アースとを、３極避雷管に対する本発明に
よる接続方法によって、完全に分離することができる。
従って、外来サージ電流による機器の破壊や機器内部の
誤動作を防止することができる。またこのように、外来
サージ電流ルートと通信端末機器内部のフレーム／信号
アースとを完全に分離できる結果、フレーム／信号アー
スを保安／通信アース端子を介して大地に接続するしな
いに拘わらず、良好なサージ保護機能を実現することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて詳述
する。ここで、図１は、この実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１８】図２との同一、対応部分に同一符号を付し
た図１に示すように、この実施例の場合、サージ吸収／
放電回路２０の構成が従来とは異なり、通信端末機器の
商用電源１との接続構成や通信回線６との接続構成は、
当然に従来と同様である。すなわち、商用電源１は投入
用のスイッチ２及びヒューズ３を介して直流電源回路４
に接続されており、通信回線６は通信回線インタフェー
ス回路５によって通信端末機器と接続されている。

【００１９】この実施例のサージ吸収／放電回路２０
も、３極避雷管２１と４個のバリスタ２２〜２５とから
構成されている。しかし、接続の仕方が従来とは異な
る。３極避雷管２１の一方の極は、一端が一方の商用電
源ラインに接続されているバリスタ２２、２３の他端に
接続されている。３極避雷管２１の他方の極は、フレー
ム／信号アースＥＲ２に接続されており、このフレーム
／信号アースＥＲ２は大地アースＥＲ１に接続され得る
保安／通信アース端子Ｅに接続されている。３極避雷管
２１の格子は、サージ電流の電流ルートＳＧを介し、さ
らにバリスタ２４及び２５を介して各通信回線ラインに
接続されている。

【００２０】従って、サージ電流の電流ルートＳＧは、
フレーム／信号アースＥＲ２から完全に分離独立されて
いる。この実施例は、このようなサージ電流の電流ルー
トＳＧをフレーム／信号アースＥＲ２から完全に分離独
立させていること、及び、上述したようにフレーム／信
号アースＥＲ２（従って、保安／通信アース端子Ｅ）と
外来サージ電流ルートＳＧとの間に３極避雷管２１を介
挿していることに特徴を有するものである。

【００２１】この実施例の上述した３極避雷管２１も、
両極間の電圧が外来サージ等によって所定電圧値以上に
なったときや一方の極と格子との電圧が外来サージ等に
所定電圧値以上になったときに放電を行なうものであ
り、かかる放電によって電圧が所定電圧値以下になった
ときに放電を停止して電流路を遮断するものである。ま
た、バリスタ２２及び２３も、商用電源の続流による放
電持続を防止するためのものであり、バリスタ２４及び
２５も、通信回線６からの一定値以上のサージを吸収す
るためのものである。

【００２２】以上の構成において、商用電源ラインに大
地との間で同相に混入した外来サージは、この実施例の
場合も、商用電源側のバリスタ２２、２３と、３極避雷
管２１と、通信回線側のバリスタ２４、２５とを順に介
して通信回線６の大地アースＥＲ１に向かってサージ電
流となって吸収される。また、通信回線ラインに大地と
の間で同相に混入した外来サージも、通信回線側のバリ
スタ２４、２５と、３極避雷管２１と、商用電源側のバ
リスタ２２、２３とを順に介して商用電源１の大地アー
スＥＲ１に向かってサージ電流となって吸収される。

【００２３】従って、上述した実施例によれば、外来サ
ージ電流ルートＳＧを保安／通信アース端子Ｅに接続さ
れているフレーム／信号アースＥＲ２から完全に分離し
ているので、保安／通信アース端子Ｅに大地アースＥＲ
１が接続されているといないとに拘らず、サージ電流が
フレーム／信号アースＥＲ２を経由して、機器の内部動
作の安定性に影響を与えることがなくなる。また、保安
／通信アース端子Ｅが大地アースＥＲ１に接続されてい
る場合も、同相で大地との間に混入した外来サージに対
して３極避雷管２１の放電によって確実にサージ吸収を
行なうことができる。

【００２４】因みに、従来、同様な効果を得ようとした
場合には、全体の構成が複雑かつ高価なものとなってい
たが、この実施例の場合には、従来も存在していた３極
避雷管２１に対する各種ラインの接続を変更するだけで
上述した効果を得ることができ、全体として、回路の簡
略化及び低コスト化を実現することができる。

【００２５】なお、図１における３極避雷管２１の代り
に、２極放電管を２個直列に接続しても良く、また、バ
リスタ対等を同様に配置しても良く、同様の効果を得る
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、３極避
雷管に対する上述した接続方法によって、外来サージ電
流ルートと通信端末機器内部のフレーム／信号アースと
を完全に分離することができるため、外来サージ電流に
よる機器の破壊や機器内部の誤動作を防止することがで
きる。また、フレーム／信号アースを保安／通信アース
端子を介して大地に接続するしないに拘わらず、良好な
サージ保護機能を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のサージ保護回路方式を示すブロック図
である。

【図２】従来のサージ保護回路方式を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１…商用電源、６…通信回線、２０…サージ吸収／放電
回路、２１…３極避雷管、２２〜２５…バリスタ、ＥＲ
１…大地アース、ＥＲ２…フレーム／信号アース、Ｅ…
保安／通信アース端子、ＳＧ…外来サージ電流ルート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 赤穂 隆雄 (56)参考文献 特開 昭59−28836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 9/06 H02H 7/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を利用する通信端末機器のサー
   ジ保護回路方式であって、商用電源ラインに外来サージ
   が混入したときに外来サージ電流ルートを介して通信回
   線側の大地アースに外来サージ電流を流すと共に、通信
   回線ライン側に外来サージが混入したときに上記外来サ
   ージ電流ルートを介して商用電源側の大地アースに外来
   サージ電流を流すようにしたサージ保護回路方式におい
   て、 上記商用電源ラインに接続される一方の極と、フレーム
   ／信号アース及び保安／通信アース端子に接続される他
   方の極と、上記サージ電流の電流ルートを介して上記通
   信回線ラインに接続される格子とからなる３極避雷管を
   備えたことを特徴とするサージ保護回路方式。