JP3260460B2 - 過電圧印加防止回路 - Google Patents
過電圧印加防止回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/08—Overvoltage arresters using spark gaps structurally associated with protected apparatus
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Description
圧(雷サージなど)を電気機器に印加することを防止す
るための過電圧印加防止回路に関する。
場合、AC電源に雷サージなどの異常過電圧が生じる
と、電気機器を構成する素子などを破損するおそれがあ
る。そこで従来は、アレスタを用いて電気機器を過電圧
から保護していた。
電圧印加を防止する構成を示す図である。図中、1は電
気機器、2はACプラグ、3はACコンセントである。
そしてACプラグ2をACコンセント3に挿着すると、
AC電源の電力が電気機器1へと供給される。ここで、
ACプラグ2のAC極2a,2bは、アレスタ4,5を
それぞれ介してACプラグ2のフレームグランド(F
G)極2cに接続されている。ACコンセント3のFG
端子3aは接地されており、ACプラグ2をACコンセ
ント3に挿着した状態においては、ACプラグ2のFG
極2cは接地される。
ACプラグ2のAC極2a,2bのいずれかからその過
電圧が印加されると、アレスタ4,5のいずれかが動作
し、ACプラグ2のAC極2a,2bのいずれかとAC
プラグ2のFG極2cがショートする。これにより、過
電圧はアースへと逃がされ、電気機器1には印加されな
い。
上に、動作開始電圧をあまり高く設定することができな
い。従って、アレスタを用いる場合には、電気機器に影
響を及ぼさない程度の電圧であっても電気機器への供給
がなされ無い場合があり、無駄に電気機器1への電源供
給が断たれることになる。
雷サージなどの過電圧を電気機器に印加しないためにア
レスタを用いているため、コストが高くなる上に無駄な
電源供給停止が行われてしまう。電気機器が動作してい
る状態における電源供給の停止は好ましいものではな
く、場合によっては電気機器に異常が生じてしまうこと
もある。
たものであり、その目的とするところは、電気機器への
電源供給停止を開始する電圧をより高く設定することが
でき、無駄な電源供給の停止を防止できるとともに、低
コストな過電圧印加防止回路を提供することにある。
導電性部材により、所定半径の同心円弧状をなす第1の
円弧部と、先端が前記第1の円弧部の端部に位置した尖
頭状をなす第1の突出部とのそれぞれを少なくとも1つ
ずつ有した第1のパターンと、前記第1の突出部の先端
を中心とした所定半径の同心円弧状をなす第2の円弧部
と、先端が前記第2の円弧部の端部かつ前記第1の円弧
部の中心に位置する尖頭状をなす第2の突出部と、所定
半径の同心円弧状をなす第3の円弧部と、先端が前記第
3の円弧部の端部に位置した尖頭状をなす第3の突出部
とのそれぞれを少なくとも1つずつ有した第2のパター
ンと、前記第3の突出部の先端を中心とした所定半径の
同心円弧状をなす第4の円弧部と、先端が前記第4の円
弧部の端部かつ前記第3の円弧部の中心に位置する尖頭
状をなす第4の突出部とのそれぞれを少なくとも1つず
つ有した第3のパターンとを形成した。
ターンおよび第3のパターンにAC電源を接続し、また
第2のパターンを設置しておけば、AC電源に過電圧が
生じたときには第1のパターンと第2のパターンとの間
または第2のパターンと第3のパターンとの間で放電が
生じ、AC電源は接地に短絡される。ここで、第1のパ
ターンと第2のパターンとの間または第2のパターンと
第3のパターンとの間での放電の特性は各パターンの離
間距離により決まり、これにより比較的自由に放電を開
始する電圧を設定できる。
る過電圧印加防止回路に付き説明する。図1は同過電圧
印加防止回路の構成を示す図である。なお、図2と同一
部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
る。この過電圧防止回路10は、絶縁基板11上に銅箔
にて第1および第3のパターンとしてのACパターン1
2,13および第2のパターンとしてのFGパターン1
4の3種類のパターンを形成して構成されている。
長方形の一辺を、所定半径rの円弧をなす凹形状(以
下、この部分を円弧部12a,12b,13a,13b
と称する)をその接続部において第1および第3の突出
部としての尖頭状の突出部12c,13cをなすように
2つ接続した形状に変形したものとなっている。またF
Gパターン14の形状は、長方形の一対の対辺を、他の
一対の対辺との接続部において第2の突出部としての尖
頭状の突出部14a,14b,14c,14bをなすよ
うにそれぞれ所定半径rの円弧をなす凹形状(以下この
部分を円弧部14e,14fと称する)に変形したも
の、すなわちいわゆる糸車形状となっている。そしてこ
れらのACパターン12,13およびFGパターン14
は、互いに次のような状態に配置されている。
ターン13とは、円弧部12a,12bと円弧部13
a,13bとがそれぞれ対向するように離間配置されて
いる。そしてこのACパターン12とACパターン13
との間に、FGパターン14が配置されている。このと
き、 (1) ACパターン12の円弧部12aとFGパターン1
4の突出部14a先端。 (2) ACパターン12の円弧部12bとFGパターン1
4の突出部14b先端。 (3) ACパターン12の突出部12c先端とFGパター
ン14の円弧部14e。 (4) ACパターン13の円弧部13aとFGパターン1
4の突出部14c先端。 (5) ACパターン13の円弧部13bとFGパターン1
4の突出部14d先端。 (6) ACパターン13の突出部13c先端とFGパター
ン14の円弧部14f。 はそれぞれ、離間距離rを有して配置されている。従っ
て、 (1) ACパターン12の円弧部12aはFGパターン1
4の突出部14a先端を中心とした円弧。 (2) ACパターン12の円弧部12bはFGパターン1
4の突出部14b先端を中心とした円弧。 (3) ACパターン13の円弧部13aはFGパターン1
4の突出部14c先端を中心とした円弧。 (4) ACパターン13の円弧部13bはFGパターン1
4の突出部14d先端を中心とした円弧。 (5) FGパターン14の円弧部14eはACパターン1
2の突出部12c先端を中心とした円弧。 (6) FGパターン14の円弧部14fはACパターン1
3の突出部13c先端を中心とした円弧。 をそれぞれなしている。
加防止回路10にて電気機器1への過電圧印加の防止を
行う場合、ACパターン12にACプラグ2のAC極2
aおよび電気機器1を接続する。また、ACパターン1
3にACプラグ2のAC極2bおよび電気機器1を接続
する。さらに、FGパターン14にACプラグ2のFG
極2cを接続する。
する。まず通常時においては、ACコンセント3,AC
プラグ2およびACパターン12,13を介してAC電
源が電気機器1へと供給されている。この状態におい
て、雷などの影響によりAC電源が異常過電圧となる
と、過電圧印加防止回路10中では次のような現象が生
じる。
ーン13がニュートラルであり、かつ負電圧の過電圧が
生じた場合には、ACパターン12の突出部12cから
FGパターン14の円弧部14eに放電が生じる。
ーン13がニュートラルであり、かつ正電圧の過電圧が
生じた場合には、FGパターン14の突出部14a,1
4bからACパターン12の円弧部12a,12bに放
電が生じる。
Cパターン13がホットであり、かつ負電圧の過電圧が
生じた場合には、ACパターン13の突出部13cから
FGパターン14の円弧部14fに放電が生じる。
Cパターン13がホットであり、かつ負電圧の過電圧が
生じた場合には、FGパターン14の突出部14a,1
4bからACパターン12の円弧部12a,12bに放
電が生じる。すなわち、ACパターン12,13のホッ
トである一方とFGパターンとの間がショート状態とな
る。これにより、過電圧のほとんどがアースされる。
ターン14との間での放電が生じる最低電圧、すなわち
放電開始電圧は各突出部12c,13c,14a,14
b,14c,14dとこれらに対峙している円弧部12
a,12b,13a,13b,14e,14fとの離間
距離rによって定まる。具体的には、離間距離rが1mm
につき放電開始電圧は1KV程度である。従って、例えば
離間距離rを4mmとすれば、放電開始電圧は約4KVとす
ることができる。
ン12,13およびFGパターン14のそれぞれの離間
距離rを大きく設定することにより、放電開始電圧を大
きく設定することが可能である。また、プリント回路基
板等に3種類のパターンを形成するという構成なので、
製造が容易であり、かつ安価なものとなる。さらに、A
Cパターン12,13およびFGパターン14はそれぞ
れ、円弧部12a,12b,13a,13b,14e,
14fの端部に突出部12c,13c,14a,14
b,14c,14dが位置する形状としているので、そ
れらを全く個別に形成するのに比べて極めて単純なパタ
ーンとなっており、このためさらに製造が容易で、また
各要素の位置精度も容易に高めることが可能である。そ
して、ACパターン12,13およびFGパターン14
のそれぞれの離間距離rにより放電開始電圧を設定でき
るので、様々な放電開始電圧を容易に実現することがで
きる。また、本実施例によれば、FGパターン14に
は、ACパターン12,13のそれぞれに対向して2つ
ずつの突出部14a,14b,14c,14dを有して
いるので、FGパターン14からACパターン12,1
3への放電については電流容量を大きく取ることがで
き、安定的な放電を実現できる。また、突出部14a,
14bのいずれか一方、あるいは突出部14c,14d
のいずれか一方が損傷したとしても、他方の突出部によ
り放電を行うことができるために、信頼性が高い。また
本実施例によれば、一対の円弧部と突出部とは、突出部
の先端が円弧部の中心に位置しているから、円弧部のど
の部分までも突出部からの距離が均一である。このた
め、円弧部において放電を受ける位置が分散され、特定
の位置のみが集中的に放電により疲労することがない。
このため、長期間にわたって安定した放電効果を達成す
ることができる。
ではない。例えば、第1,第3のパターン(ACパター
ン12,13)および第2のパターン(FGパターン1
4)は上記実施例に挙げたパターンには限定されず、種
々の変更が可能である。このほか、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変形実施が可能である。
り、所定半径の同心円弧状をなす第1の円弧部と、先端
が前記第1の円弧部の端部に位置した尖頭状をなす第1
の突出部とのそれぞれを少なくとも1つずつ有した第1
のパターンと、前記第1の突出部の先端を中心とした所
定半径の同心円弧状をなす第2の円弧部と、先端が前記
第2の円弧部の端部かつ前記第1の円弧部の中心に位置
する尖頭状をなす第2の突出部と、所定半径の同心円弧
状をなす第3の円弧部と、先端が前記第3の円弧部の端
部に位置した尖頭状をなす第3の突出部とのそれぞれを
少なくとも1つずつ有した第2のパターンと、前記第3
の突出部の先端を中心とした所定半径の同心円弧状をな
す第4の円弧部と、先端が前記第4の円弧部の端部かつ
前記第3の円弧部の中心に位置する尖頭状をなす第4の
突出部とのそれぞれを少なくとも1つずつ有した第3の
パターンとを形成したので、電気機器への電源供給停止
を開始する電圧をより高く設定することができ、無駄な
電源供給の停止を防止できるとともに、低コストな過電
圧印加防止回路となる。
構成を示す図。
基板、12,13…ACパターン、 14
…FGパターン、12c,13c,14a,14b,1
4c,14d…突出部、12a,12b,13a,13
b,14e,14f…円弧部。
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁基板上に導電性部材により形成され
た、 所定半径の同心円弧状をなす第1の円弧部と、先端が前
記第1の円弧部の端部に位置した尖頭状をなす第1の突
出部とのそれぞれを少なくとも1つずつ有した第1のパ
ターンと、 前記第1の突出部の先端を中心とした所定半径の同心円
弧状をなす第2の円弧部と、先端が前記第2の円弧部の
端部かつ前記第1の円弧部の中心に位置する尖頭状をな
す第2の突出部と、所定半径の同心円弧状をなす第3の
円弧部と、先端が前記第3の円弧部の端部に位置した尖
頭状をなす第3の突出部とのそれぞれを少なくとも1つ
ずつ有した第2のパターンと、 前記第3の突出部の先端を中心とした所定半径の同心円
弧状をなす第4の円弧部と、先端が前記第4の円弧部の
端部かつ前記第3の円弧部の中心に位置する尖頭状をな
す第4の突出部とのそれぞれを少なくとも1つずつ有し
た第3のパターンとを具備したことを特徴とする過電圧
印加防止回路。 - 【請求項2】 前記第1のパターンは、前記第1の突出
部を挟んで連続する2つの第1の円弧部を有し、 前記第3のパターンは、前記第4の突出部を挟んで連続
する2つの第4の円弧部を有し、 前記第2のパターンは、先端が前記2つの第1の円弧部
の中心にそれぞれ位置する2つの第2の突出部と、この
2つの第2の突出部を両端とするとともに前記第1の突
出部を中心とした第2の円弧部と、先端が前記2つの第
4の円弧部の中心にそれぞれ位置する2つの第3の突出
部と、この2つの第3の突出部を両端とするとともに前
記第4の突出部を中心とした第3の円弧部とを有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の過電圧印加防止回路。
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