JPH01291624A

JPH01291624A - 雷サージ遮断保護方式

Info

Publication number: JPH01291624A
Application number: JP11926688A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Odagiri; 小田切　弘幸
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】概要雷サージ発生時に入力電源を］１！断して負荷を保、謹
する雷サージ遮断保護方式に関し、雷サージ電圧を大地
へ流す素子を小型化することを目的とし、外部から電源を入力して負荷へ供給し、又停電時にはバ
ックアップ電源により負荷へ電源を供給する電源部にお
いて、雷サージに対応して大地へ電流を流す地絡手段と
、該地絡手段に流れる７流を検出する検出手段と、入力
電源を遮断する遮断手段と、該遮断手段を制御するラッ
チ手段と、遮断手段での遮断時間を設定する時限手段と
、検出手段、遮断手段、ラッチ手段、及び時限手段に給
電を行う給電手段とを設け、地絡手段に流れる電流を検
出手段により検出したとき、遮断手段により入力電源を
遮断して、時限手段により設定した時間が経過した後、
入力電源の遮断を解除するように構成する。

産業上の利用分野本発明は雷サージ発生時に入力電源を遮断して負荷を保
護する雷サージ遮断保護方式に関する。

−役に、雷発生によって送電線等に誘起された雷サージ
の発生時間は、数十ミリ秒から数百ミリ秒程度で、これ
が断続的に発生する場合が多い。

また、商用電源を用いている電子機器の電源部では、雷
サージにより負荷が損傷を受けないように色々な保護装
置を備えている。これらの電源部は、停電時のために予
備バッテリー（バックアップ電源）を備えて、これによ
り一定時間システムの動作を維持できる無停電電源装置
を使用している場合が多い。さらに、最近の電子機器は
、小型化されてきており、これに伴いその電源部も小型
化することか要望されている。

従来の技術第３図は従来の雷サージ遮断保護方式のブロック図を示
している。

２０は交流の商用電源を入力とする電源装置で、負荷２
１が接続されている。電源装置２０は、負荷２１で直流
を使用するときには、交流／直流変換を行い、さらに停
電時に負荷２１を稼働させる予備バッテリーを備えてい
る。１９はゼナー効果を有する半導体素子であり、入力
電源と大地との間に設けられている。

雷の発生により入力電源に雷サージが誘起された場合、
その雷サージ電圧の値が、半導体素子１９がターン・オ
ンする電圧を越えると、半導体素子１９は雷サージ電圧
をクランプして、サージ電流を大地に流すようにしてい
る。これにより、電源装置２０、負荷２１が雷サージか
ら保護される。

また、上述した半導体素子１９の代わりに放電素子を用
いる場合もある。

発明が解決しようとする課題しかし、上述した従来の雷サージ遮断保護方式では、ゼ
ナー効果を有する半導体素子のサージ耐量を、雷サージ
電圧レベルが最も高いときを想定して設定しなければ、
雷サージから負荷等を完全に保護することはできない。

このような設定で作られた半導体素子は、形状が非常に
大きくなり、さらに高価であるという問題があった。特
に、電源装置等の電源部が小さい場合、スペース的に無
理があるため、雷サージから負荷を保護することには、
限界を生じていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、雷サージ電圧を大地へ流す素子
を小型化できる雷サージ遮断保護方式を提供することで
ある。

課題を解決するための手段第１図に本発明の原理ブロック図を示す。

外部から電源を入力して負荷へ供給し、又停電時にはバ
ックアップ電源により負荷へ電源を供給する電源部にお
いて、雷サージに対応して大地へ電流を流す地絡手段１
と、その地絡手段１に流れる電流を検出する検出手段２
を設ける。さらに、入力電源を遮断する遮断手段３と、
その遮断手段３を制御するラッチ手段４と、前記遮断手
段３での遮断時間を設定する時限手段５と、検出手段２
、遮断手段３、ラッチ手段４及び時限手段５に給電を行
う給電手段６とを設ける。

そして、地絡手段１に流れる電流を検出手段２により検
出したとき、遮断手段３により入力電源を遮断して、時
限手段５により設定した時間が経過した後、入力電源の
遮断を解除するようにする。

作　　　用本発明によれば、雷発生場所が遠くにあるとき、即ち雷
サージ電圧が低レベルのときに、この雷サージ電圧を地
絡手段１によりクランプして、大地にサージ電流を流す
ようにする。また、地絡手段１に流れる電流を検出手段
２により検出してから、ある一定時間の間は入力電源が
遮断されるため、雷発生湯所が最も近づいたとき、即ち
雷サージ電圧が最も高いときには、入力電源が遮断され
ており、地絡手段１を始めとする負荷側の電子回路等が
損傷を受けない。さらに、雷サージ電圧が小さいときの
値に基づいて、地絡手段１のサージ耐量を設定できるの
で、そのサージ耐量も小さくして、小型化が計れる。

実　　施　　例以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は本発明による雷サージ遮断保護方式を用いた遮
断保護回路の一実施例回路図を示している。

第２図で７は遮断保護回路、８はゼナー効果を有する半
導体素子、９は電流トランス、１０はコンパレータ、１
１はタイミング回路、１２はラッチ回路、１３は遮断リ
レー、１４は遮断リレー１３の接点、１５はトランス、
１６は整流回路、１７は３端子レギユレータ等から成る
安定化回路、１８は予備バッテリー、Ｒ１−Ｒ５は抵抗
である。

雷サージが発生していないとき、外部から取り込む商用
交流入力は、接点１４を介して負荷側へ供給される。ま
た、負荷側には、商用交流入力の停電時に使用するバッ
クアップ電源が備えられた無停電電源装置（図示せず）
が接続されている。

遮断保護回路７への給電は、ａＳｂ点から交流電源を取
り込んで行っており、トランス１５で所望の電圧に変換
し、整流回路１６で全波整流している。全波整流された
出力波形は、安定化回路１７にてリップル分の少ない安
定化された直流電圧波形に改善されて、コンパレーク１
０、タイミング回路１１、ラッチ回路１２及び遮断リレ
ー１３へ印加される。

本実施例では、雷発生湯所が比較的遠くにあって、雷サ
ージ電圧が低い時に商用交流入力を遮断し、雷発生湯所
が段々と近づいて来て、さらに遠ざかって行った時に商
用交流入力の遮断を解除するように、各構成を動作させ
る。

雷サージが商用交流入力に誘起されたときは、半導体素
子８により、その雷サージ電圧がクランプされ、サージ
電流が大地へ流れる（地絡電流）。

ここで、ゼナー効果を有する半導体素子８が不導通状態
から導通状態へ遷移する電圧レベルは、例えば定格入力
端子の約２倍に設定する。半導体素子８のサージ耐量も
、この約２倍の電圧に基づいて設定する。そして、前記
地絡電流の値に応じて電流トランス９０２次側コイルに
電圧が誘起され、この電圧がコンパレータ１０の入力端
子に印加されて、抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧された基準
電圧と比較される。

電流トランス９の２次側に誘起された電圧が、基準電圧
以上になると、コンパレータ１０の出力が反転して、こ
の信号がタイミング回路１１及びラッチ回路１２に送出
される。ラッチ回路１２により遮断リレー１３が駆動さ
れ、その接点１４が開かれて、商用交流入力を遮断する
と同時に、タイミング回路１１は予め設定された時間を
計り始める。ここで、夕、イミング回路１１の設定時間
は、雷発生が遠ざかるまでの時間とし、例えば３０分位
に設定する。また、商用交流入力が遮断されているとき
の遮断保護回路７の電源は、予備バッテリー１８により
給電される。

このように、雷発生湯所が近くにあるときは、商用文大
入力は遮断されているため、雷サージから負荷が保護さ
れ、且つ半導体素子８にも雷サージは印加しない。この
とき、負荷に対しては、バックアップ電源等から給電を
行うようにする。

タイミング回路１１が予め設定された時間を計り終える
と、ラッチ回路１２がリセットされて、遮断リレー１３
の接点１４が閉じて、再び商用交流入力が負荷側へ供給
される。

このように、雷サージが非常に高い状態のときは、商用
交流入力を遮断しているため、半導体素子８のサージ耐
量は、雷サージ電圧が最も高いときに依存せずに設定で
きる。

発明の効果本発明の雷サージ遮断保護方式は以上詳述したように構
成したので、雷発生時の雷サージ侵入経路を断って、確
実な保護が可能となり、システム稼働率向上が計られる
。また、地絡手段である半導体素子のサージ耐量を小さ
くでき、地絡手段の小型化、低価格化が計れて、電子機
器の電源部の小型化、低価格化に対応できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明による雷サージ遮断保護方式を用いた遮
断保護回路の一実施例回路図、第３図は従来の雷サージ
遮断保護方式のブロック図を示している。１・・・地絡手段、　　　２・・・検出手段、３・・・
遮断手段、　　　　４・・・ラッチ手段、５・・・時限
手段、　　　６・・・給電手段、７・・・遮断保護回路
、　８．１９・・・半導体素子、９・・・電流トランス
、　　１０・・・コンパレータ、１１・・・タイミング
回路、１２・・・ラッチ回路、　　１３・・・遮断リレー、１
４・・・接点、　　　　　１５・・・トランス、１６・
・・整流回路、　　　１７・・・安定化回路、１８・・
・予備バッテリー、２０・・・電源装置、２１・・・負荷、　　　　Ｒ１−Ｒ５・・・抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】外部から電源を入力して負荷へ供給し、又停電時にはバ
ックアップ電源により負荷へ電源を供給する電源部にお
いて、雷サージに対応して大地へ電流を流す地絡手段（１）と
、該地絡手段（１）に流れる電流を検出する検出手段（２
）と、入力電源を遮断する遮断手段（３）と、該遮断手段（３）を制御するラッチ手段（４）と、遮断
手段（３）での遮断時間を設定する時限手段（５）と、検出手段（２）、遮断手段（３）、ラッチ手段（４）、
及び時限手段（５）に給電を行う給電手段（６）とを設
け、地絡手段（１）に流れる電流を検出手段（２）により検
出したとき、遮断手段（３）により入力電源を遮断して
、時限手段（５）により設定した時間が経過した後、入
力電源の遮断を解除するようにしたことを特徴とする雷
サージ遮断保護方式。