JPH0255525A - 過電圧保護回路 - Google Patents
過電圧保護回路Info
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- JPH0255525A JPH0255525A JP1162811A JP16281189A JPH0255525A JP H0255525 A JPH0255525 A JP H0255525A JP 1162811 A JP1162811 A JP 1162811A JP 16281189 A JP16281189 A JP 16281189A JP H0255525 A JPH0255525 A JP H0255525A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
- H04M3/18—Automatic or semi-automatic exchanges with means for reducing interference or noise; with means for reducing effects due to line faults with means for protecting lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Power Sources (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子装置の電気的保護、ことに過電圧保護固
体回路に関する。
体回路に関する。
伝送線路は、たとえば電撃、工業設備、公益節設自体と
共に通信システム内のその他の設備により生ずる過渡電
圧ザージからの外部電気エネルギーを搬送する。このよ
うな伝送線路に接続された電子装置たとえば電気通信装
置、コンピュータ及び計装装置を保護するように、伝統
的保護法では、避雷管、カーボンブロック、ヒユーズ、
熱線輪、ＭＯＶ及びその他の形式のデバイス、又配線排
列等を使用している。これ等の方法は、現用の電子設備
に使われる固体回路に必要な十分なレベルの保護作用が
得られない。これ等の従来の方法は、応答が遅く、実施
に先だってクランプ電圧以上の著しい電圧スパイクを生
じさせ、電圧オーバシュドを伴う。
共に通信システム内のその他の設備により生ずる過渡電
圧ザージからの外部電気エネルギーを搬送する。このよ
うな伝送線路に接続された電子装置たとえば電気通信装
置、コンピュータ及び計装装置を保護するように、伝統
的保護法では、避雷管、カーボンブロック、ヒユーズ、
熱線輪、ＭＯＶ及びその他の形式のデバイス、又配線排
列等を使用している。これ等の方法は、現用の電子設備
に使われる固体回路に必要な十分なレベルの保護作用が
得られない。これ等の従来の方法は、応答が遅く、実施
に先だってクランプ電圧以上の著しい電圧スパイクを生
じさせ、電圧オーバシュドを伴う。
又米国特許第４，４０８，２４８号明細書に記載しであ
る保護回路のように、半導体素子を備えた保護回路も開
発されている。しかしこのような回路は、これ等が過度
の物理的空間を占める高価な多数の部品を必要とするの
で、満足の得られないことが分っている。他の保護回路
ではＲＣＡ社のサージエクタ（Ｓｕ、ｒｊｅｃｔｏｒ
）のようなＮ形シリコン材料に形成した単一の固体スイ
ッチを使っている。
る保護回路のように、半導体素子を備えた保護回路も開
発されている。しかしこのような回路は、これ等が過度
の物理的空間を占める高価な多数の部品を必要とするの
で、満足の得られないことが分っている。他の保護回路
ではＲＣＡ社のサージエクタ（Ｓｕ、ｒｊｅｃｔｏｒ
）のようなＮ形シリコン材料に形成した単一の固体スイ
ッチを使っている。
この場合ブレークオーバ電圧を越えると、電流−電圧線
図に正の傾斜を生ずる。このような保護回路＋ｄ、
これがオン状態になるまでに付加的なエネルギ゛−を散
逸する。電圧オーバシュートは、このデバイスにより保
護しようとする過渡状態の速度に従って、たとえば５な
いし１５Ｖ又はそれ以上である。
図に正の傾斜を生ずる。このような保護回路＋ｄ、
これがオン状態になるまでに付加的なエネルギ゛−を散
逸する。電圧オーバシュートは、このデバイスにより保
護しようとする過渡状態の速度に従って、たとえば５な
いし１５Ｖ又はそれ以上である。
このようにして、早い反応時間を持ち、緊密な電圧制御
作用を生じ、スイッチング動作中に比較的低い電力散逸
を生ずる過電圧保護回路が必要になっている。さらに高
いザージ電流容量は保持しながら部品所要数を減少し物
理的寸法を縮小した経済的な過電圧保護回路が必要にな
っている。
作用を生じ、スイッチング動作中に比較的低い電力散逸
を生ずる過電圧保護回路が必要になっている。さらに高
いザージ電流容量は保持しながら部品所要数を減少し物
理的寸法を縮小した経済的な過電圧保護回路が必要にな
っている。
本発明によれば電子装置を保護する過電圧保護回路が得
られる。この回路は、第１及び第２の端子を持つ第１の
２方向性電圧高感度スイッチ（ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
ａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ ５ｗ１ｔ
ｃｈ ）を備えている。その第１の端子は第１の線たと
えばチップ線に接続しである。第２の２方向性電圧高感
度スイッチが設けられ、第１及び第２の端子金偏えてい
る。この第１の端子は第１の電圧高感度スイッチの第２
端子に接続しである。又第２のスイッチの第２の端子は
第２の線たとえばリング線に接続しである。さらに第１
及び第２の端子を持つ第５の２方向性電圧高感度スイッ
チを設けである。この第５の電圧高感度スイッチの第１
の端子は、第１の電圧高感度スイッチの第２の端子と、
第２の電圧高感度スイッチの第１の端子とに接続しであ
る。第３の電圧高感度スイッチの第２の端子は地電位に
接続しである。前記各電圧高感度スイッチは、それぞれ
の電圧しきい値を越えると導通する。第１及び第５の電
圧高感度スイッチの電圧しきい値の和は、第２及び第５
の電圧高感度スイッチの電圧しきい値の和にほぼ等しく
て、第１及び第５の電圧高感度スイッチ又は第２及び第
５の電圧高感度スイッチの各しきい値のいずれかを越え
たときに回路が導通するようになる。
られる。この回路は、第１及び第２の端子を持つ第１の
２方向性電圧高感度スイッチ（ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
ａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ５ｅｎｓｉｔｉｖｅ ５ｗ１ｔ
ｃｈ ）を備えている。その第１の端子は第１の線たと
えばチップ線に接続しである。第２の２方向性電圧高感
度スイッチが設けられ、第１及び第２の端子金偏えてい
る。この第１の端子は第１の電圧高感度スイッチの第２
端子に接続しである。又第２のスイッチの第２の端子は
第２の線たとえばリング線に接続しである。さらに第１
及び第２の端子を持つ第５の２方向性電圧高感度スイッ
チを設けである。この第５の電圧高感度スイッチの第１
の端子は、第１の電圧高感度スイッチの第２の端子と、
第２の電圧高感度スイッチの第１の端子とに接続しであ
る。第３の電圧高感度スイッチの第２の端子は地電位に
接続しである。前記各電圧高感度スイッチは、それぞれ
の電圧しきい値を越えると導通する。第１及び第５の電
圧高感度スイッチの電圧しきい値の和は、第２及び第５
の電圧高感度スイッチの電圧しきい値の和にほぼ等しく
て、第１及び第５の電圧高感度スイッチ又は第２及び第
５の電圧高感度スイッチの各しきい値のいずれかを越え
たときに回路が導通するようになる。
本発明の１実施例によれば第５の電圧高感度スイツチ（
接地）の保持電流は、第１又は第２の電圧高感度スイッ
チの保持電流より低い。この実施例では第５のスイッチ
がまずオン状態になり、次いて第１及び第２のスイッチ
が一緒にオン状態になり、スイッチング中に各線を平衡
状態に保持する。
接地）の保持電流は、第１又は第２の電圧高感度スイッ
チの保持電流より低い。この実施例では第５のスイッチ
がまずオン状態になり、次いて第１及び第２のスイッチ
が一緒にオン状態になり、スイッチング中に各線を平衡
状態に保持する。
本発明の他の実施例によればチップ線及びアス内とリン
グ線及びアース内との少なくとも１個の電圧高感度スイ
ッチは、Ｐ形シリコン材料で形成され、ブレークオーバ
電圧を越えた後電流の増加に伴い負の傾斜特性を持つ。
グ線及びアース内との少なくとも１個の電圧高感度スイ
ッチは、Ｐ形シリコン材料で形成され、ブレークオーバ
電圧を越えた後電流の増加に伴い負の傾斜特性を持つ。
１例としてこの電圧高感度スイッチだけを接地し、又は
電圧高感度スイッチをチップ線に接続すると共に電圧高
感度スイッチをリング線に接続し、又は３側音部の電圧
高感度スイッチｉＰ形材料で形成する。この保護回路の
組合せのスイッチは、連続交流回路でスイッチング電力
損失が低く、又「漏洩」電流が保持電流より弱くてもこ
の漏洩電流を安全にアースに導く所望の特性を持つ。「
漏洩」電流とは、デバイスがオン状態になるのに先だっ
て保護装置により逃げる又は通過する高電圧の電流のこ
とである。
電圧高感度スイッチをチップ線に接続すると共に電圧高
感度スイッチをリング線に接続し、又は３側音部の電圧
高感度スイッチｉＰ形材料で形成する。この保護回路の
組合せのスイッチは、連続交流回路でスイッチング電力
損失が低く、又「漏洩」電流が保持電流より弱くてもこ
の漏洩電流を安全にアースに導く所望の特性を持つ。「
漏洩」電流とは、デバイスがオン状態になるのに先だっ
て保護装置により逃げる又は通過する高電圧の電流のこ
とである。
実施例について図面を参照して説明すると、第１図にお
いて電子装置１０は、チップ（Ｔ）線１２゜１８とリン
グ（Ｒ）線１４，２０ｆｆｉ介して保護回路１３に接続
しである。電子装置１０は、たとえば中央局、電話機、
端末又はその他の局デバイスのような電気通信装置から
成っている。電子装置１０は又たとえばコンピュータ及
び計装装置でもよい。保護回路１３は伝送線路のチップ
線１８及びリング線２０に接続しである。保護回路１３
は又地電位すなわち接地線２２に接続しである。電子装
置１０ばこのようにして、チップ線１８及びリング線２
０の故障又は過渡電圧サージに基づく外部電気エネルギ
ーから保護される。
いて電子装置１０は、チップ（Ｔ）線１２゜１８とリン
グ（Ｒ）線１４，２０ｆｆｉ介して保護回路１３に接続
しである。電子装置１０は、たとえば中央局、電話機、
端末又はその他の局デバイスのような電気通信装置から
成っている。電子装置１０は又たとえばコンピュータ及
び計装装置でもよい。保護回路１３は伝送線路のチップ
線１８及びリング線２０に接続しである。保護回路１３
は又地電位すなわち接地線２２に接続しである。電子装
置１０ばこのようにして、チップ線１８及びリング線２
０の故障又は過渡電圧サージに基づく外部電気エネルギ
ーから保護される。
第２図は、６個の２方向性電圧高感度スイッチ（ＶＳＳ
） ３０１３２ ｔ ３４を備えた保護回路１３を示す
。電圧高感度スイッチ３０はチップ線１２゜１８に配置
され、電圧高感度スイッチ３２はリング線１４，２０に
配置され、そして電圧高感度スイッチ３４は接地線２２
に配置しである。回路１３を正規の電話線路に応用する
際には、スイッチ３４は導通を開始するのに少なくとも
正規の直流蓄電池電圧５２Ｖ’を必要とする。保護回路
１３は、それぞれチップ線及びリンク線内の電圧高感度
スイッチ３０．３２のいずれかがアースに通ずると、チ
ップ線又はリング線の他方の側が同じくアースに通ずる
ので、平衡保護システムを生成する。初めに接地してな
いチップ線又はリング線の電圧が他方のチップ線又はリ
ング線の残りの阻止電圧を越えていれば、保護回路１３
は、接地線に対するチップ線又はリング線の電圧を越え
るときはつねにチップ線及びリング線の両方で接地線に
通ずるようになる。保護回路１３のこの平衡した状態に
より、電子設備１０に損傷を生ずるチップ線及びリング
線間の差動電圧を防ぐ。チップ線又はリング線の外部電
気エネルギーはこれにより、電子装置１０に影響を及ぼ
すよりも散逸する。チップ線及びリング線では共に８μ
ｓｅｃ内に平衡スイッチング作用が生ずる。
） ３０１３２ ｔ ３４を備えた保護回路１３を示す
。電圧高感度スイッチ３０はチップ線１２゜１８に配置
され、電圧高感度スイッチ３２はリング線１４，２０に
配置され、そして電圧高感度スイッチ３４は接地線２２
に配置しである。回路１３を正規の電話線路に応用する
際には、スイッチ３４は導通を開始するのに少なくとも
正規の直流蓄電池電圧５２Ｖ’を必要とする。保護回路
１３は、それぞれチップ線及びリンク線内の電圧高感度
スイッチ３０．３２のいずれかがアースに通ずると、チ
ップ線又はリング線の他方の側が同じくアースに通ずる
ので、平衡保護システムを生成する。初めに接地してな
いチップ線又はリング線の電圧が他方のチップ線又はリ
ング線の残りの阻止電圧を越えていれば、保護回路１３
は、接地線に対するチップ線又はリング線の電圧を越え
るときはつねにチップ線及びリング線の両方で接地線に
通ずるようになる。保護回路１３のこの平衡した状態に
より、電子設備１０に損傷を生ずるチップ線及びリング
線間の差動電圧を防ぐ。チップ線又はリング線の外部電
気エネルギーはこれにより、電子装置１０に影響を及ぼ
すよりも散逸する。チップ線及びリング線では共に８μ
ｓｅｃ内に平衡スイッチング作用が生ずる。
電圧高感度スイッチ３０，３２．３４はたとえば米国テ
キサス州アーピンクのテラカー・エレクトロニクス・イ
ンコーホレイテッド（ＴｅｃｃｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ、 工ｎｃ、 ）製のＰ２乙５３Ａ型サイダック（
５ｉｄａｃ ）により構成しである。さらに電圧高感度
スイッチ３０，３２．３４はたとえば、トライアック及
びシリコン制御整流器ブリッジを備えトライアックの電
圧しきい値をツェナーダイオードにより制御するように
しである。
キサス州アーピンクのテラカー・エレクトロニクス・イ
ンコーホレイテッド（ＴｅｃｃｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ、 工ｎｃ、 ）製のＰ２乙５３Ａ型サイダック（
５ｉｄａｃ ）により構成しである。さらに電圧高感度
スイッチ３０，３２．３４はたとえば、トライアック及
びシリコン制御整流器ブリッジを備えトライアックの電
圧しきい値をツェナーダイオードにより制御するように
しである。
本発明の１実施例ではチップ線からアースへの回路内と
リング線からアースへの回路との中の電圧高感度スイッ
チ３０，３２．３４の少なくとも１つは、ブレークオー
バ電圧を越えた後電流の増加に伴い負の傾斜を生ずる特
性を備えたＰ形半導体材料から作る。この実施例では、
米国特許第４．４０８，２４８号明細書に示しであるよ
うにデバイスの劣化を伴わないで又はサーキットリをさ
らに加えないで、現在の市場の設計より低いスイッチン
グ電流が認められデバイスに交流漏洩電流を地絡する能
力をデバイスに与える。
リング線からアースへの回路との中の電圧高感度スイッ
チ３０，３２．３４の少なくとも１つは、ブレークオー
バ電圧を越えた後電流の増加に伴い負の傾斜を生ずる特
性を備えたＰ形半導体材料から作る。この実施例では、
米国特許第４．４０８，２４８号明細書に示しであるよ
うにデバイスの劣化を伴わないで又はサーキットリをさ
らに加えないで、現在の市場の設計より低いスイッチン
グ電流が認められデバイスに交流漏洩電流を地絡する能
力をデバイスに与える。
１例として地電圧高感度スイッチ３４ば、シリコンのよ
うなＰ形半導体材料で作られる。別の例ではチップ電圧
高感度スイッチ３０及びリング電圧高感度スイッチ３２
はＰ形半導体材料で作り、又は３側音部の電圧高感度ス
イッチ３０，３２゜３４をこのような材料で作ってもよ
い。電流を地絡する線内の２個のスイッチの組合せのブ
レークオーバは、相手の電圧高感度スイッチは正の傾斜
を持っていても、適正なＰ形チップを選定することによ
りＶＢＯｋ越えた後電流の増大に伴い負の傾斜を示す。
うなＰ形半導体材料で作られる。別の例ではチップ電圧
高感度スイッチ３０及びリング電圧高感度スイッチ３２
はＰ形半導体材料で作り、又は３側音部の電圧高感度ス
イッチ３０，３２゜３４をこのような材料で作ってもよ
い。電流を地絡する線内の２個のスイッチの組合せのブ
レークオーバは、相手の電圧高感度スイッチは正の傾斜
を持っていても、適正なＰ形チップを選定することによ
りＶＢＯｋ越えた後電流の増大に伴い負の傾斜を示す。
電圧高感度スイッチ３０及び電圧高感度スイッチ３４の
組合せのしきい値電圧と、電圧高感度スイッチ３２及び
電圧高感度スイッチ３４０組合せのしきい値電圧とは、
互いにほぼ等しく所定の仕様に対して選定する。１例と
して各スイッチ３０゜３２．３４は、±１１０ｖのＶＢ
ｏを持つ６個のサイダックであり、従ってチップ及びア
ースとリング及びアースとの間には±２２０ｖのＶＢＯ
が存在する。チップからアースへとリングからアースへ
との筒径路内の少なくとも１個の電圧高感度スイッチは
、その他方のスイッチより弱くて所定の仕様に対して選
定した保持電流を持つ。
組合せのしきい値電圧と、電圧高感度スイッチ３２及び
電圧高感度スイッチ３４０組合せのしきい値電圧とは、
互いにほぼ等しく所定の仕様に対して選定する。１例と
して各スイッチ３０゜３２．３４は、±１１０ｖのＶＢ
ｏを持つ６個のサイダックであり、従ってチップ及びア
ースとリング及びアースとの間には±２２０ｖのＶＢＯ
が存在する。チップからアースへとリングからアースへ
との筒径路内の少なくとも１個の電圧高感度スイッチは
、その他方のスイッチより弱くて所定の仕様に対して選
定した保持電流を持つ。
本発明の１実施例では電圧高感度スイッチ３４の保持電
流は、電圧高感度スイッチ３０及び電圧高感度スイッチ
３２の保持電流より低くて、電圧高感度スイッチ３４が
先ず導通し、従ってスイッチング中に両電圧高感度スイ
ッチ３０．３２が緒に導通しチップ線及びリング線を平
衡状態に保持するようにしである。このような実施例で
は平衡スイッチング動作は０．５μＳ ｅ Ｃ内に生ず
る。電圧高感度スイッチ３４の保持電流はたとえば２０
ｍＡ ｍｐｓである。この実施例の別の変型では線から
アースへの線路内の電圧高感度スイッチ３０゜３２．３
４の少なくとも１つはシリコンのようなＰ形半導体材料
から作られ、接地回路への回線内の２個のスイッチの複
合のブレークオーバ電圧は、前記したようにＶＢＯを越
えた後電流の増加に伴い負の傾斜を生ずる特性を示す。
流は、電圧高感度スイッチ３０及び電圧高感度スイッチ
３２の保持電流より低くて、電圧高感度スイッチ３４が
先ず導通し、従ってスイッチング中に両電圧高感度スイ
ッチ３０．３２が緒に導通しチップ線及びリング線を平
衡状態に保持するようにしである。このような実施例で
は平衡スイッチング動作は０．５μＳ ｅ Ｃ内に生ず
る。電圧高感度スイッチ３４の保持電流はたとえば２０
ｍＡ ｍｐｓである。この実施例の別の変型では線から
アースへの線路内の電圧高感度スイッチ３０゜３２．３
４の少なくとも１つはシリコンのようなＰ形半導体材料
から作られ、接地回路への回線内の２個のスイッチの複
合のブレークオーバ電圧は、前記したようにＶＢＯを越
えた後電流の増加に伴い負の傾斜を生ずる特性を示す。
各電圧高感度スイッチ３０，３２．３４は、たとえばＴ
Ｏ−９２、ＴＯ−２０２、Ｔｏ−２２０、Ｔ Ｏ−２１
８又はＴＯ−２２ＯＡのような単一の６本す−ド線イ」
きプラスチックパッケージ内に納めである。各電圧高感
度スイッチ３０，３２゜３４間の相互接続線はこのパッ
ケージの内部にあり、そして６本のリード線は、チップ
線、リング線及接地線に対する相互接続線を構成する。
Ｏ−９２、ＴＯ−２０２、Ｔｏ−２２０、Ｔ Ｏ−２１
８又はＴＯ−２２ＯＡのような単一の６本す−ド線イ」
きプラスチックパッケージ内に納めである。各電圧高感
度スイッチ３０，３２゜３４間の相互接続線はこのパッ
ケージの内部にあり、そして６本のリード線は、チップ
線、リング線及接地線に対する相互接続線を構成する。
第５図は、電圧高感度スイッチ３０，３２゜３４として
サイダックチップを使った３エレメント保護回路１３の
１実施例のチップ線チップ又はリング線チップの電流−
電圧線図を示す。チップ線及びリング線の各サイダック
チップは、比較的高いよりたとえば乙Ｏロミルを持ち、
±１００Ｖの電圧を阻止し、１０ＯＡの１０Ｘ１０００
μｓの最高サージを通す能力を持つ。
サイダックチップを使った３エレメント保護回路１３の
１実施例のチップ線チップ又はリング線チップの電流−
電圧線図を示す。チップ線及びリング線の各サイダック
チップは、比較的高いよりたとえば乙Ｏロミルを持ち、
±１００Ｖの電圧を阻止し、１０ＯＡの１０Ｘ１０００
μｓの最高サージを通す能力を持つ。
５エレメント構造によシ同じパッケージ内に、チップ線
からアース、リング線からアース又チップ線からリング
線の間に±２２０Ｖの電圧降下が生ずるように接続した
６個の±１１０■のチップが得られる。各サイダックチ
ップは、印加電圧が±２２ＤＶを越えたときに接地脚内
のチップが確実に第１にオン状態になるように前もって
定める。
からアース、リング線からアース又チップ線からリング
線の間に±２２０Ｖの電圧降下が生ずるように接続した
６個の±１１０■のチップが得られる。各サイダックチ
ップは、印加電圧が±２２ＤＶを越えたときに接地脚内
のチップが確実に第１にオン状態になるように前もって
定める。
接地チップがオン状態になると、各チップ線１２゜１８
及び各リング線１４．２０の両方に共通の電位が１０口
Ｖに低下する。チップ線及びリング線は共に１００Ｖを
越えているから、各サイダック・チップは互いに導通し
始めて、電圧を零Ｖに低下させチップ回路及びリング回
路間に平衡状態を保持する。
及び各リング線１４．２０の両方に共通の電位が１０口
Ｖに低下する。チップ線及びリング線は共に１００Ｖを
越えているから、各サイダック・チップは互いに導通し
始めて、電圧を零Ｖに低下させチップ回路及びリング回
路間に平衡状態を保持する。
第４図は各電圧高感度スイッチ３０．３２に対し第５図
に示した前記の電流−電圧線図を持つサイダックを備え
だろエレメント、保護回路の１実施例の接地脚に設けた
電圧高感度スイッチ３４のサイダック・チップを示す。
に示した前記の電流−電圧線図を持つサイダックを備え
だろエレメント、保護回路の１実施例の接地脚に設けた
電圧高感度スイッチ３４のサイダック・チップを示す。
接地線内のサイダック・チップは、チップ線及びリング
線の両スイッチ３０．３２が共にオン状態になる際に２
回の定格サージすなわち１００Ａを２回生ずることが必
要である。電圧高感度スイッチ３４内のサイダック・チ
ップに対する工りは、チップ線又はリング線のサイダッ
ク・チップのＩｈよりは低いが、若干の所定の適用たと
えば１５０ミルのＩｈに適応するように十分高くなけれ
ばならない。
線の両スイッチ３０．３２が共にオン状態になる際に２
回の定格サージすなわち１００Ａを２回生ずることが必
要である。電圧高感度スイッチ３４内のサイダック・チ
ップに対する工りは、チップ線又はリング線のサイダッ
ク・チップのＩｈよりは低いが、若干の所定の適用たと
えば１５０ミルのＩｈに適応するように十分高くなけれ
ばならない。
第５図は、第５図及び第４図に例示した前記実施例によ
る３工レメント保護回路１３のチップ線からアース捷で
とリング線からアースまでとの電流−電圧線図を示す。
る３工レメント保護回路１３のチップ線からアース捷で
とリング線からアースまでとの電流−電圧線図を示す。
第５図ではＡからＢまではこの回路のチップ線及びリン
グ線の両方の動作過電圧（５ｗ１ｔｃｂｊ、ｎｇ ｖｏ
ｌｔ、ａｇｅ ）たとえば１１０Ｖを表わす。ＢからＣ
までは接地線における動作過電圧たとえば１１０ｖであ
る。ＡからＣまでは、チップ線対アースの士電圧又はリ
ング線対アースの±電圧を計測した。組合せの３工レメ
ント回路の動作過電圧２２０ｖである。
グ線の両方の動作過電圧（５ｗ１ｔｃｂｊ、ｎｇ ｖｏ
ｌｔ、ａｇｅ ）たとえば１１０Ｖを表わす。ＢからＣ
までは接地線における動作過電圧たとえば１１０ｖであ
る。ＡからＣまでは、チップ線対アースの士電圧又はリ
ング線対アースの±電圧を計測した。組合せの３工レメ
ント回路の動作過電圧２２０ｖである。
ＣからＤまでは、接地線内のサイダック・チップ３４の
スイッチング電流１５０ミルであり、前記したように適
正なＰ形チップ片を選定することに基づく負の傾斜を示
す。ＤからＥ−ｉでは、接地チップのスイッチ３４がオ
ン状態になったときのチップ線回路及びリング線回路の
両方における電圧降下である。
スイッチング電流１５０ミルであり、前記したように適
正なＰ形チップ片を選定することに基づく負の傾斜を示
す。ＤからＥ−ｉでは、接地チップのスイッチ３４がオ
ン状態になったときのチップ線回路及びリング線回路の
両方における電圧降下である。
ＥからＦまでは、チップ線及びリング線内の各電圧高感
度スイッチ３０．３２のスイッチング電流６０口ミルで
あり、又適正なＰ形チップを選定することに基づく負の
傾斜を示す。ＦからＧ′！では、各線内で全部のサイダ
ック・チップがオン状態になシ地電位に達したときの電
圧降下である。
度スイッチ３０．３２のスイッチング電流６０口ミルで
あり、又適正なＰ形チップを選定することに基づく負の
傾斜を示す。ＦからＧ′！では、各線内で全部のサイダ
ック・チップがオン状態になシ地電位に達したときの電
圧降下である。
ＧからＨまでは、各サイダック・チップが高い電流サー
ジを導く際にわずかに増加する電圧である。
ジを導く際にわずかに増加する電圧である。
この実施例の動作時に回路１３に過電圧スパイクが現わ
れると、電圧−電流径路はＡＸ Ｃ，Ｄ。
れると、電圧−電流径路はＡＸ Ｃ，Ｄ。
Ｅ、Ｆ、ＧＸＨの順に進み、又スパイクが通過するとき
は、電流−電圧径路ばＨＸ Ｇ１ ＦＸ ＥＸ ＤｌＣ
，Ａの順に進む。
は、電流−電圧径路ばＨＸ Ｇ１ ＦＸ ＥＸ ＤｌＣ
，Ａの順に進む。
第５Ａ図は、第３図ないし第５図の６−エレメント回路
１３の実施例の２６０Ｖのわずかが過電圧に対する電流
−電圧の反応を示す。ピーク電圧に達する前の２０Ｖで
は、チップ線０ば２１０Ｖであり又リング線０は１３０
ｖである。リング線はこの線に−４８ないし一５２Ｖの
直流電圧を持つ。この点でば２２０Ｖのブレークオーバ
電圧Ｃに達していないので、電流は流れない。
１３の実施例の２６０Ｖのわずかが過電圧に対する電流
−電圧の反応を示す。ピーク電圧に達する前の２０Ｖで
は、チップ線０ば２１０Ｖであり又リング線０は１３０
ｖである。リング線はこの線に−４８ないし一５２Ｖの
直流電圧を持つ。この点でば２２０Ｖのブレークオーバ
電圧Ｃに達していないので、電流は流れない。
第５Ｂ図では電圧は２２０ｖまで上昇し、接地チップは
これがオン状態になると径路Ｃ−Ｄ−Ｅに迅速に追従す
る。このときには利用できる電流に従ってチップ線ｌは
ＥからＦに移行する。チップ線’ｆｆ１Ｆｔ過ぎて駆動
するのに十分な電流を利用できればチップ線チップがオ
ン状態ｆなる。このときにはリング線は、これに短絡し
た接地チップがＡ−Ｂ−Ｆ−Ｃ）−Ｈにより仕切られた
リング線内のチップにより阻止されるだけであるから、
１７０ｖまでは増大しない。電圧は１１０ＶのＡ−Ｂ電
圧以上であるから、リング線電圧はＢまで降下し、電流
はＢまで増し次いでＢ−Ｆ間のリング線１０点まで移行
し、利用できる電流に従ってＢ−Ｆ−Ｇ−Ｈ線に追従す
る。
これがオン状態になると径路Ｃ−Ｄ−Ｅに迅速に追従す
る。このときには利用できる電流に従ってチップ線ｌは
ＥからＦに移行する。チップ線’ｆｆ１Ｆｔ過ぎて駆動
するのに十分な電流を利用できればチップ線チップがオ
ン状態ｆなる。このときにはリング線は、これに短絡し
た接地チップがＡ−Ｂ−Ｆ−Ｃ）−Ｈにより仕切られた
リング線内のチップにより阻止されるだけであるから、
１７０ｖまでは増大しない。電圧は１１０ＶのＡ−Ｂ電
圧以上であるから、リング線電圧はＢまで降下し、電流
はＢまで増し次いでＢ−Ｆ間のリング線１０点まで移行
し、利用できる電流に従ってＢ−Ｆ−Ｇ−Ｈ線に追従す
る。
第７図は大電流たとえば１０ＯＡが存在するときに第５
図ないし第５図に例示した前記の回路１３の実施例に対
する電流−電圧線図を示す。チップ線２及びリング線２
は共に径路ＥからＦに沿い移行し、ＦからＧに切替え、
次いでＧからＨに移行する。電流サージが過ぎると、リ
ング線及びチップ線の両方の電圧は径路Ｈ−（）−Ｆ−
Ｄ−Ｃに沿ってもとに戻り、そして５側音部のサイダッ
ク・チップがサージからもとの状態になると、チップ線
及びリンク線は共に阻止モードになる。
図ないし第５図に例示した前記の回路１３の実施例に対
する電流−電圧線図を示す。チップ線２及びリング線２
は共に径路ＥからＦに沿い移行し、ＦからＧに切替え、
次いでＧからＨに移行する。電流サージが過ぎると、リ
ング線及びチップ線の両方の電圧は径路Ｈ−（）−Ｆ−
Ｄ−Ｃに沿ってもとに戻り、そして５側音部のサイダッ
ク・チップがサージからもとの状態になると、チップ線
及びリンク線は共に阻止モードになる。
本発明による保護回路は、最少の部品で平衡保護システ
ムを生成して、チップ線又はリング線のいずれかがアー
スに通ずると、このチップ線又はリング線の他方も又ア
ースに通ずるようにしである。本保護回路は、前記した
ようなＰ形材料で作ったときに製造の経済性は保ちなが
ら、低レベルで成る程度の交流保護作用を生ずる。
ムを生成して、チップ線又はリング線のいずれかがアー
スに通ずると、このチップ線又はリング線の他方も又ア
ースに通ずるようにしである。本保護回路は、前記した
ようなＰ形材料で作ったときに製造の経済性は保ちなが
ら、低レベルで成る程度の交流保護作用を生ずる。
以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
第１図は電子装置及び伝送線路の間に接続した本発明保
護回路の１実施例のブロック線図、第２図は第１図の保
護回路のブロック線図、第５図は本発明の１実施例のチ
ップ線又はリング線内に使うサイダックの電流対電圧線
図、第４図は本発明の１実施例の接地線内に使うサイダ
ックの電流対電圧の線図、第５図は６個のサイダックを
使う本発明の１実施例の組合せの電流−電圧線図、第５
Ａ及び第５Ｂ図はわずかな過電圧に対する本発明の１実
施例の反応を示す電流−電圧線図、第７図は大電流サー
ジに対する本発明の１実施例の反応を示す電流−電圧線
図である。 １０・・・電子装置、１２・・・チップ線、１４・・リ
ング線、１３・・・保護回路、１８・・・チップ線、２
０・・・リング線、２２・・・接地線、３０，３２，３
４・・・電圧高感度スイッチ、
護回路の１実施例のブロック線図、第２図は第１図の保
護回路のブロック線図、第５図は本発明の１実施例のチ
ップ線又はリング線内に使うサイダックの電流対電圧線
図、第４図は本発明の１実施例の接地線内に使うサイダ
ックの電流対電圧の線図、第５図は６個のサイダックを
使う本発明の１実施例の組合せの電流−電圧線図、第５
Ａ及び第５Ｂ図はわずかな過電圧に対する本発明の１実
施例の反応を示す電流−電圧線図、第７図は大電流サー
ジに対する本発明の１実施例の反応を示す電流−電圧線
図である。 １０・・・電子装置、１２・・・チップ線、１４・・リ
ング線、１３・・・保護回路、１８・・・チップ線、２
０・・・リング線、２２・・・接地線、３０，３２，３
４・・・電圧高感度スイッチ、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チップ線及びリング線を持つ電子装置用の過電圧保
護回路において、 前記チップ線に接続した第１の端子と、第２の端子と、
電圧しきい値レベルと、保持電流とを持つ第１の電圧高
感度スイッチと、 この第１の電圧高感度スイッチの前記第２の端子に接続
した第１の端子と、前記リング線に接続した第２の端子
と、電圧しきい値レベルと、保持電流とを持つ第２の電
圧高感度スイッチと、前記第１の電圧高感度スイッチの
前記第２の端子及び前記第２の電圧高感度スイッチの前
記第１の端子に接続した第１の端子と、地電位に接続し
た第２の端子と、電圧しきい値レベルと、保持電流とを
持つ第５の電圧高感度スイッチとを備え、前記電圧高感
度スイッチが、それぞれ電圧しきい値レベルを越えたと
きに、導通状態になり、前記第１の電圧高感度スイッチ
と前記第３の電圧高感度スイッチの各電圧しきい値レベ
ルの和を、前記第２の電圧高感度スイッチと前記第３の
電圧高感度スイッチの各電圧しきい値レベルの和にほぼ
等しくすることにより、前記第１及び第３の電圧高感度
スイッチ又は前記第２及び第３の電圧高感度スイッチの
いずれかの電圧しきい値レベルを越えたときに回路導通
状態になるようにした過電圧保護回路。 ２、前記各電圧高感度スイッチに、これ等の各電圧高感
度スイッチの電圧しきい値レベルを制御するように、そ
れぞれツェナーダイオードを持つ複数個のトライアツク
を設けた請求項１記載の過電圧保護回路。 ３、前記チップ線からアースへの回路と、前記リング線
からアースへの回路との中の前記電圧高感度スイッチの
うちの少なくとも１つをＰ形半導体材料により構成した
請求項１記載の過電圧保護回路。 ４、前記第３の電圧高感度スイッチの保持電流を、前記
第１又は第２の電圧高感度スイッチのうちのいずれかの
保持電流より低くした請求項１記載の過電圧保護回路。 ５、前記第３の電圧高感度スイッチの保持電流を、前記
第１又は第２の電圧高感度スイッチのうちのいずれかの
保持電流より低くした請求項３記載の過電圧保護回路。 ６、前記電圧高感度スイッチを、前記第１の電圧高感度
スイッチの前記第１の端子と、前記第２の電圧高感度ス
イッチの前記第２の端子と、前記第３の電圧高感度スイ
ッチの前記第２の端子とから成る３個の端子を持つ単一
のハウジング内に配置した請求項１記載の過電圧保護回
路。 ７、前記第３の電圧高感度スイッチが、導通状態になる
ためにリング線に少なくとも正規のＤＣ電池電圧を必要
とする請求項１記載の過電圧保護回路。 ８、３個の２方向性電圧高感度固体スイッチを備え、こ
れ等の電圧高感度固体スイッチが、或る電圧しきい値を
越えたときに、導通状態にし、前記電圧高感度固体スイ
ッチを、第１の線内の第１のスイッチと、第２の線内の
第２のスイッチと、地電位と前記第１及び第２のスイッ
チ間の共通の接続点との間に接続した第３のスイッチと
に相互に接続し、前記第１及び第３のスイッチの組合せ
の動作過電圧を、前記第２及び第３のスイッチの組合せ
の動作過電圧にほぼ等しくすることにより、前記第１の
線又は第２の線のアースに対する電圧が前記しきい値レ
ベルを越えそして他の線のアースに対する電圧が前記他
の線の残りの阻止電圧を越えるときに、前記第１の線か
らアースへと、前記第２の線からアースへとの両方にお
いて回路導通状態になることによつて、平衡電圧保護回
路が得られるようにした、電子装置用過渡電圧保護固体
回路。 ９、伝送線路に接続した電子装置に対し過渡サージ保護
を行なう、単一のパッケージ内に納めた３エレメント式
過電圧保護固定回路において、それぞれの第１の端子を
相互に接続し、それぞれの第２の端子を、保護しようと
する電子装置への前記伝送線路に接続するのに利用でき
るようにした第１及び第２のサイダツクと、 前記第１及び第２のサイダツクを相互に接続する各端子
に接続された第１の端子と、接地接続した第２の端子と
を持つ第３のサイダツクと を備え、前記サイダツクが、所定のブレークオーバ電圧
及び保持電流定格を持つことにより、前記サイダツクが
、所定のレベルを越える過渡電圧をアースに導き、前記
電子装置を保護するようにした３エレメント式過電圧保
護固定回路。 １０、前記第１及び第３のサイダツクのブレークオーバ
電圧の和を、前記第２及び第３のブレークオーバ電圧の
和にほぼ等しくすることにより、いずれかの伝送線路の
電圧レベルが同じ電圧レベルを越えるときに、アースへ
の保護回路導通が生ずるようにした請求項９記載の３エ
レメント式過電圧保護回路。 １１、前記第３のサイダツクの保持電流を、前記第１及
び第２のサイダツクの保持電流より低くした請求項１０
記載の３エレメント式過電圧保護回路。 １２、前記第３のサイダツクを、Ｐ形シリコン材料で作
り、前記第１及び第３のサイダツクの回路又は第２及び
第３のサイダツクの回路に対し、電流がブレークオーバ
電圧を過ぎて増すに伴い電流−電圧線図で負の傾斜を生
ずる特性を持つようにした請求項９記載の３エレメント
式過電圧保護回路。 １３、前記３個のサイダツクのうちの少なくとも２個を
、Ｐ形シリコン材料で作り、前記第１及び第３のサイダ
ツクの回路又は前記第２及び第３のサイダツクの回路に
対し、電流がブレークオーバ電圧を過ぎて増すに伴い電
流−電圧線図で負の傾斜を生ずる特性を持つようにした
請求項９記載の３エレメント式過電圧保護回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US212195 | 1988-06-27 | ||
| US07/212,195 US4905119A (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Solid state overvoltage protection circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255525A true JPH0255525A (ja) | 1990-02-23 |
| JPH07108062B2 JPH07108062B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=22789959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162811A Expired - Lifetime JPH07108062B2 (ja) | 1988-06-27 | 1989-06-27 | 過電圧保護回路 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4905119A (ja) |
| EP (1) | EP0349477B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07108062B2 (ja) |
| AT (1) | ATE112911T1 (ja) |
| AU (1) | AU613174B2 (ja) |
| DE (1) | DE68918766T2 (ja) |
| DK (1) | DK307589A (ja) |
| FI (1) | FI99222C (ja) |
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- 1989-06-21 EP EP89730146A patent/EP0349477B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1989-06-22 FI FI893067A patent/FI99222C/fi active IP Right Grant
- 1989-06-27 JP JP1162811A patent/JPH07108062B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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