JPH04244732A - サージ吸収回路及びこの回路からなるサージ吸収器 - Google Patents

サージ吸収回路及びこの回路からなるサージ吸収器

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JPH04244732A
JPH04244732A JP3028066A JP2806691A JPH04244732A JP H04244732 A JPH04244732 A JP H04244732A JP 3028066 A JP3028066 A JP 3028066A JP 2806691 A JP2806691 A JP 2806691A JP H04244732 A JPH04244732 A JP H04244732A
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JP
Japan
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surge
absorbing element
lead
thermally responsive
responsive switch
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JP3028066A
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English (en)
Inventor
Fujio Ikeda
富士男 池田
Takaaki Ito
隆明 伊藤
Masatoshi Abe
阿部 政利
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • HELECTRICITY
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/042Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage comprising means to limit the absorbed power or indicate damaged over-voltage protection device

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電話機、ファクシミリ、
電話交換機、モデム等の通信機器用の電子部品に適する
サージ吸収回路及びこの回路からなるサージ吸収器に関
する。更に詳しくは電子部品に印加されるサージ電圧の
吸収機能に加えて、継続的な過電圧又は過電流の電子部
品への侵入防止機能を有するサージ吸収回路及びこの回
路からなるサージ吸収器に関するものである。本明細書
で、過電圧又は過電流とは、サージ吸収素子の放電開始
電圧を上回る異常電圧とこれに伴う異常電流をいう。
【0002】
【従来の技術】この種のサージ吸収素子は電子部品の一
対の入力線路にこの電子部品に並列に接続され、電子部
品の使用電圧より高い電圧で動作するように構成される
。即ち、サージ吸収素子はその放電開始電圧より低い電
圧では抵抗値の高い抵抗体であるが、印加電圧がその放
電開始電圧以上のときには数10Ω以下の抵抗値の低い
抵抗体になる。電子部品に雷サージ等のサージ電圧が瞬
間的に印加されると、サージ吸収素子が放電し、サージ
電圧を吸収して電子部品が保護されるようになっている
。このため、電子部品を含む回路に過電圧又は過電流が
不慮の事故等により継続して加わると、サージ吸収素子
には電流が流れ続ける。この結果、サージ吸収素子が発
熱し周辺の電子機器の発火の原因となる。通常、このよ
うな過電圧又は過電流が回路に継続して侵入することは
考えられないが、不慮の事故を想定して最大限の安全対
策を施していく考えが広まってきている。例えば、米国
のUL(Underwriter’s Laborat
ories Inc.)では、このような継続的な過電
圧又は過電流の侵入時にサージ吸収器が通信機器に火災
や電撃の危険を与えてはならないように、サージ吸収器
に対して所定の安全規格を制定している。
【0003】従来、こうした安全規格に適合し、継続的
な過電圧又は過電流に起因した電子機器の発火を防止し
得るサージ吸収器として、ヒューズや低融点金属部材を
サージ吸収素子の表面に密着させ、このヒューズや低融
点金属部材をサージ吸収素子に直列に接続したものが開
示されている(特開昭63−11022、特開昭63−
18923)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒューズや低
融点金属部材をサージ吸収素子に直列に接続したサージ
吸収器は、過電圧又は過電流の侵入によりヒューズや低
融点金属部材が溶断すると、サージ吸収回路はオープン
状態になるため、サージ吸収器を新品と交換しなければ
ならない煩わしさがあった。特にサージ吸収素子をヒュ
ーズ等とともにケーシングで被包した場合に、目視によ
ってはヒューズ等の溶断状況が判りにくい不具合もあっ
た。
【0005】本発明の目的は、雷サージのような瞬間的
なサージ電圧を吸収することに加えて、継続的な過電圧
又は過電流の侵入があった場合にはサージ吸収素子の異
常発熱のみならず、電子部品の熱的損傷、発火等を防止
することができ、しかも継続的な過電圧又は過電流の侵
入が止むと自動的に復元し得るサージ吸収回路及びこの
回路からなるサージ吸収器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のサージ吸収回路
は、図1に示すように電子部品10の一対の入力線路1
1,12に電子部品10に並列にサージ吸収素子14が
接続され、このサージ吸収素子14の入力側の入力線路
の一方11に加熱により開き冷却により閉じる熱応動ス
イッチ21が介装接続されたことを特徴とする。また図
1及び図2に示すように、本発明のサージ吸収器13は
電子部品10の一対の入力線路11,12にこの電子部
品10に並列にサージ吸収素子14が接続される。この
サージ吸収器13の特徴ある構成は、サージ吸収素子1
4の入力側の入力線路の一方11に接続される第1リー
ド17と電子部品10の入力側に接続される第2リード
18と入力線路の他方12に接続される第3リード19
とが基材16に配設され、第1リード17と前記第2リ
ード18の間に加熱により開き冷却により閉じる熱応動
スイッチ21が介装接続され、更に第2リード18と熱
応動スイッチ21の接続点と第3リード19の間にサー
ジ吸収素子14が介装接続されたことにある。
【0007】熱応動スイッチは、導電性材料のバイメタ
ル、形状記憶合金等の熱変形により切換わる常閉のスイ
ッチである。電子部品の最高使用温度は通常85℃であ
るため、熱応動スイッチは作動開始温度が80℃〜12
0℃の範囲のものが好ましい。このため、バイメタルス
イッチは熱変形の開始温度が80〜100℃の黄銅−ニ
ッケル鋼又は100〜150℃のマンガン−インバー、
黄銅−インバー等の熱膨張率の異なる2種の金属片の接
合体からなるものが好ましい。また形状記憶合金スイッ
チは変態点が90℃まで調整可能なニッケル−チタン合
金、100℃まで調整可能な銅−亜鉛−アルミニウム合
金からなるものが好ましい。熱応動スイッチをサージ吸
収素子の近傍に配置すると、継続的な過電圧又は過電流
の侵入時に熱応動スイッチ自体の発熱に加えてサージ吸
収素子の発熱が熱応動スイッチに及んで、速やかに熱応
動スイッチが開放されるため好ましい。更に熱応動スイ
ッチをサージ吸収素子の近傍に配置した状態でこれらを
ケーシングで被包すれば、発熱体のサージ吸収器周辺へ
の熱放散が減少し、より迅速に熱応動スイッチが開放さ
れるため好ましい。
【0008】サージ吸収素子としては、酸化亜鉛バリス
タ、炭化けい素バリスタ、ツェナダイオード等の半導体
型サージ吸収素子、コンデンサと抵抗を組合せたCRフ
ィルタ、コンデンサとコイルを組合せたCLフィルタ等
のフィルタ型サージ吸収素子、エアギャップ式放電管、
マイクロギャップ式放電管等のギャップ型サージ吸収素
子が挙げられる。
【0009】
【作用】電子部品10の一対の入力線路11,12に継
続して過電圧又は過電流が侵入すると、熱応動スイッチ
自体が抵抗体であるため発熱し、同時にサージ吸収素子
14も発熱する。熱応動スイッチ自体の発熱により、或
いはこの発熱にサージ吸収素子14の輻射熱が加わるこ
とにより熱応動スイッチ21が一定の温度まで上昇する
と、熱応動スイッチ21が開き、電子部品10及びサー
ジ吸収素子14に過電圧又は過電流は侵入しなくなる。 過電圧又は過電流の遮断により、熱応動スイッチ21が
一定の温度を下回れば、再び熱応動スイッチ21が閉じ
てサージ吸収器13は自動的に復元し、電子部品10は
入力線路11,12に接続された状態になる。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例と比較例を図面に基づい
て詳しく説明する。 <実施例>図1〜図3に示すように、通信機器の電子部
品10の一対の入力線路11,12には電子部品10に
並列にサージ吸収器13のサージ吸収素子14が接続さ
れる。サージ吸収器13の絶縁性基材16には3本のピ
ン状のリード17、18及び19が間隔をあけて貫通し
て設けられる。リード17〜19は導電性材料からなり
、この例では鉄ニッケル合金からなる。リード17はサ
ージ吸収素子14の入力側の入力線路11に、リード1
8は電子部品10の入力側に、リード19は入力線路1
2にそれぞれ接続される。リード17とリード18の間
には熱応動スイッチ21が介装接続され、リード18と
スイッチ21の接続点Aとリード19の間にはサージ吸
収素子14が介装接続される。
【0011】この例ではサージ吸収素子14は放電開始
電圧が300Vのマイクロギャップ式放電管である。こ
の素子14は導電性皮膜で被包した円柱状のセラミック
ス素体の周方向に数10μmのマイクロギャップを形成
させ、このセラミックス素体の両端にキャップ電極を設
け、キャップ電極にリード線を接続した後、不活性ガス
とともにガラス管に封入して作られる。この素子14の
リード線14aはリード18に、リード線14bはリー
ド19にそれぞれ溶接により接続される。
【0012】この例では熱応動スイッチ21は加熱によ
り開き冷却により閉じる常閉のバイメタルスイッチであ
る。スイッチ21の固定接点片22はリード17に、そ
のバイメタル片23はリード18にそれぞれ溶接により
接続される。バイメタル片23はこの例では熱膨張率の
異なるマンガンとインバーの2種の金属片の接合体から
なる。バイメタル片23は温度により可逆的に熱変形す
る。このバイメタル片23は100℃以下ではその先端
が溶接により設けられた接点23aを介して固定接点片
22に突き当って接触し、100℃を越えると熱変形し
て固定接点片22から離脱する特性を有する。スイッチ
21はサージ吸収素子14の近傍に配置される。スイッ
チ21とサージ吸収素子14はケーシング24により被
包され、ケーシング24は基材16に取付けられる。
【0013】<比較例>図4は比較例のサージ吸収器2
5を示す。図3と同一符号は同一構成部品を意味する。 リード17にはばね弾性を有する金属線26の基端が溶
接により接続される。サージ吸収素子14のリード線1
4bの付け根には融点が910℃のりん青銅からなる金
属細線27の一端がはんだ28により接続される。金属
線26はサージ吸収素子14側に撓んだ状態でその先端
が金属細線27の他端に溶接により接続される。
【0014】<過電圧過電流試験とその結果>実施例の
サージ吸収器13と比較例のサージ吸収器25について
過電圧過電流試験を行った。これらのサージ吸収器13
及び25をそれぞれ図1に示すように入力線路11,1
2及び電子部品10に接続した。この試験回路の入力線
路11及び12にAC600Vで40Aの電流を1.5
秒間流す試験(a)と、AC600Vで2.2Aの電流
を30分間流す試験(b)をそれぞれ行った。
【0015】試験(a)で過電圧で比較的大きな電流を
流したところ、比較例のサージ吸収器25の金属細線2
7が過電流による発熱のため30ミリ秒で溶断した。印
加後サージ吸収器25はサージ吸収機能を喪失し電子部
品10は入力線路11と遮断された。これに対して実施
例のサージ吸収器13は過電流によるバイメタル片自体
の発熱とサージ吸収素子14の輻射熱のためバイメタル
片23が速やかに熱変形して固定接点片22から僅か4
ミリ秒で離れた。このサージ吸収器13のスイッチ21
は過電圧を印加している間は開いたままであった。印加
後バイメタル片が復帰してサージ吸収器13は復元し電
子部品10は入力線路11,12に接続された状態にな
った。
【0016】試験(b)で過電圧で比較的小さな電流を
流したところ、比較例のサージ吸収器25のはんだ28
が溶融し金属線26の復元弾性力により金属細線27が
リード線14bから1.5秒で離れた。印加後サージ吸
収器25はサージ吸収機能を喪失し電子部品10は入力
線路11と遮断された。これに対して実施例のサージ吸
収器13は過電圧印加中、スイッチ21が平均数ミリ秒
オン状態と平均2〜5秒間オフ状態を繰返した。上記試
験のいずれの場合においても、比較例のサージ吸収器2
5にのみ熱的破壊現象が見られたが、実施例のサージ吸
収器13及び電子部品10には熱的損傷、発火等の異常
は見られなかった。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、従来のサージ吸収器
が金属の溶融によりオープン状態になるのに対して、本
発明のサージ吸収器は熱応動スイッチの熱変形によりオ
ープン状態になるため、本発明のサージ吸収器は過電圧
又は過電流に対する応答が速やかで、回路を迅速に遮断
でき、これにより電子部品を確実に保護することができ
る。また、過電圧又は過電流が解消され通常状態に戻れ
ば、本発明のサージ吸収器は自己復帰して、従来のよう
に新品のものと交換しなくても、サージ吸収機能及び過
電圧又は過電流の保護機能を保持し続ける。この結果、
サージ吸収器の寿命が高まって、その交換作業を著しく
減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のサージ吸収回路の構成図。
【図2】本発明実施例のサージ吸収器の外観斜視図。
【図3】図2の正面図。
【図4】比較例のサージ吸収器の正面図。
【符号の説明】
10    電子部品 11,12    一対の入力線路 13,25    サージ吸収器 14    サージ吸収素子 16    基材 17,18,19    リード 21    熱応動スイッチ 24    ケーシング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電子部品(10)の一対の入力線路(
    11,12)に前記電子部品(10)に並列にサージ吸
    収素子(14)が接続されたサージ吸収回路において、
    前記サージ吸収素子(14)の入力側の前記入力線路の
    一方(11)に加熱により開き冷却により閉じる熱応動
    スイッチ(21)が介装接続されたことを特徴とするサ
    ージ吸収回路。
  2. 【請求項2】  電子部品(10)の一対の入力線路(
    11,12)に前記電子部品(10)に並列にサージ吸
    収素子(14)が接続されるサージ吸収器において、前
    記サージ吸収素子(14)の入力側の前記入力線路の一
    方(11)に接続される第1リード(17)と前記電子
    部品(10)の入力側に接続される第2リード(18)
    と前記入力線路の他方(12)に接続される第3リード
    (19)とが基材(16)に配設され、前記第1リード
    (17)と前記第2リード(18)の間に加熱により開
    き冷却により閉じる熱応動スイッチ(21)が介装接続
    され、前記第2リード(18)と前記熱応動スイッチ(
    21)の接続点と前記第3リード(19)の間に前記サ
    ージ吸収素子(14)が介装接続されたことを特徴とす
    るサージ吸収器。
  3. 【請求項3】  熱応動スイッチ(21)がバイメタル
    からなる請求項2記載のサージ吸収器。
  4. 【請求項4】  熱応動スイッチ(21)が形状記憶合
    金からなる請求項2記載のサージ吸収器。
  5. 【請求項5】  熱応動スイッチ(21)がサージ吸収
    素子(14)の近傍に配置された請求項2記載のサージ
    吸収器。
  6. 【請求項6】  熱応動スイッチ(21)とサージ吸収
    素子(14)がケーシング(24)により被包され、前
    記ケーシング(24)が基材(16)に取付けられた請
    求項5記載のサージ吸収器。
JP3028066A 1991-01-29 1991-01-29 サージ吸収回路及びこの回路からなるサージ吸収器 Pending JPH04244732A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820161B1 (ko) * 2003-12-22 2008-04-08 국방과학연구소 고전압 전원공급기의 보호 회로
US11178752B2 (en) 2018-01-11 2021-11-16 Pegatron Corporation Circuit board with electrostatic discharge protection mechanism and electronic apparatus having the same

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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19950808