JPH11155232A

JPH11155232A - サージ保護装置

Info

Publication number: JPH11155232A
Application number: JP33789397A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Arikawa; 浩雄蟻川; Masaya Maruo; 昌也圓尾
Original assignee: Kk Soc; SOC KK
Current assignee: Kk Soc; SOC KK
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-08
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JP3658597B2

Abstract

(57)【要約】【目的】急峻なサージが印加された場合、瞬間的に内
部抵抗が非常に大きくなる保護装置を、負荷回路に直列
に接続して、負荷回路に大きなサージ電圧がかからない
ようにする。【構成】ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ１のドレイン
を電源のプラス端子Ａに接続し、ＭＯＳ１のソースを負
荷回路に接続し、ＭＯＳ１のゲートを抵抗２とコンデン
サー３に接続し、そして、抵抗２のＭＯＳ１のゲートに
接続していない方の端をＭＯＳ１のソースに接続し、コ
ンデンサー３のＭＯＳ１のゲートに接続していない方の
端をダイオード４のアノードに接続し、ダイオード４の
カソードを電源のグランド端子Ｂに接続し、負荷回路の
ＭＯＳ１のソースに接続していない方の端を電源のグラ
ンド端子Ｂに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、雷やリアクタンス回路
の開閉によるサージから、負荷回路を保護するためのサ
ージ保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサージ保護は、保護される負荷回
路の電源側に、電源線とグランド（アース）の間に、サ
ージアブソーバを接続している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のサージ保護にお
いては、急峻な上昇率の電圧（サージ）が印加された場
合、サージアブソーバが放電を開始する電圧（放電開始
電圧）は、正常な電源電圧の３〜５倍になり、その大き
な電圧が、放電電圧が下がるまでの間、負荷回路にかか
るという問題があった。

【０００４】本発明は、急峻な上昇率のサージが印加さ
れた場合、瞬間的に内部抵抗が非常に大きくなり、そし
て、サージ電圧が下がるにつれて、内部抵抗が小さくな
るサージ保護装置を、サージアブソーバと負荷回路の間
に、負荷回路に直列に接続して、負荷回路に大きなサー
ジ電圧（放電開始電圧）がかからないようにすることが
できるサージ保護装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサージ保護装置においては、サージアブソ
ーバと負荷回路の間に、ＭＯＳＦＥＴ（以下、ＭＯＳ）
を負荷回路に直列に接続し、サージが印加された場合、
ＭＯＳのゲート電圧を変えて、瞬間的にＭＯＳの内部抵
抗を高め、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないよ
うにするものである。

【０００６】

【実施例】実施例を、図１により説明する。ディプレッ
ション形Ｎ型ＭＯＳ１のドレインを電源のプラス端子Ａ
に接続し、ＭＯＳ１のソースを負荷回路に接続し、ＭＯ
Ｓ１のゲートを抵抗２とコンデンサー３に接続し、そし
て、抵抗２のＭＯＳ１のゲートに接続していない方の端
をＭＯＳ１のソースに接続し、コンデンサー３のＭＯＳ
１のゲートに接続していない方の端をダイオード４のア
ノードに接続し、ダイオード４のカソードを電源のグラ
ンド端子Ｂに接続し、負荷回路のＭＯＳ１のソースに接
続していない方の端を電源のグランド端子Ｂに接続す
る。

【０００７】サージアブソーバは、ＭＯＳ１より電源側
である端子ＡＢ間に接続されているものとする。

【０００８】今、端子ＡＢ間に、直流のプラスの１００
Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れてい
るものとする。この時、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）
は、０Ｖであり、コンデンサー３には、電源電圧からダ
イオード４の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、そ
の電圧で充電されている。そして、ＭＯＳ１は、導通状
態であり、内部抵抗は、小さい状態である。

【０００９】次に、プラスの急峻なサージ電圧がかか
り、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子Ａ
Ｂ間にかかった場合、コンデンサー３は、抵抗２とコン
デンサー３の時定数により、遅れて充電されるので、端
子Ａの電圧が上がり始め、ＭＯＳ１のソースの電圧（ソ
ースとグランド間の電圧）が僅かに上がると、コンデン
サー３の端子電圧（コンデンサー３のプラス端子とグラ
ンド間の電圧）は上がらないために、ＭＯＳ１のゲート
電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の上昇分だけ下がること
になる。そして、端子Ａの電圧が更に上がると、ゲート
電圧（Ｖgs）はより下がる。

【００１０】そのために、サージ電圧がかかった瞬間
に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、ＭＯＳ１のしきい電圧近
くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵抗は、非常に大きくな
る。そして、ＭＯＳ１の非常に大きな内部抵抗と負荷回
路の内部抵抗の比に比例して、サージによって上昇した
電圧の大部分は、ＭＯＳ１にかかり、負荷回路には、大
きなサージ電圧はかからない。次に、サージ電圧がなく
なると、ゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖになり、ＭＯＳ１
は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。

【００１１】従って、この実施例の回路は、負荷回路に
大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐこ
とができるサージ保護装置のはたらきをする。

【００１２】この実施例のサージ保護装置は、交流回路
においても、使用することができる。交流の場合は、電
源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。
今、分かり易くするために、交流線の一方の線のサージ
保護装置について、説明する。グランドは、電源線の他
方の線に接続することもでき、また、中性線を設けて、
その中性線に接続することもできる。従って、ダイオー
ド４のカソードは、電源線の他方の線に接続することも
でき、また、グランドの中性線に接続することもでき
る。

【００１３】端子ＡＢ間に、交流１００Ｖの定常電圧が
かかり、負荷回路に正常電流が流れているものとする。
ＭＯＳ１に対して、順方向の電圧の周期の時に、ＭＯＳ
１のゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖであり、コンデンサー
３には、電源電圧のプラスのピーク値からダイオード４
の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その電圧で充
電される。そして、ＭＯＳ１は、順方向の電圧に対し
て、導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。

【００１４】コンデンサー３に、直列に、ダイオード４
が接続されているので、交流の順方向の電圧の周期の時
に、充電されたコンデンサー３の端子電圧（コンデンサ
ー３のプラス端子とグランド間の電圧）は、交流の逆方
向の電圧の周期になっても、放電せず、保持される。

【００１５】従って、交流の順方向の周期において、プ
ラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの
大きな放電開始電圧が、端子ＡＢ間にかかった場合、直
流電源の時と同様に、コンデンサー３は、抵抗２とコン
デンサー３の時定数により、遅れて充電されるので、端
子Ａの電圧が上がり始め、ＭＯＳ１のソースの電圧（ソ
ースとグランド間の電圧）が僅かに上がると、コンデン
サー３の端子電圧（コンデンサー３のプラス端子とグラ
ンド間の電圧）は上がらないために、ＭＯＳ１のゲート
電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の上昇分だけ下がること
になる。そして、端子Ａの電圧が更に上がると、ゲート
電圧（Ｖgs）はより下がる。

【００１６】そのために、交流において、順方向のサー
ジ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、Ｍ
ＯＳ１のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵
抗は、非常に大きくなり、負荷回路には、大きなサージ
電圧はかからない。従って、図１の実施例の回路は、交
流回路においても、負荷回路に大きなサージ電圧がかか
らないように、サージを防ぐことができるサージ保護装
置のはたらきをする。

【００１７】次に、端子ＣＢ間に、直流のマイナスの１
００Ｖの定常電圧がかかり、マイナスのサージに対する
保護装置の実施例を、図２により説明する。ディプレッ
ション形Ｐ型ＭＯＳ５のドレインを電源のマイナス端子
Ｃに接続し、ＭＯＳ５のソースを負荷回路に接続し、Ｍ
ＯＳ５のゲートを抵抗２とコンデンサー３に接続し、そ
して、抵抗２のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の
端をＭＯＳ５のソースに接続し、コンデンサー３のＭＯ
Ｓ５のゲートに接続していない方の端をダイオード４の
カソードに接続し、ダイオード４のアノードを電源のグ
ランド端子Ｂに接続し、負荷回路のＭＯＳ５のソースに
接続していない方の端を電源のグランド端子Ｂに接続す
る。

【００１８】サージアブソーバは、ＭＯＳ５より電源側
である端子ＣＢ間に接続されているものとする。

【００１９】今、端子ＣＢ間に、直流のマイナスの１０
０Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れて
いるものとする。この時、ＭＯＳ５のゲート電圧（Ｖg
s）は、０Ｖであり、コンデンサー３には、電源電圧か
らダイオード４の順方向電圧を差し引いた電圧がかか
り、その電圧で充電されている。そして、ＭＯＳ５は、
導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。

【００２０】次に、端子Ｃにマイナスの急峻なサージ電
圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧
が、端子ＣＢ間にかかった場合、電圧の正負は逆である
が、図１の実施例と同様に、コンデンサー３は、抵抗２
とコンデンサー３の時定数により、遅れて充電されるの
で、端子Ｃの電圧が下がり始め、ＭＯＳ５のソースの電
圧（ソースとグランド間の電圧）が僅かに下がると、Ｍ
ＯＳ５のゲート電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の降下分
だけ上がることになる。そして、端子Ｃの電圧が更に下
がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより上がる。

【００２１】そのために、サージ電圧がかかった瞬間
に、ＭＯＳ５のゲート電圧は、ＭＯＳ５のしきい電圧近
くまで上がり、ＭＯＳ５の内部抵抗は、非常に大きくな
り、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。そ
して、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧（Ｖgs）
は、０Ｖになり、ＭＯＳ５は、内部抵抗の小さい導通状
態に戻り、サージ保護装置のはたらきをする。この実施
例のサージ保護装置は、交流回路においても、使用する
ことができる。交流の場合は、電源線の２線の双方に、
このサージ保護装置を接続する。

【００２２】次に、図２の実施例の保護回路に、サージ
アブソーバとして、サイリスタ（ＳＣＲ）を組み込んだ
実施例を、図３により説明する。ＭＯＳ５のドレインを
電源のマイナス端子Ｃに接続し、ＭＯＳ５のソースを負
荷回路に接続し、ＭＯＳ５のゲートを抵抗２とコンデン
サー３に接続し、そして、抵抗２のＭＯＳ５のゲートに
接続していない方の端をＭＯＳ５のソースに接続し、コ
ンデンサー３のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の
端をダイオード４のカソードに接続し、ダイオード４の
アノードを電源のグランド端子Ｂに接続し、負荷回路の
ＭＯＳ１のソースに接続していない方の端を電源のグラ
ンド端子Ｂに接続し、ＳＣＲ６のアノードを、グランド
端子Ｂに接続し、ＳＣＲ６のカソードをマイナス端子Ｃ
に接続し、ダイオード７のアノードをＭＯＳ５のソース
に接続し、ダイオード７のカソードをコンデンサー８に
接続し、コンデンサー８のダイオード７のカソードに接
続していない方の端を、ダイオード９のカソードに接続
し、ダイオード９のアノードを、グランド端子Ｂに接続
し、ＳＣＲ６のゲートを、ダイオード７のカソードに接
続する。

【００２３】今、マイナス端子Ｃには、定電圧ではな
く、信号電圧が載ったマイナス電圧がかかり、信号電流
が流れているとする。コンデンサー８とダイオード９
が、直列に接続しているので、コンデンサー８には、信
号電圧を含むマイナスの定電圧が充電され、保持され
る。従って、信号電圧によって、コンデンサー８は、充
放電しないために、信号電圧によって、マイナス電圧が
変動しても、ＳＣＲ６のゲートに、ゲート電流は流れ
ず、ＳＣＲ６は不導通状態である。

【００２４】仮に、ダイオード９を接続せずに、コンデ
ンサー８だけをＳＣＲ６のアノード・ゲート間に接続す
ると、信号電圧の変動によるコンデンサー８の充放電に
より、ＳＣＲ６はスイッチし、導通状態になることがあ
るので、信号線には使用できないが、コンデンサー８と
ダイオード９を、直列に接続することにより、信号線に
使用することができる。

【００２５】端子Ｃに、急峻な大きなマイナスのサージ
電圧がかかった場合、その時間変化（ｄＶ／ｄｔ）によ
るコンデンサー８の変位電流が、ＳＣＲ６のゲートに流
れて、ＳＣＲ６は導通状態になる。そして、ＳＣＲ６が
スイッチする時、ＳＣＲ６には、ある大きさのサージ電
圧がかかっているが、ＭＯＳ５は、既に内部抵抗が大き
くなっているので、負荷回路にサージ電圧をかけること
なく、ＳＣＲ６によって、サージ電流を流し、サージ電
圧をグランド電圧に近づけることができる。

【００２６】端子Ｃに、緩慢な大きなマイナスのサージ
電圧がかかった場合、コンデンサー８からＳＣＲ６のゲ
ート電流は流れないが、緩慢なサージ電圧によって、Ｍ
ＯＳ５の内部抵抗は大きくなり、ＭＯＳ５の両端に電位
差が生じる。その電位差により、ダイオード７からゲー
ト電流が流れて、ＳＣＲ６はスイッチし、導通状態にな
るので、負荷回路にサージ電圧をかけることなく、サー
ジ電流を流し、サージ電圧をグランド電圧に近づけるこ
とができる。

【００２７】緩慢なサージ電圧に対しては、コンデンサ
ー８とダイオード９に並列にツェナー・ダイオードを接
続し、そのツェナー・ダイオードからゲートに電流を流
して、ＳＣＲ６をスイッチすることもできるが、ツェナ
ー・ダイオードを使用すると、端子Ｃにかかる信号線の
定常電圧が変わる度に、ツェナー・ダイオードを変える
ことが必要であるが、ダイオード７からゲート電流を流
すことにより、信号線の定常電圧が変わっても使用で
き、サージから負荷回路を保護することができる。

【００２８】次に、別の実施例を図４により説明する。
ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ１のドレインを電源のプ
ラス端子Ａに接続し、ＭＯＳ１のソースをコイル10に接
続し、コイル10のＭＯＳ１のソースに接続していない方
の端を負荷回路に接続し、ＭＯＳ１のゲートをコイル10
のＭＯＳ１のソースに接続していない方の端に接続し、
負荷回路のコイル10に接続していない方の端を電源のマ
イナス（グランド）端子Ｂに接続する。

【００２９】サージアブソーバは、ＭＯＳ１より電源側
である端子ＡＢ間に接続されているものとする。

【００３０】今、端子ＡＢ間に、直流のプラスの１００
Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れてい
るものとする。ＭＯＳ１は、導通状態であり、内部抵抗
は、小さい状態である。次に、プラスの急峻なサージ電
圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧
が、端子ＡＢ間にかかり、急に過電流が流れようとする
と、コイル10の両端には、その急な電流変化を阻止しよ
うと電圧が発生する。コイル10の両端に電圧が発生する
と、発生した電圧の大きさだけ、ＭＯＳ１のゲート電圧
（Ｖgs）は下がることになる。従って、コイル10の両端
に、大きな電圧が発生すると、ＭＯＳ１のゲート電圧
は、しきい電圧の近くまで下がる。

【００３１】そのために、サージ電圧がかかった瞬間
に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、ＭＯＳ１のしきい電圧近
くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵抗は、非常に大きくな
るので、サージによって上昇した電圧の大部分は、ＭＯ
Ｓ１にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかか
らない。そして、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧
（Ｖgs）は、０Ｖになり、ＭＯＳ１は、内部抵抗の小さ
い導通状態に戻る。

【００３２】従って、この実施例の回路は、負荷回路に
大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐこ
とができるサージ保護装置のはたらきをする。この実施
例のサージ保護装置は、図１の実施例と同様に、交流回
路においても、使用することができる。交流の場合は、
電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続す
る。

【００３３】次に、別の実施例を、図５により説明す
る。この実施例のサージ保護装置は、交流回路専用であ
り、電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続
する。上述と同様に、分かり易くするために、交流の電
源線の一方の線のサージ保護装置について説明する。グ
ランドは、電源線の他方の線に接続することもでき、ま
た、中性線を設けて、その中性線に接続することもでき
る。従って、ダイオード18のカソードは、電源線の他方
の線に接続することもでき、また、グランドの中性線に
接続することもできる。

【００３４】エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ11のドレイ
ンを電源の一方の端子Ｄに接続し、ＭＯＳ11のソースを
負荷回路に接続し、負荷回路のＭＯＳ11のソースに接続
していない方の端を電源の他方の端子Ｅに接続し、ＭＯ
Ｓ11のゲートをダイオード15のカソードに接続し、ダイ
オード15のアノードを抵抗12、13に接続し、抵抗12のダ
イオード15のアノードに接続していない方の端をＭＯＳ
11のドレインに接続し、抵抗13のダイオード15のアノー
ドに接続していない方の端をダイオード14のカソードに
接続し、ダイオード14のアノードを端子Ｅに接続し、Ｍ
ＯＳ11のゲートは、また、ツェナー・ダイオード16のカ
ソードと、コンデンサー17に接続し、そして、ツェナー
・ダイオード16のアノードは、ＭＯＳ11のソースに接続
し、コンデンサー17のＭＯＳ11のゲートに接続していな
い方の端をダイオード18のアノードに接続し、ダイオー
ド18のカソードを端子Ｅに接続する。

【００３５】サージアブソーバは、ＭＯＳ11より電源側
である端子ＤＥ間に接続されているものとする。

【００３６】今、交流１００Ｖの定常電圧が、端子ＤＥ
間にかかり、エンハンスメント形ＭＯＳ11にかかる時、
順方向の最初の周期では、ＭＯＳ11のゲートは、抵抗12
とダイオード15を通じて、ＭＯＳ11のドレインに接続し
ているので、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、ＭＯＳ
11のドレイン電圧（Ｖds）に近い大きさになる。ＭＯＳ
11のゲート電圧は、あまり大きく（高く）ないので、Ｍ
ＯＳ11の内部抵抗は少し大きい。

【００３７】交流電圧の次の逆方向の周期では、逆方向
電流が、ＭＯＳ11のソースからドレインに流れるが、ダ
イオード14と抵抗13、12にも流れる。そして、逆方向電
流による抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11の適正な
ゲート電圧（Ｖgs）の値（１０〜１５Ｖ）の大きさにな
るように、抵抗12と抵抗13の抵抗値の割合を選べば、そ
の抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11のゲート電圧
（Ｖgs）として、ＭＯＳ11のゲートに充電される。ま
た、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ツェナー・ダイオード16
のツェナー電圧より大きくならない。

【００３８】そして、交流電圧の次の順方向の周期にな
っても、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ダイオード15によっ
て阻止されて、放電せず、保持されるので、次の順方向
の周期の最初から、ＭＯＳ11のゲート電圧は、適正なゲ
ート電圧になって、ＭＯＳ11は内部抵抗の小さい導通状
態になり、その後の周期においても、その導通状態が維
持される。

【００３９】コンデンサー17には、交流の順方向の電圧
の周期における負荷回路の電圧降下のピーク値に、ＭＯ
Ｓ11のゲート電圧（Ｖgs）を加えた電圧から、ダイオー
ド15、18の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その
電圧で充電される。そして、コンデンサー17に、直列
に、ダイオード18が接続されているので、充電されたコ
ンデンサー17の端子電圧（コンデンサー17のプラス端子
とグランド間の電圧）は、交流の逆方向の電圧の周期に
なっても、放電せず、保持される。

【００４０】従って、交流の順方向の周期において、プ
ラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの
大きな放電開始電圧が、端子ＤＥ間にかかった場合、コ
ンデンサー17は、抵抗12とコンデンサー17の時定数によ
り、遅れて充電されるので、端子Ｄの電圧が上がり始
め、ＭＯＳ11のソースの電圧（ソースとグランド間の電
圧）が僅かに上がると、コンデンサー17の端子電圧（コ
ンデンサー17のプラス端子とグランド間の電圧）は上が
らないために、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、ソー
スの電圧の上昇分だけ下がることになる。そして、端子
Ｄの電圧が更に上がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより下
がる。

【００４１】そのために、交流の順方向のサージ電圧が
かかった瞬間に、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ＭＯＳ11の
しきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ11の内部抵抗は、非
常に大きくなる。そして、ＭＯＳ11の非常に大きな内部
抵抗と負荷回路の内部抵抗の比に比例して、サージによ
って上昇した電圧の大部分は、ＭＯＳ11にかかり、負荷
回路には、大きなサージ電圧はかからない。次に、サー
ジ電圧がなくなると、ゲート電圧は、元の電圧になり、
ＭＯＳ11は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。

【００４２】従って、図５の実施例の回路は、交流回路
において、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないよ
うに、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはた
らきをすることができる。

【００４３】次に、交流回路専用の別の実施例を、図６
により説明する。この実施例は、図５の実施例の一部を
変えたものであるから、図５と同じ部品は、同じ番号を
付けている。この実施例のサージ保護装置は、交流の電
源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。
上述と同様に、分かり易くするために、交流線の一方の
線のサージ保護装置について説明する。

【００４４】エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ11のドレイ
ンを電源の一方の端子Ｄに接続し、ＭＯＳ11のソースを
コイル20に接続し、コイル20のＭＯＳ11のソースに接続
していない方の端を負荷回路に接続し、負荷回路のコイ
ル20に接続していない方の端を電源の他方の端子Ｅに接
続し、ＭＯＳ11のゲートをダイオード15のカソードに接
続し、ダイオード15のアノードを抵抗12、13に接続し、
抵抗12のダイオード15のアノードに接続していない方の
端をＭＯＳ11のドレインに接続し、抵抗13のダイオード
15のアノードに接続していない方の端をダイオード14の
カソードに接続し、ダイオード14のアノードを端子Ｅに
接続し、ＭＯＳ11のゲートは、また、ツェナー・ダイオ
ード16のカソードと、コンデンサー19に接続し、そし
て、ツェナー・ダイオード16のアノードとコンデンサー
19のＭＯＳ11のゲートに接続していない方の端を、コイ
ル20のＭＯＳ11のソースに接続していない方の端に接続
する。

【００４５】サージアブソーバは、ＭＯＳ11より電源側
である端子ＤＥ間に接続されているものとする。

【００４６】今、交流１００Ｖの定常電圧が、端子ＤＥ
間にかかり、エンハンスメント形ＭＯＳ11にかかる時、
順方向の最初の周期では、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖg
s）は、ＭＯＳ11のドレイン電圧（Ｖds）に近い大きさ
になり、あまり大きく（高く）ないので、ＭＯＳ11の内
部抵抗は少し大きい。

【００４７】交流電圧の次の逆方向の周期では、逆方向
電流による抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11のゲー
ト電圧（Ｖgs）として、ＭＯＳ11のゲートとコンデンサ
ー19に充電される。また、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ツ
ェナー・ダイオード16のツェナー電圧より大きくならな
い。

【００４８】そして、交流電圧の次の順方向の周期にな
っても、ＭＯＳ11のゲート電圧とコンデンサー19の充電
電圧は、ダイオード15によって阻止されて、放電せず、
保持されるので、次の順方向の周期の最初から、ＭＯＳ
11のゲート電圧は、適正なゲート電圧になって、ＭＯＳ
11は内部抵抗の小さい導通状態になり、その後の周期に
おいても、その導通状態が維持される。

【００４９】従って、交流の順方向の周期において、プ
ラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの
大きな放電開始電圧が、端子ＤＥ間にかかり、急に過電
流が流れようとすると、コイル20の両端には、その急な
電流変化を阻止しようと電圧が発生する。

【００５０】コイル20の両端に電圧が発生すると、発生
した電圧により、ＭＯＳ11のゲート電圧は下がることに
なる。そして、コイル20の両端に、大きな電圧が発生す
ると、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、しきい電圧の
近くまで下がる。

【００５１】そのために、交流の順方向のサージ電圧が
かかった瞬間に、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ＭＯＳ11の
しきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ11の内部抵抗は、非
常に大きくなる。そして、サージによって上昇した電圧
の大部分は、ＭＯＳ11にかかり、負荷回路には、大きな
サージ電圧はかからない。次に、サージ電圧がなくなる
と、ゲート電圧は、元の電圧になり、ＭＯＳ11は、内部
抵抗の小さい導通状態に戻る。

【００５２】従って、図６の実施例の回路は、交流回路
において、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないよ
うに、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはた
らきをすることができる。

【００５３】図５、図６の実施例は、Ｎ型ＭＯＳを使用
しているが、Ｐ型ＭＯＳでも構成することができ、ま
た、マイナスのサージ電圧を防ぐように構成することも
できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果をある。

【００５５】急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソ
ーバの大きな放電開始電圧が電源端子間にかかっても、
サージによって上昇した電圧の大部分は、サージ保護装
置にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかから
ないようにすることができる。

【００５６】緩慢なサージ電圧がかかっても、サージア
ブソーバが機能する前に、サージ保護装置の内部抵抗は
大きくなるので、負荷回路には、大きなサージ電圧はか
からないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。

【図２】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。

【図３】サージアブソーバを組み込んだサージ保護装置
の実施例を示す回路図である。

【図４】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。

【図５】交流専用のサージ保護装置の実施例を示す回路
図である。

【図６】交流専用のサージ保護装置の実施例を示す回路
図である。

【符号の説明】１、５、11 ＭＯＳ６ＳＣＲ２、12、13 抵抗４、７、９、14、15、16、18 ダイオード３、８、17、19 コンデンサー 10、20 コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（１）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続
し、ＭＯＳ（１）のゲートとグランドの間に、コンデン
サー（３）と順方向のダイオード（４）を直列に接続
し、ＭＯＳ（１）のドレインをプラスの端子とし、ソー
スを負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護装
置。
【請求項２】ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（５）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続
し、ＭＯＳ（５）のゲートとグランドの間に、コンデン
サー（３）と逆方向のダイオード（４）を直列に接続
し、ＭＯＳ（５）のドレインをマイナスの端子とし、ソ
ースを負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護
装置。
【請求項３】ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（５）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続
し、ＭＯＳ（５）のゲートとグランドの間に、コンデン
サー（３）と逆方向のダイオード（４）を直列に接続
し、サイリスタ（ＳＣＲ）（６）のアノードをグランド
に接続し、ＳＣＲ（６）のカソードをＭＯＳ（５）のド
レインに接続し、ダイオード（７）のアノードをＭＯＳ
（５）のソースに接続し、ダイオード（７）のカソード
をＳＣＲ（６）のゲートに接続し、ＳＣＲ（６）のアノ
ード・ゲート間に、順方向のダイオード（９）とコンデ
ンサー（８）を直列に接続し、ＭＯＳ（５）のドレイン
をマイナスの端子とし、ソースを負荷回路に接続するこ
とを特徴とするサージ保護装置。
【請求項４】ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（１）のソースをコイル（10）の一端に接続し、Ｍ
ＯＳ（１）のゲートをコイル（10）の他端に接続し、Ｍ
ＯＳ（１）のドレインをプラスの端子とし、コイル（1
0）の他端を負荷回路に接続することを特徴とするサー
ジ保護装置。
【請求項５】エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（11）のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、
ＭＯＳ（11）のソースを負荷回路の一端に接続し、負荷
回路の他端を電源の他方の端子Ｅに接続し、端子ＤＥ間
に、抵抗（12）、（13）と逆方向のダイオード（14）を
直列に接続し、抵抗（12）と抵抗（13）の接続箇所とＭ
ＯＳ（11）のゲートの間に、順方向のダイオード（15）
を接続し、ＭＯＳ（11）のゲート・ソース間に、逆方向
のツェナー・ダイオード（16）を接続し、ＭＯＳ（11）
のゲートと端子Ｅの間に、コンデンサー（17）と順方向
のダイオード（18）を直列に接続することを特徴とする
サージ保護装置。
【請求項６】エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（ＭＯ
Ｓ）（11）のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、
ＭＯＳ（11）のソースをコイル（20）の一端に接続し、
コイル（20）の他端を負荷回路の一端に接続し、負荷回
路の他端を電源の他方の端子Ｅに接続し、端子ＤＥ間
に、抵抗（12）、（13）と逆方向のダイオード（14）を
直列に接続し、抵抗（12）と抵抗（13）の接続箇所とＭ
ＯＳ（11）のゲートの間に、順方向のダイオード（15）
を接続し、ＭＯＳ（11）のゲートとコイル（20）の他端
の間に、逆方向のツェナー・ダイオード（16）とコンデ
ンサー（19）を並列に接続することを特徴とするサージ
保護装置。