JPS58144530A

JPS58144530A - 通信系におけるサ−ジ吸収回路

Info

Publication number: JPS58144530A
Application number: JP2708582A
Authority: JP
Inventors: 明伴野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1983-08-27

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】本発明は公衆電話機を始めとする各種電話端末の通信系
に侵入するサージを吸収する通信系におけるサージ吸収
回路に関するものである。

通信線と大地間のサージを吸収して通信装置を防謹する
従来の縦す−ジ防膜回路の一例を第１図（ａ）に示し説
明すると、図において、Ｌｌ＋Ｊは通信線、ＤＢ、はダ
イオードを菱形に結線し、その対角線の方向妬当る接続
点の１組がそれぞれ通信線Ｌ１　＋　Ｊに接続されたブ
リッジダイオード、ムｒｒｌ　。

ムｒｒ寓１’ｉダイオードブリッジＤＢｔの対角線の方
向に当る接続点の他の１組にそれぞれ接続された避雷器
（アレスタ）、Ｆ！ｑけ通信線Ｌ１．Ｌ、に接続された
通信装置である。

そして、通信線り、Ｌｌから侵入したサージはそのサー
ジ放流経路８１に示すように、ダイオードブリッジＤＢ
Ｉのダイオードと避雷器Ａｒｒ１の直列回路で吸収され
、また、大地から侵入したサージはそのサージ経路８諺
に示すように、避雷器ムｒｒｌとダイオードブリッジＤ
Ｂ、のダイオードの直列回路で吸収されるように構成さ
れている。

この第１図（、）に示す回路は第１図（ｂ）に示すよう
な避雷器ムｒｒ６を用いた回路に代るものとして考案さ
れたもので、その目的はＭ１図（ｂ）に示す回路が避雷
器ＡｒｒＯの放電ばらつきによって通信線間Ｋｍ圧が生
ずる（横サージと呼ぶ）という欠点があるのに対し、第
１図（ａ）に革す回路は通信線Ｌｌ　＋Ｌ３に大地に対
して同電圧、同位相の縦サージが侵入した場合には避雷
器へｒｒｌの動作によって、通信線ＬｌｓＬＺの電位を
同時に大地電位にし、横サージを発生させないように改
善を図ったものである。

しかしながらこのような回路において汀、通信線Ｌｌ＋
Ｌ１に電圧２位相が異った縦サージが侵入した場合には
、通信線’ｌｅＦ　間の電圧を低く制限することは困難
である。

一例を挙けて説明すると、通信線Ｌｌが正電位。

通信線Ｌ！が負電位になった場合には、通信線Ｌ１＊Ｌ
２間の最大制限電圧は避雷器ｋｒｒ　！の動作電圧Ｖｌ
ｒｒｌ　（ＯＮ）　　と避雷器ムｒｒｌの動作電圧Ｖ＊
ｒｒｌ　（ＯＮ　）の和になってしまう１．そして、通
信系に使用可能な避雷器の最大動作電圧は１０００Ｖ程
度ゆえ、通信線Ｌ１．　ｔ、、間にＦ′１２０００Ｖｏ
高電圧が発生する可能性がある。壕だ、第１図（ｂ）に
示す回路を１次防瞳回路とし、第１図（ａ）に示す回路
を２次防護回路として使用する場合には、ＶＡｒｒ。

（ｏ　ｓ　））ｖＡｒｒ＋　（ＯＮ）の条件が要求され
る。コツタめ、横サージ制限電圧Ｖｈｒｒｌ（ａＮ）＋
Ｖａｒｇ　（ｏｓ）は２０００Ｖを越えることにもなる
。

ここで、通信装置Ｅｑは通信線と大地間は絶縁分離され
ており、耐圧は数１０００Ｖであるが、通信線間の耐圧
は近年、Ｌ８Ｉなとの電子部品の使用に伴って低下する
傾向かあり、高々数１ｏｏｖでおる。

したがって、数１０００Ｖの横サージは装置にとってか
なりきびしいものになる。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされた通信系における
サージ吸収回路を提供するもので、通信線と大地間のサ
ージのみならず、通信線間のサージも一定電圧で吸収す
るために、通信線間を２個のダイオードと第１″、第２
の電圧吸収素子の直列回路で接続し、また、通信線と大
地間を１個ノタイオードと紀１．第３の電圧吸収素子、
または罪２．第３の電圧吸収素子で接続したものであり
、この第１．第２の電圧吸収素子の制限電圧を第３の電
圧吸収素子の制限電圧より低くすることによって、通信
線間の電圧は低く、通信線と大地間の電圧は１次防護回
路の動作電圧より高くし得るようにしたものである。

以下、図面に基づき本発明の実施例を旺細に説明する。

第２図は本発明による通信線におけるサージ吸収回路の
一実施例を示す回路図である、１第２図において第１図
と同一符号のものは和尚部分を示し、Ｆは加入者ヒユー
ズ、ムｒｒ（Ｉ　Ｖｉ避雷器（アレスタ）で、このｌｉ
ｔ器＆　ｒｒ６は１次防護回路を構成している。ＤＢｌ
ｉｊ通信線［１１ｓ　Ｌ！に接続されたダイオードブリ
ッジで、１個のダイオードの陽極に他のダイオードの陰
極を接続した一対のダイオードの接続点を各通信線Ｌ１
＋Ｌ２にそれぞれ接続し、各通信線Ｌ１　、　ｔ、、に
接続された上記ダイオード対の両端の陽極同志および陰
極同志はそれぞれ共通に接続されている。ＤＢ、は上記
ダイ２オードブリツジＤＢ８の陽極同志およびＩＳ＆同
志の共通接続点にそれぞれ定電圧ダイオード”１＋２１
を介して陽極同志および陰極同志の共通接続点を接続し
たダイオードブリッジで、１個のダイオードの陽極に他
のタイメ〜ドの陰極を接続した一対のダイオードの接続
点はそれぞれ通信線Ｌ［１１Ｌ６を介して受話器など利
用者が直接ふれる人体接触部ｒＦＡＶｃ接続されている
。ＭＦｉ利用者である。

そして、上記ダイオードブリッジＤＢＨの陽極同志およ
び陰極同志の２本の共通接続点のそれぞれは電圧吸収素
子ＶＬＩ　、　ＶＬ、の一端に接続され、その他端は共
通に接続され、この共通端子は上記電圧吸収素子ＶＬＩ
、ＶＬ！の動作電圧より高い電圧で動作する電圧吸収素
子Ｖｒ４を介して接地されている。

すなわち、電圧吸収素子ＶＬＩの動作電圧ｖｔ（０”）
と電圧吸収素子ＶＬ２の動作電圧Ｖ＊　（Ｑ）ｌ）はと
もに電圧吸収素子ＶＬ３の動作電圧Ｖ＠　（（ｌＮ３よ
り低く、また、ｖｌ　（ｏｓ）＋　ｖｔ（ＯＮ）は通信
装置Ｅｌｑの横ツ°−ジ耐圧以下に設定され、ＶＢ　（
ＯＮ）＋　ＶＢ　（ＯＮ）　’ｊたはＶｌ　（ｏｓ）＋
Ｖ＠　（ｏＮ）は避雷器ムｒｒＱの動作電圧Ａｒｒ。

（ｉ、、）より高く設定されている。そして、この電圧
吸収菓子ｖＬ１〜ＶＬｓは電圧制限機能を備えている。

なお、Ｒε１＋ＲＥ２は接地抵わ゛「を示す。

つきにこの第２図に示す実施例の動作を説明する。まず
、通信線ＩＩＩ　、Ｌ２から縦サージが侵入すると、１
次防護回路を構成するａ電器Δｒｒ６カぶ動作し、大地
にサージを流す。しかし、接地抵抗Ｒ１が大きい場合に
は、この電圧降下によって通信線Ｌ１　ｌＬ４の電位は
犬きく下がらない場合が也る。

この第２図に示す実施例の回路は、このとき、引き続い
て電圧吸収素子ｖＬｌと電圧吸収素子ＶＬ３の直列回路
が動作し、サージを第２査目のアースから大地に流す。

このサージ放流経路をＳＩＫ示す７つぎに、逆に大地か
らサージが侵入する場合には、前述の場合と同様に１次
避嘗器ムｒｌ’６　が最”初に動作し、続いて、電圧吸
収素子ＶＬ、と′醒圧吸収素子ｖＬ、の直列回路が動作
する。このサージ経路を８３に示す。

また、横サージは電圧吸収素子ＶＬＩ、ＶＬ２の直列回
路によって低い電圧に吸収され制限される。

このサージ経路を８ｍに示す。

そして、ダイオードブリッジＤＢ、、定電圧ダイオード
ＺＩ＋Ｚ！から々る回路は本発明に直接関係ないが、こ
れは靜′喧気サージを吸収する回路である。

第３図は第２図の実施例に示す電圧吸収素子ＶＬ、　。

％’Ｌ、、％’Ｌ、の回路例を抽出して示したものであ
る。

この第３図において、ムｒｒ３　、Ａｒｒ４１　＆ｒｒ
５はそれぞれ避雷器、ＶＲｌ、ｖＲ，，１３はバリスタ
、Ｚ３゜Ｚ４　ｔｒｉ定電圧ダイオードである。そして
、第３図（ａ）　Ｋ示す回路は、避雷器Ａｒｒ３と避電
器＾ｒｒ４との直列回路の接続点が避雷器ムｒｒｇを介
して接地され、第３図（ｂ）に示す回路は、バリスタＶ
Ｒ，とバリスタＶＲ２の直列回路の接続点が避雷器ムｒ
ｒｓを介して接地されている。また、第３図（ｃ）に示
す回路は、バリスタＶＲ，とバリスタＶＲ２の直列回路
に定電圧ダイオードＺＳと定電圧ダイオードｚ４ｍ列回
路を並列に接続し、上記バリスタＶＲＩ、ＶＲ。

の接続点および定電圧ダイオードＺｌ　、　Ｚ、の接続
点を避雷器Ａ　ｒ　ｒ　５を介して接地ｊ−たものであ
り、第３図（ｄ）Ｋ示す回路は、バリスタＶＲ１とバリ
スタＶＲ，の直列回路の接続力をバリスタＶＲｓを介し
て接地したものである。

また、上記第２図に示す実施例の回路では、電圧吸収素
子ｖｔ、１．　ＶＬ、の直列回路の動作を補助するため
に電圧吸収回路ＶＲ４を並列に接続することも可能であ
る。この電圧吸収回路ｖＲ４としては、バリスタ、定電
圧ダイオード、放電形避雷器の他、第４図（ａ）〜（、
）に示す回路でもよい。

第４図（ａ）に示す回路において、ｖＲ８はバリスタで
、このバリスタｖＲ８けサイリスタＴｈｌと直列に接続
されている。そして、ノくリスクＶＲ８に並列接続され
たコンデンサ０１　　とダイオードＤＩおよびコンデン
サ０１　は直列接続され、また、バリスタＶＲＢとダイ
オードＤ！およびコンデンサＯ１は直列接続され、この
コンデンｖｄ鴬には抵抗Ｒ１が並列に接続され、この抵
抗Ｒｌ　ｍコンデンサ０．およびダイオードＤ１に並列
接続された抵抗Ｒ，の接続点は定電圧ダイオードＺＤ、
とコンデンサＯ１を直列に介してサイリスタＴｈ１のゲ
ート電極に接続され、このゲート電極は定電圧ダイオー
ドＺＤ、を介してバリスタＶＨ８とコンデンサ０１の接
続点に接続されている。

第４図（ｂ）に示す回路において第４図（＋りと同一符
号のものは和尚部分を示し２、タイオードＤ１と抵抗Ｒ
３の接続力の一端は定電圧ダイオード”ＺＤ３およびコ
ンデン″ｆｊｏ□を並列に介してバリスタＶＲ８の一＆
接銑ぢれ、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ２の接続点の他端は
抵抗Ｒ１とダイオードＤ２およびコンデンサ０３を直列
に介してサイリスタＴｈ、のゲート電極に接続され、ｔ
た、このダイオードＤ衾　とコンデンサ０３　の斂続点
は定電圧ダイオードＺＤ、を介してバリスタＶＨ８の一
端に接続されている。そして、このコンデンサＯ１ｌと
定電圧ダイオードＺＤ４の直列回路には定電圧ダイオー
ドＺＤ、が並列に接続されている。

第４１￥Ｉ（ｃ）に示す回路において第４図（ｂ）と同
−符刊のものは相肖部分を示し、Ｔｈ、は保持電流が通
話電流より大きいサイリスタで、このサイリスタＴｈ２
のアノード側に接続されたダイオードＤ、と抵抗Ｒ１と
の接続力と、サイリスタＴｈ、のカソード側に接続され
たコンデンサ０．と抵抗Ｒ１との接続点間には定電圧ダ
イオードＺＤｓが接続されている。

つぎにこの第４図（、）〜（、）に示す回路の動作を説
明する。

第４１ｋｌ（ａ）に示す回路について説明すると、サー
ジが侵入すると、まず、コンデンサＯＩＩダイオード’
Ｄｌ、コンデンサ０冨の直列回路が作用し、波形の立上
りをわずかに鈍らせる。ここで、このコンデンサＯ１け
電話信号に影響の少ない容量の小さ々コンデンサである
。つぎに、バリスタｙＲ８，ダイオードＤ！、コンテン
サ０２の直列回路が作用し、波形の立上りを大きく鈍ら
せる。ここで、コンデンサ０鵞は容量の大きなコンデン
サである。そして、電圧はさらに上昇し、バリスタＶＲ
８，ダイオードＤｉ、定電圧ダイオードＺＤＪ、　　コ
ンデンサＣ１１の回路が作用すると、サイリスタＴｈＩ
Ｆｉトリガされ、導通状態になる。このとき、サージ電
圧はノ（リスクｖＲ８の動作電圧にまで低下する。また
、コンデンサ０□０３の充電電荷は抵抗Ｒ１を通して放
電される。そして、サージが去った後はサイリスタＴｈ
、には電流が流れなくなり、復旧する。抵抗Ｒ１はサー
ジが印加されてもサイリスタＴｈｌが動作し々い場合、
そのサージが去った後に、コンデンサ０雪に充電された
電荷を放電するために設けたものであり、この抵抗Ｒ１
は絶縁試験に影響がない高抵抗のものが用いられる。ま
た、定電圧ダイオードＺＤ、Ｆｉコンデンサｏ３の変位
電流でサイリスタＴｈｌが点弧されなかった場合、点弧
を補助するために設けたもので、バリスタＶＲ８と定電
圧ダイオードＺＤＩの駆動電圧の和より高い電圧で動作
するように構成されている。

第４図（ｂ）に示す回路について説明すると、まず、サ
ージが侵入するとコンデンサ０１が波形の立上りをわず
かに鈍らせる。つぎに、定電圧ダイオード’　Ｚ　ｏｓ
とコンデン″ｔｊｏ、の回路が作用し、波形の立上りを
大きく鈍らせる。そして、電圧はさらに上昇し、定電圧
タイオードｚＤ４とコンデンサＣＩの回路が作用すると
、サイリスタＴｈｌはトリガされ点弧する。ここで、こ
のコンデン−ｙ−ｏＢは呼出信号や絶縁試験では動作せ
ず、はるかに波形の立上りの早いサージに対してのみ動
作するような容量が選ばれる。

そして、ダイオードＤ１　　と抵抗Ｒ１の直列回路は、
サイリスタＴｈ１が点弧した後にコンデンｔ０３の電荷
を放電させるための回路であり、他の部品は第４図（、
）と同じであるため、ここでの説明を省略する。

第４図（、）に示す回路について説明すると、サイリス
タＴｈ、は前述したように、保持電流が通話電流より大
きいサイリスタでるシ、このようなサイリスタはゲート
・カソード抵抗を小さくすることで製造可能である。

さて、サージが侵入すると、一定の電圧でダイオードＤ
１１定電圧ダイオードＺＤ３＋コンデンサ０２の回路が
作用し、波形の立上りを大きく鈍らせる。

そして、電圧がさらに上列すると、定電圧ダイオードｚ
Ｄ４とコンデンサ０３０回路が動作し、サイリスタＴｈ
、を点弧する。この回路では、サイリスタＴｈ２の動作
によってサージ電圧はほぼ児全に吸収される点に等長が
ある。そして、サージが去った後は、サイリスタＴｈ２
には通話電流のみが残るため、自ら麹旧する。ここで、
コンデンサ０３　は第４図（ｂ）に示す回路と同様にサ
ージに対してのみ動作するように８Ｎが選ばれる。

この第４図（、）〜（ｃ）に示す回路においては、共に
サイリスタを使用することと、そのケート回路がポイン
トでるり、他は必俊がなければ省略することができる。

第５図は商用電源に使用する装置に対する本発明の他の
実施例を示す回路図で、電圧吸収素子ＶＬ、　、ＶＬ、
の共通接続点を電源回路の吸収回路に接続した場合の一
例を示すものである。

この第５図において第２図と同一符号のものは相幽剖分
を示し、Ｌ８１Ｌ４は通信線、ムｒｒｔ＝ｔこの通信１
１ｊＬｓ　Ｉ　シ４　Ｋ接続された避雷器で、この避雷
器は１次防護回路を構成している。ＶＬ、、ＶＬ。

は電圧制限機能を備えた電圧吸収素子で、これらは電源
回路の吸収回路を構成し、この共通接続点は電圧吸収素
子ＶＬ、と電圧吸収素子ＹＬ、の共通接続点に払続され
る。’ｒｉ　、　’ｒ、はとの電源回路の吸収回路を構
成する電圧吸収素子ＶＬ、、ＶＬ、の通信装糎εｑ側お
よび電源ム０側に接続された電源トランスである。そし
て、Ｐｒｏｔｄ第２図に示す実施例のダイオードブリッ
ジＤＢｌ＋定電圧ダイオードＺ、　、　ｚ、からなる回
路と同様なものである。

つぎに、この電圧吸収素子ＶＬＩ、ＶＬ、の出力を入力
とする電圧吸収素子ＶＬＩ、ＶＬ６からなる回路の具体
例を第６図（ａ）　、　（ｂ）に示す。そして、第５図
の（イ）点に（ロ）府を接続したこの第６図（ａ）　ｔ
ｉｔ電源トランスＴ、の１次側と接続した場合を示した
ものであり、電源線ＡＣと通信線の電圧は電圧吸収素子
ＶＬｌ、ＶＬ、とバリスタｖｕ４．　ＶＲ，Ｏ直列回路
で吸収され制限されＺ・。また、艶５図の（イ）虚に（
ハ）点を接続した第６図（ｂ）は電源トランスＴ２　の
２次側と接続した場合を示したものであり、この回路は
、電源トランスＴ、の１次、２次間が絶縁破壊した場合
、サージ電圧を電圧吸収回路ＶＬＩ、ＶＬ２とバリスタ
ＶＲ６〜ＶＲ，の直列回路で吸収し、通信装置１ｉ１ｑ
を防饅するものである。

さて、上記第５図に示す実施例の回路においては、電圧
吸収素子ＶＬ３を伺力目することによって、通信線ｒＩ
Ａ１　、通信線と大地間１通信線と電源線間の制限電圧
を電圧吸収素子ｖｔ、１−ＶＬ、および電圧吸収素子Ｖ
Ｌ５．ＶＬ６の各素子の動作電圧を適当に組み合わせる
ことによって、任意に設定するができる点に等長がある
。

第７図および詑８図は本発明の更に他の実施例を示す回
路図である。第７図および第８図において第５図と同一
符号のものは相当部分を示し、Ｏｒは通信回路、ＮＦは
ノイズフィルタで、その一点鎖線はノイズフィルタの筐
体を示す。そして、ＶｌｆＪ。

はバリスタ、Ｅｑは通信装置筐体を示し、ＰＬは電源線
、Ｔｒは柱上トランス、Ｒｍ３は接地抵抗を示す。

つぎにこの第７図および第８図に示す実施例の動作ｆ説
明する。

まず、通信線と大地間のサージについては、１次防梅回
路を構成する避雷器ムｒｒ６が動作し、サージを大地に
流す。そ□′して、避雷器ムｒｒ６で吸収しきれなかっ
た丈−ジはダイオードブリッジＤＢＩと電。

圧吸収素子Ｖｔ１および電圧吸収素子ＶＬ、の直列回路
で吸収される。

ここで、電圧吸収素子ＶＬ、の動作電圧を変えることで
テカツブリング璽圧を制御することができる。

つぎに、通信線Ｌｌ＊　Ｌｘ（Ｌ３ｒ　Ｌ４　）と電源
線ＰＬ間のサージについては第７図に示す実施例の場合
にはダイオードブリッジＤＢＩ　（ＤＢ２）と電圧吸収
素子ｖｔ、１および電圧吸収素子ＶＬｓならびに電圧吸
収素子ｖし、の直列回路で吸収し、また、第８図に示す
実施例の場合にはダイオードブリッジＤＢ、（ＤＢ２）
と電圧吸収素子ＶＬ、および電圧吸収素子νＬ、の直列
回路で吸収する。

つぎに、通信線Ｌｌｓ　ｔ、、　　（Ｌｌｌ　Ｌ４）間
のサージについては、ダイオードブリッジＤＢｌ（ＤＢ
りと電圧吸収回路ＶＬ４で吸収する。　　、ここで、この電、圧吸収回路ｖし、を省略する場合には
、電圧吸収素子ＶＬ、と電圧吸収素子ＶＬ、の直列回路
で吸収する。

つぎに、電源線ＰＬ間のサージについてはバリスタｖｎ
１ｏで吸収する。

そして、上記電圧吸収素子ＶＬｓ、ＶＬ、およびバリス
タＶＲ１゜とじては放電ギャップ、バリスタなどが使用
でき、これらはノイズフィルタＮＦ内に組み込むことも
可能である。

以上の名実施例においては、避雷器からなる１次防饅回
路が存在することを前提として説明したが、本発明はこ
れに゛限定されるものでｌｄ’なく、本回路のみでも使
用できることは言うまでもない。

以上説明したように、本発明によれば、通信線間１通信
線と大地間１通信線と電力線間などの制限電圧を任意に
設定することができるため、通信線間または通信線と電
力線間を低い電圧に制限することができるばか□す７な
く・一方で７通信線と大地間の制限電圧を１次防穫回路
の動作電圧以上にすることもできるので、実用上の効果
は極めて犬である。、そして、上記の動性が要求される装置としては、公衆電
話機を始めとする各種電話端末があり、本発明はこれら
各指装置に適用してその高信頼化に顕著な効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブージ防謹回路の例を示す回路図、第２
図は本発明による通信系におけるサージ吸収回路の一実
施例を示す回路図、第３図は第２図に示す実施例におけ
る電圧制限素子に係わる部分を抽出して示した回路図、
第４図は第３図に示す実施例における電圧制限回路に係
わる部分を抽出して示した回路図、菓５図は本発明の他
の実施例を示す回路図、第６図は第５図に示す実施例に
おける電圧制限素子Ｋｇｆ−わる部分を抽出して示した
回路図、第７図および第８図は本発明の更に他の実施例
を示す回路図である。ム１ゝ［，４ａｍａｍ通信線　　１）Ｂ、　、　１）Ｂ
２ａ　　ａ　　ｉ＋　　ａダイオルドブリッジ、εｑｌ
ｌ＠脅・通信装置、Ｖ　Ｌｌ〜ＶＬ６・・拳・電圧吸収
素子または電圧吸収回路。釉許出顛大　日本電信電話”公社代理人山　川　政　樹第４図　　　　　（０）Ｒ。（ｂ）１１開昭５８−１４４５３０（７）第５図Ｏ２

Claims

【特許請求の範囲】

１１個のダイオードの陽％Ｉ／Ｃ他のダイオードの陰極
を接続した１対のダイオードの接続点を各通信線−接続
し、この各通信線に接続された前記ダイオード対の両端
の凄極同志および陰極同志を夫々共通に接続し、この２
本の共通接続線の夫々に第１および第２の電圧吸収素子
の一端を接続し、他端を共通になし、この共通端子と大
地間を前記第１および第２の電圧吸収素子の動作電圧よ
り高い電圧で動作する第３の電圧制限素子を介して接続
するようにしたことを特徴とする通信系におけるサージ
吸収回路ヮ