JPS5824402Y2 - サ−ジ吸収装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸化亜鉛等の金属酸化物を主体とじたセラミッ
クバリスタを有するサージ吸収装置に関するもので、セ
ラミックバリスタに流れ込むサージ電流に基づくリード
線の抵抗、インダクタンスの影響にて引き起される電圧
降下を低減し、低い制限電圧を得るための電極構造を有
したサージ吸収装置を提供するものである。

第１図〜第４図に従来例を示す。

第１図の１は先に述べたセラミックバリスタの電圧−電
流特性であり、また２は一般にバリスタ電圧と呼ばれ、
急に電流が流れはじめる電圧である。

第１図からも理解されるようにバリスタ電圧以下の電圧
ではセラミックバリスタは、はとんど絶縁物として働き
、漏れ電流もほとんどない。

通常このバリスタの使用回路電圧は、このバリスタ電圧
以下に設定されている。

しかしながら、回路の電圧に、雷サージのように高いパ
ルス状電圧が印加された場合、セラミックバリスタは極
めて低い抵抗値を示し、サージ電圧に伴なうサージ電流
を流し、サージ電圧を抑制する。

このセラミックバリスタの一般的な構造を第２図に示す
。

第２図において、３はセラミックバリスタの焼結体、４
は焼結体３の上にＡｇ等で焼付けられた電極、５は電極
４に半田付けされたリード線である。

半導体機器等をサージ電圧から保護するためには、第２
図で示したセラミックバリスタのリード線５を、電源線
または信号線の線間に取付け、サージ吸収を行わせる。

また、場合によっては線と大地間にも挿入されることが
ある。

ここで、第２図のセラミックバリスタのサージ電流に対
する等何回路を第３図に示す。

ただし、すでにセラミックバリスタは電源線または信号
線に接続されているものとする。

図中６は電源線または信号線で、サージ電圧の侵入口側
である。

７はリード線５等の影響を一切除いた焼結体３のみの特
性を有するバリスタ、８はリード線５のもつインダクタ
ンス、９は同じくリード線５のもつ抵抗、１０は電源線
または信号線で被保護機器に接続される側の端子である
。

今、第３図の矢印のようにサージ電流に流れた場合、イ
ンダクタンス８．抵抗９において電圧降下を生じ、制限
電圧はバリスタ７のもつ本来の制限電圧にこれらが加算
され、保護特性が悪くなる。

この傾向はバリスタ７へ流れ込む電流が大きければ大き
い程、また電流の周波数成分が高ければ高い程、インダ
クタンス８．抵抗９における電圧降下は大きくなり、バ
リスタ７の制限電圧の数１０％に達することも珍しくな
い。

この様子を示すのが第４図である。

横軸は対数表示のサージ電流、縦軸は同じく対数表示の
制限電圧である。

図中１１はバリスタ７のもつ本来の制限電圧特性、１２
はインダクタンス８．抵抗９において引き起された電圧
降下を示す電圧−電流特性、１３は第３図の端子１０、
すなわち被保護機器側からみた制限電圧で、電圧的に１
１ならびに１２の電圧電流特性を加え合せたものである
。

このように、本来バリスタ７は１１のような特性を有し
ているにもかかわらず、第２図のような構造ではその制
限電圧が１３のように高くなってしまい、はなはだ保護
という面から有害な特性である。

本考案はこれらの有害な特性を電極構造を用いて除去し
、セラミックバリスタ本来の特性を引き出し、被保護機
器をサージ電圧から守ろうとすると同時にプリント基板
への接続を容易にし、がつ機械的にも安定な取付けを提
供するものである。

本考案の第３図に対する等価回路を第５図に示す。

図より明らかなように、１０の電源線または信号線端子
をバリスタ７の両端、すなわち端子１４から引き出し、
インダクタンス８．抵抗９の電圧降下を一切端子１０、
すなわち被保護機器側へ与えないような構造としている
。

第６図、第７図に本考案におけるサージ吸収装置の一実
施例を示す。

第６図において、１５はセラミックバリスタ、１６は第
５図の等価回路を生み出すＵ字形の電極、１７は電極１
６の先端に設けられた電気接続用の２つの端子で、バリ
スタ１５の反対側にも全く同様な方向で電極１６が取付
けられている。

なお、バリスタ１５と電極１６は電気的に、例えば半田
等で接続されている。

第６図のようにＵ字形の電極１６をもったセラミックバ
リスタの動作原理を第７図を用いて説明する。

第７図は第６図の側面図で、ＡはＵ字形電極１６の中央
部の点、Ｂ、Ｃはそれぞれの端子部である。

例えば、今サージ電圧がバリスタ１５の両電極１６間に
ＣならびにＣに対向している端子を通じて印加されたと
する。

この時、サージ電流はＣ点からＡ点に向いつつ、図の表
から裏へと流れる。

この時、Ａ−Ｃ間にある電圧降下を生じる。

これが先に示したインダクタンス８．抵抗９による電圧
降下である。

しかしながら、Ａ−Ｂ間には何らサージ電流が流れてい
ないため、この間で電圧降下は発生しない。

そのためＢ点の電位はＡ点と同等である。そして、Ａ点
の電位はセラミックバリスタ１５の制限電圧を示してい
るため、Ｂ点はバリスタ本来の制限電圧を示しているこ
ととなり、第５図の等価回路を満足することになる。

なお、第５図に第７図のＡ、Ｂ、Ｃに相当する点を同記
号Ａ、Ｂ、Ｃにて示した。

このようなＵ字形電極構造を有したサージ吸収装置は従
来の第２図と同様、プリント基板に４つの穴を設けるこ
とで極めて機械的にも安定な取付けができ、また両電極
１６間に十分な絶縁距離をもたせるために端子１７をセ
ラミックバリスタ１５の平面に対して略垂直方向外側に
折り曲げさらにそれを元の方向に折り曲げ戻すというよ
うなフォーミングも可能で、さらに制限電圧に優れると
いう利点を有している。

第８図はＵ字形電極１６を、スリット１８を設けること
によってＵ字形に形成したもので、構造的に強固となり
、さらに第５図のＣ，Ａ、Ｂの負荷電流通路を大きく取
ることが可能となる。

第９図はＵ字形のくびれの部分を打ち抜きやスリットで
はなく、電極１６の表裏、またはどちらが一方に１９で
示す溝またはくぼみを設け、他の部分よりもその部分の
電極厚みを薄くし抵抗成分を大きくすることによって、
サージ電流を第７図、第８図と同様Ｕ字形部に流れるよ
うにしたものである。

この溝またはくぼみ１９は第９図では１本だけであるが
、複数個設けることによって効果はより大きくなる。

また、溝またはくぼみの代わり、にひだを設けて導電距
離を長くするようにしても良い。

以上の各種の構造のものは、すべて外装等の電気絶縁を
ほどこしていないが、他部品との絶縁の関係から樹脂等
でコーティングまたはケーシングする場合もある。

以上説明したように本考案によれば、Ｕ字形電極構造を
用いることにより、サージ吸収装置が４端子構造を形成
し、リード線に流れるサージ電流による電圧降下の影響
をほぼ皆無にした本来のセラミックバリスタの制限電圧
が得られ、保護特性が優れる。

また、２つのＵ字形電極を同一方向にして用いることに
より、上記の効果を有しながら同一方向に４端子を得、
プリント基板等への取付けに際し、機械的に強固ならび
にコンパクトな取付けが可能となる。

さらにまた、Ｕ字形電極の構成を中央にスリットを設け
ることによって得ることにより、Ｕ字形部の電流容量を
増加させることが可能である。

また、絶縁被覆または絶縁物内に収納することによって
電気絶縁特性と同時に湿度等の環境的な影響を避けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミックバリスタの電圧−電流特性図、第２
図は従来のバリスタの構成を示す図、第３図は第２図の
バリスタのサージ電流に対する等価回路図、第４図は第
２図のバリスタと電圧−電流特性図、第５図は本考案の
基本等価回路図、第６図、第７図は本考案の一実施例に
おけるサージ吸収装置の斜視図と側面図、第８図は同装
置における電極の他の例を示す正面図、第９図ａ、ｌ）
は同装置における電極のさらに他の例を示す正面図とＸ
Ｙ線断面図である。 １５・・・・・・バリスタ、１６・・・・・・Ｕ字形電
極、１７・・・・・・端子、１８・・・・・・文リット
、１９・・・・・・溝またはくぼみ。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛等の金属酸化物よりなる電圧非直線指数
   の優れたセラミックバリスタと、良導電金属製で略Ｕ字
   形をなし、２つの先端を電気端子とした電極板とを設け
   、前記セラミックバリスタの表裏両電極上におのおの前
   記電極板を互いに同一方向に位置せしめて電気的に接続
   し、同一方向に４つの電気端子を突出せしめてなるサー
   ジ吸収装置。
2. （２）電極板を、スリットを入れることによってＵ字形
   に構成したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のサージ吸収装置。
3. （３）電極板を、くびれに相当する部分に溝またはくぼ
   みを設けて他の部分より電極板厚みを薄くして構成した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   サージ吸収装置。
4. （４）電極板を、くびれに相当する部分にひだを設けて
   導電距離を長くして得たことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のサージ吸収装置。