JPS63198525A - 過電圧保護装置 - Google Patents
過電圧保護装置Info
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- JPS63198525A JPS63198525A JP62030028A JP3002887A JPS63198525A JP S63198525 A JPS63198525 A JP S63198525A JP 62030028 A JP62030028 A JP 62030028A JP 3002887 A JP3002887 A JP 3002887A JP S63198525 A JPS63198525 A JP S63198525A
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- overvoltage
- switching
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- current
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- 230000001012 protector Effects 0.000 title 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08142—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08148—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in composite switches
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、スイッチング素子の過電圧保護を能動素子を
用いて実現する過電圧保護装置に関するものである。
用いて実現する過電圧保護装置に関するものである。
従来から用いられているスイッチング素子の過電圧保護
装置として、例えば第５図に示すようなものがある。第
５図の装置は、過電圧のうち特にサージ電圧を吸収する
もので、スナバと呼ばれるものである。第５図において
、Ｓはスイッチング素子、Ａはスイッチング素子Ｓの開
閉路に無視できないリアクタンス分があるか又はモータ
等のサージ発生源を有するなどによりスイッチング素子
Ｓに過電圧を生じさせる過電圧印加回路、Ｔｌ。
装置として、例えば第５図に示すようなものがある。第
５図の装置は、過電圧のうち特にサージ電圧を吸収する
もので、スナバと呼ばれるものである。第５図において
、Ｓはスイッチング素子、Ａはスイッチング素子Ｓの開
閉路に無視できないリアクタンス分があるか又はモータ
等のサージ発生源を有するなどによりスイッチング素子
Ｓに過電圧を生じさせる過電圧印加回路、Ｔｌ。
Ｔ２はスイッチング素子Ｓの両端をダイオード１、容量
２．抵抗３から成る過電圧保護装置に接続するための端
子であり、容量２と抵抗３の直列接続は高域フィルタを
構成する。またダイオードｌは容量２への充電を高速に
するためのものである。
２．抵抗３から成る過電圧保護装置に接続するための端
子であり、容量２と抵抗３の直列接続は高域フィルタを
構成する。またダイオードｌは容量２への充電を高速に
するためのものである。
次に動作について説明する。スイッチング素子Ｓの両端
は、ダイオード１および容量２によって交流的に結合さ
れており、第６図に示す電圧■１のサージ電圧ＳＧのよ
うな高周波成分に対して短絡的になっている。このため
サージ電圧ＳＧは過電圧吸収電流ｉとなり、容量２の充
電によって吸収される。この過電圧吸収電流ｉの大きさ
を第７図に示す。同図において、曲線Ｓ１は、充電電流
すなわち過電圧吸収電流ｉである。吸収されたす−ジエ
ネルギーは、サージ終了後に抵抗３を介して放電される
。この放電電流を第７図の曲線Ｓ２に示す。抵抗３を通
して放電するのは、比較的大きな容量２がスイッチング
動作自体を吸収してしまわないようにするためである。
は、ダイオード１および容量２によって交流的に結合さ
れており、第６図に示す電圧■１のサージ電圧ＳＧのよ
うな高周波成分に対して短絡的になっている。このため
サージ電圧ＳＧは過電圧吸収電流ｉとなり、容量２の充
電によって吸収される。この過電圧吸収電流ｉの大きさ
を第７図に示す。同図において、曲線Ｓ１は、充電電流
すなわち過電圧吸収電流ｉである。吸収されたす−ジエ
ネルギーは、サージ終了後に抵抗３を介して放電される
。この放電電流を第７図の曲線Ｓ２に示す。抵抗３を通
して放電するのは、比較的大きな容量２がスイッチング
動作自体を吸収してしまわないようにするためである。
従来の過電圧保護装置は以上のように構成されており、
スイッチングのたびに容量２をダイオード１や抵抗３を
通して充放電する。このため、ダイオード１．抵抗３共
に大きな電力損失を生じる。
スイッチングのたびに容量２をダイオード１や抵抗３を
通して充放電する。このため、ダイオード１．抵抗３共
に大きな電力損失を生じる。
また、サージ吸収量を大きくとるためには大きな容量が
必要であるが、これはスイッチング速度を遅らせるため
限界があり、スイッチング周波数に対してパルス幅の比
較的広い過電圧に対応できない。
必要であるが、これはスイッチング速度を遅らせるため
限界があり、スイッチング周波数に対してパルス幅の比
較的広い過電圧に対応できない。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、モノリシック化、ハイブリッド
化等の小型化ができると共に、スイッチング周波数に対
して比較的パルス幅の広い過電圧を吸収できる過電圧保
護装置を得ることにある。
の目的とするところは、モノリシック化、ハイブリッド
化等の小型化ができると共に、スイッチング周波数に対
して比較的パルス幅の広い過電圧を吸収できる過電圧保
護装置を得ることにある。
このような目的を達成するために本発明は、スイッチン
グ素子の開閉路に並列にエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタのドレイン、ソースを接続し、開閉路に同じ
く並列に接続された直列分圧抵抗によって分圧された電
圧をトランジスタのゲートに接続し、スイッチング素子
にかかる過電圧を吸収するようにしたものである。
グ素子の開閉路に並列にエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタのドレイン、ソースを接続し、開閉路に同じ
く並列に接続された直列分圧抵抗によって分圧された電
圧をトランジスタのゲートに接続し、スイッチング素子
にかかる過電圧を吸収するようにしたものである。
本発明に係わる過電圧保護装置においては、過電圧が入
力されると、ゲート電圧の上昇により電界効果トランジ
スタが導通状態となり、この電界効果トランジスタを通
って過電圧吸収電流が流れる。
力されると、ゲート電圧の上昇により電界効果トランジ
スタが導通状態となり、この電界効果トランジスタを通
って過電圧吸収電流が流れる。
本発明に係わる過電圧保護装置の一実施例を第１図に示
す、第１図において、４はＮチャネルエンハンスメント
ＭＯ３電界効果トランジスタ、５は端子Ｔ１に接続され
たトランジスタ４めドレイン、６は端子Ｔ２に接続され
たトランジスタ４のソース、７はトランジスタ４のゲー
ト、８．９は分圧抵抗であり、分圧抵抗８，９によって
分圧された端子ＴＩ、７２間電圧がゲート７に印加され
ている。なお、第１図において第５図と同一部分又は相
当部分には同一符号が付しである。
す、第１図において、４はＮチャネルエンハンスメント
ＭＯ３電界効果トランジスタ、５は端子Ｔ１に接続され
たトランジスタ４めドレイン、６は端子Ｔ２に接続され
たトランジスタ４のソース、７はトランジスタ４のゲー
ト、８．９は分圧抵抗であり、分圧抵抗８，９によって
分圧された端子ＴＩ、７２間電圧がゲート７に印加され
ている。なお、第１図において第５図と同一部分又は相
当部分には同一符号が付しである。
次に動作について説明する。Ｎチャネルエンハンスメン
トＭＯ３電界効果トランジスタ４は、ゲート７がソース
６に対して成る値以上の正の電位を持つときに、そのド
レイン５とソース６間が導通ずる。端子ＴＩ、７２間に
電圧をかけ、これを大きくしていくと、抵抗８．９によ
って分圧された電圧ｖ２が上昇し、従って、ゲート７・
ソース６間電圧も上昇する。このゲート７・ソース６間
電圧が上記の成る値以上になると、ドレイン５・ソース
６間が導通し、端子Ｔ１．Ｔ２間に電流を流すことによ
って、この端子Ｔ１．７２間の電圧を下げようとする。
トＭＯ３電界効果トランジスタ４は、ゲート７がソース
６に対して成る値以上の正の電位を持つときに、そのド
レイン５とソース６間が導通ずる。端子ＴＩ、７２間に
電圧をかけ、これを大きくしていくと、抵抗８．９によ
って分圧された電圧ｖ２が上昇し、従って、ゲート７・
ソース６間電圧も上昇する。このゲート７・ソース６間
電圧が上記の成る値以上になると、ドレイン５・ソース
６間が導通し、端子Ｔ１．Ｔ２間に電流を流すことによ
って、この端子Ｔ１．７２間の電圧を下げようとする。
端子ＴＩ、Ｔ２間電圧が制電圧圧以下になると、分圧抵
抗８．９によってゲート７・ソース６間電圧も降下し、
ドレイン５・ソース６間はしゃ断する。
抗８．９によってゲート７・ソース６間電圧も降下し、
ドレイン５・ソース６間はしゃ断する。
以上のような動作によって、端子ＴＩ、７２間電圧は上
方制限を受ける。トランジスタ４０オン・オフ動作には
速度に限界があるが、これが問題となるような高速の場
合、すなわち高周波成分のサージ電圧の場合は、トラン
ジスタ４のもつ容量成分によって、ドレイン５・ソース
６間は常に高周波短絡となるため、十分に吸収される。
方制限を受ける。トランジスタ４０オン・オフ動作には
速度に限界があるが、これが問題となるような高速の場
合、すなわち高周波成分のサージ電圧の場合は、トラン
ジスタ４のもつ容量成分によって、ドレイン５・ソース
６間は常に高周波短絡となるため、十分に吸収される。
例えば、第２図に示すような電圧ｖ１のサージ電圧ＳＧ
が生じると、分圧電圧ｖ２が上昇し、ゲート７に電圧ｖ
２が印加され、この電圧ｖ２が成る値を越えると、トラ
ンジスタ４は導通し、過電圧吸収電流ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
が流れる。電流１１はトランジスタ４の導通により流れ
る電流であり、第３図の曲線Ｓ３に示す。第３図は過電
圧一定の場合の過電圧周波数に対する過電圧吸収電流を
示すものである。また、−過電圧吸収電流を構成する電
流ｔ２＋ｔ３はトランジスタのもつ容量を流れる電流で
あり、第３図の曲線Ｓ４に示す。この電流ｔ２＋ｉ３に
より、高周波成分のサージ電圧は高周波短絡となる。な
お、第３図の曲線Ｓ５は、合成の過電圧吸収電流ｉ１＋
ｉ２＋ｉ３を示す。
が生じると、分圧電圧ｖ２が上昇し、ゲート７に電圧ｖ
２が印加され、この電圧ｖ２が成る値を越えると、トラ
ンジスタ４は導通し、過電圧吸収電流ｔ１＋ｔ２＋ｔ３
が流れる。電流１１はトランジスタ４の導通により流れ
る電流であり、第３図の曲線Ｓ３に示す。第３図は過電
圧一定の場合の過電圧周波数に対する過電圧吸収電流を
示すものである。また、−過電圧吸収電流を構成する電
流ｔ２＋ｔ３はトランジスタのもつ容量を流れる電流で
あり、第３図の曲線Ｓ４に示す。この電流ｔ２＋ｉ３に
より、高周波成分のサージ電圧は高周波短絡となる。な
お、第３図の曲線Ｓ５は、合成の過電圧吸収電流ｉ１＋
ｉ２＋ｉ３を示す。
上記実施例では、ＮチャネルエンハンスメントＭＯ３電
界効果トランジスタを用いた場合を示したが、第４図に
示すように、ＰチャネルエンハンスメントＭＯ３電界効
果トランジスタ４を用いても同様の効果を奏する。なお
、第４図において第１図と同一部分又は相当部分には同
一符号が付しである。また、上記の実施例では、開閉路
に生じるサージについて説明したが、他のサージ現象の
サージ吸収にも同様に利用できる。
界効果トランジスタを用いた場合を示したが、第４図に
示すように、ＰチャネルエンハンスメントＭＯ３電界効
果トランジスタ４を用いても同様の効果を奏する。なお
、第４図において第１図と同一部分又は相当部分には同
一符号が付しである。また、上記の実施例では、開閉路
に生じるサージについて説明したが、他のサージ現象の
サージ吸収にも同様に利用できる。
以上説明したように本発明は、スイッチング素子の開閉
路に並列にエンハンスメント型電界効果トランジスタの
ドレイン、ソースを接続し、開閉路に同じく並列に接続
された直列分圧抵抗によって分圧された電圧をトランジ
スタのゲートに接続することにより、スイッチング素子
にかかる過電圧を吸収するようにしたので、構成を直列
分圧抵抗とエンハンスメント型電界効果トランジスタの
みとすることができ、またサージ吸収時以外は極めて小
さな電力消費とすることができるので、モノリシック化
、ハイブリッド化等の小型化が容易となる効果がある。
路に並列にエンハンスメント型電界効果トランジスタの
ドレイン、ソースを接続し、開閉路に同じく並列に接続
された直列分圧抵抗によって分圧された電圧をトランジ
スタのゲートに接続することにより、スイッチング素子
にかかる過電圧を吸収するようにしたので、構成を直列
分圧抵抗とエンハンスメント型電界効果トランジスタの
みとすることができ、またサージ吸収時以外は極めて小
さな電力消費とすることができるので、モノリシック化
、ハイブリッド化等の小型化が容易となる効果がある。
また、周波数によるフィルタ動作と異なり、純粋に電圧
によって電流を流すことができるので、直流動作が可能
で、スイッチング周波数に対して比較的長いパルス幅の
過電圧にも対応できる効果がある。
によって電流を流すことができるので、直流動作が可能
で、スイッチング周波数に対して比較的長いパルス幅の
過電圧にも対応できる効果がある。
第１図は本発明に係わる過電圧保護装置の一実施例を示
す回路図、第２図は第１図の回路におけるサージ電圧を
示すグラフ、第３図は第１図の回路における過電圧吸収
電流を示すグラフ、第４図は本発明の第２の実施例を示
す回路図、第５図は従来の過電圧保護装置を示す回路図
、第６図は第５図の回路におけるサージ電圧を示すグラ
フ、第７図は第５図の回路における過電圧吸収電流を示
すグラフである。 Ａ・・・過電圧印加回路、Ｓ・・・スイッチング素子、
Ｔ１．Ｔ２・・・端子、４・・・Ｎチャネルエンハンス
メントＭＯ５電界効果トランジスタ、５・・・ドレイン
、６・・・ソース、７・・・ゲート、８，９・・・抵抗
。
す回路図、第２図は第１図の回路におけるサージ電圧を
示すグラフ、第３図は第１図の回路における過電圧吸収
電流を示すグラフ、第４図は本発明の第２の実施例を示
す回路図、第５図は従来の過電圧保護装置を示す回路図
、第６図は第５図の回路におけるサージ電圧を示すグラ
フ、第７図は第５図の回路における過電圧吸収電流を示
すグラフである。 Ａ・・・過電圧印加回路、Ｓ・・・スイッチング素子、
Ｔ１．Ｔ２・・・端子、４・・・Ｎチャネルエンハンス
メントＭＯ５電界効果トランジスタ、５・・・ドレイン
、６・・・ソース、７・・・ゲート、８，９・・・抵抗
。
Claims (1)
- スイッチング素子の開閉路に並列にエンハンスメント型
電界効果トランジスタのドレイン、ソースを接続し、前
記開閉路に同じく並列に接続された直列分圧抵抗によっ
て分圧された電圧を前記トランジスタのゲートに接続し
、前記スイッチング素子にかかる過電圧を吸収すること
を特徴とする過電圧保護装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030028A JPS63198525A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 過電圧保護装置 |
| US07/148,717 US4914540A (en) | 1987-02-12 | 1988-01-26 | Overvoltage-protective device |
| DE3803259A DE3803259A1 (de) | 1987-02-12 | 1988-02-04 | Schaltungsanordnung zum schuetzen vor ueberspannungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030028A JPS63198525A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 過電圧保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198525A true JPS63198525A (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=12292370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62030028A Pending JPS63198525A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 過電圧保護装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4914540A (ja) |
| JP (1) | JPS63198525A (ja) |
| DE (1) | DE3803259A1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821840B2 (ja) * | 1989-12-07 | 1996-03-04 | 富士電機株式会社 | パワー半導体装置のスナバ回路 |
| DE4039404A1 (de) * | 1990-12-10 | 1992-06-11 | Sgs Thomson Microelectronics | Ueberspannungsschutzvorrichtung |
| DE4116947C2 (de) * | 1991-05-24 | 2000-07-13 | Eckhard Mademann | Koppelrelaisschaltung |
| DE9317072U1 (de) * | 1993-11-09 | 1994-02-24 | Dynawatt Power Systems Ltd Van | Überspannungs-Schutzeinheit |
| DE4423476A1 (de) * | 1994-07-05 | 1996-01-11 | Andreas Koch | Einrichtung zur gerichteten Ableitung von Streuströmen |
| US5532894A (en) * | 1994-07-11 | 1996-07-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Overvoltage protection circuit |
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| JP3067601B2 (ja) * | 1995-08-02 | 2000-07-17 | 株式会社デンソー | 電動モータの制御装置 |
| JP2000012780A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Toshiba Corp | 半導体スナバ装置及び半導体装置 |
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| EP1852767B1 (en) * | 2005-02-25 | 2010-11-24 | Fujitsu Ltd. | Shunt regulator and electronic device |
| AU2006279694B2 (en) | 2005-08-11 | 2011-11-17 | Contextweb, Inc. | Method and system for placement and pricing of internet-based advertisements or services |
| JP2007329998A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Ricoh Co Ltd | 過電圧保護回路、過電圧保護回路の過電圧保護方法及び過電圧保護回路を有する半導体装置 |
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| US7753836B2 (en) * | 2006-06-15 | 2010-07-13 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Systems and methods for inducing electric field pulses in a body organ |
| DE202008017966U1 (de) * | 2008-12-20 | 2011-01-05 | Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg | Optisch aktive Verglasung mit Überspannungsschutz |
| EP2907540A1 (en) | 2009-05-19 | 2015-08-19 | The Trustees of Columbia University in the City of New York | Magnetic stimulation system |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4323942A (en) * | 1978-12-20 | 1982-04-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Solid-state protector circuitry using gated diode switch |
| IT1150062B (it) * | 1980-11-19 | 1986-12-10 | Ates Componenti Elettron | Protezione di ingresso per circuito integrato di tipo mos, a bassa tensione di alimentazione e ad alta densita' di integrazione |
| JPS57109375A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Fujitsu Ltd | Mis type transistor protection circuit |
| SE435436B (sv) * | 1983-02-16 | 1984-09-24 | Asea Ab | Tvapoligt overstromsskydd |
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| US4745511A (en) * | 1986-10-01 | 1988-05-17 | The Bf Goodrich Company | Means for arc suppression in relay contacts |
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-
1987
- 1987-02-12 JP JP62030028A patent/JPS63198525A/ja active Pending
-
1988
- 1988-01-26 US US07/148,717 patent/US4914540A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-04 DE DE3803259A patent/DE3803259A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4914540A (en) | 1990-04-03 |
| DE3803259C2 (ja) | 1990-01-18 |
| DE3803259A1 (de) | 1988-08-25 |
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