JPH041680Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の技術分野 この考案は、ケーブルなどに帯電された電荷を
短時間に放電させるための回路についてのもので
ある。

(b) 従来技術と問題点 最初に、従来の放電回路図を第３図に示す。

第３図の１１は電源、１２はスイツチ、１３は
帯電体、１４はスイツチ、１５は抵抗、１６は増
幅器、１７は部品である。

第３図の帯電体１３はケーブルであり、スイツ
チ１４を断、スイツチ１２を接にすると、電源１
１の電圧が帯電体１３から増幅器１６に加えられ
る。

増幅器１６の出力は、ICなどの部品１７に供
給される。

スイツチ１２を断にすると、電源１１の電圧は
帯電体１３に供給されなくなる。スイツチ１４を
接にすると、抵抗１５で帯電体１３に帯電してい
た電荷は放電される。

帯電体１３がシールド線の場合は1m当たり
200pF程度の容量１８があり、帯電体１３が同軸
ケーブルの場合は1m当たり100pF程度の容量１
８があるといわれている。

したがつて、帯電体１３が10m程度の長さにな
ると、帯電体１３の容量１８が1000pF〜2000pF
程度になり、帯電体１３には、容量１８による電
荷が帯電されることにある。

部品１７が多数ある場合には、スイツチ１２を
リレーなどで高速に接断するが、この場合、帯電
体１３の電荷を急速に放電しなければならない。

しかし、帯電体１３を接地と短絡して放電させ
ると、スイツチ１４に大電流が流れるので、スイ
ツチ１４に大電流用のものを使用しなければなら
なくなるという問題がある。

抵抗１５はスイツチ１４の保護用であり、放電
電流を2mA程度に抑えるようにする。

いま、電源１１の電圧をE1、抵抗１５の抵抗
値をＲ、容量１８の容量Ｃ，部品１７に加えられ
る電圧をE2とすると、次式が成立する。

E2＝（１−e^-Q）×E1 ……(1) ここに、Ｑ＝（１／Ｃ×Ｒ）×ｔであり、ｔはス
イツチ１４が接になつてからの時間を示す。

式(1)を図示すると、第４図の曲線２１のように
なる。第４図の横軸は時間であり、縦軸は電圧で
ある。時刻Ｔ１で放電を開始し、曲線２１のよう
に放電していく。

式(1)を別の曲線２２で示すと、第５図になる。

第５図の横軸はＴであり、縦軸は放電率であ
る。ＴはＣ×Ｒで決定される値である。

第５図のＴ＝５では、曲線２２の放電率は、
0.993になる。いいかえると、0.7％の電荷が帯電
体１３に残つているということである。

例えば、帯電体１３として、200pF／ｍのケー
ブルを20m使用し、抵抗１５＝20kΩとした場合
の放電時間Taは、 Ta＝200pF×20m×20kΩ×５ ＝400μsになる。

(c) 考案の目的 この考案は、帯電体の電荷を放電するときは、
帯電体に別の電圧を加え、第４図の曲線２１が曲
線２３のようになり、放電時間が短くなることを
目的とする。

(d) 考案の実施例 次に、この考案による実施例の構成図を第１図
に示す。

第１図の１は電源、２は定電流素子、３Ａ〜３
Ｄはダイオード、４は定電流素子、５は電源であ
り、その他の部分は第３図と同じである。すなわ
ち、第１図は第３図の抵抗１５の代わりに１〜５
を配置したものである。

電源１は正極性であり、電源１には定電流素子
２の＋側を接続する。

ダイオード３Ａ〜３Ｄを第１図のように接続す
る。すなわち、ダイオード３Ａとダイオード３Ｃ
を同極性で直列に接続し、ダイオード３Ｂとダイ
オード３Ｄを同極性で直列に接続する。

定電流素子２の＋側を電源１に接続し、定電流
素子２の−側をダイオード３Ａ，３Ｂのアノード
側に接続する。

定電流素子４の＋側をダイオード３Ｃ，３Ｄの
カソード側に接続し、定電流素子４の−側を負極
性の電源５に接続する。

ダイオード３Ａとダイオード３Ｃの接続点３Ｅ
とし、接続点３Ｅと帯電体１３の間にスイツチ１
４を接続し、ダイオード３Ｂとダイオード３Ｄの
接続点３Ｆを接地電位に接続する。

次に、第１図の作用を説明する。

電源１１を部品１７に加えるときは、スイツチ
１４を断にし、スイツチ１２を接にする。これに
より、帯電体１３は帯電する。

帯電体１３の電荷を放電するときは、スイツチ
１２を断にし、スイツチ１４を接にする。これに
より、帯電体１３の電荷は電源５側に放電され
る。

電源１１が負の電源のときは、帯電体１３の電
荷は電源１側に放電される。放電により、帯電体
１３の電位が0Vになると、放電は停止する。

次に、第１図の実施例の回路図を第２図に示
す。第２図は、第１図の定電流素子２の代わりに
抵抗６を使用し、定電流素子４の代わりに抵抗７
を使用したものである。

第３図では、スイツチ１４の保護用に抵抗１５
を使用しているが、第２図では第３図の抵抗１５
と同じ作用を抵抗６，７にさせたものであり、定
電流素子２，４の代わりに抵抗６，７を使用して
も実用上問題のない範囲に抵抗６，７の抵抗値を
きめる。

第２図の回路で、スイツチ１４を接にしてか
ら、E2が0Vになる時間Tbは、次式で示される。

Tb＝Ｃ×Ｒ×Ｎ ……(2) ここに、Ｎ＝ln｛１−〔E1／（E1＋E2）〕｝ 例えば、E1＝40V，E3＝15V，E4＝−15V，Ｒ
＝27.5kΩ，Ｃ＝4000pFとすると、 Ｎ＝ln｛１−〔40／（40＋15）〕｝＝1.3 Tb＝4000pF×27.5kΩ×1.3＝143μs なお、Ｒの値を27.5kΩにしたのは、第３図の
計算例と比較するために、スイツチ１４に流れる
電流を2mAとするためである。

第３図の従来回路による時間Ta＝400μsが
143μsになる。

スイツチ１４に流れる電流を2mAで計算する
と、2.8分の１に放電時間が短縮される。

(e) 考案の効果 この考案によれば、帯電体の電荷を放電すると
きに、帯電体に別の電圧を加え、第４図の曲線２
１が曲線２３のようになるようにしているので、
放電時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による実施例の構成図、第２
図はこの考案による他の実施例の構成図、第３図
は従来の放電回路図、第４図と第５図は式(1)の説
明図である。 １……電源、２……定電流素子、３Ａ〜３Ｄ…
…ダイオード、４……定電流素子、５……電源、
６……抵抗、７……抵抗、１１……電源、１２…
…スイツチ、１３……帯電体、１４……スイツ
チ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 正極性の第１の電源１に第１の定電流素子２
   の＋側を接続し、第１の定電流素子２の−側を
   第１のダイオード３Ａと第２のダイオード３Ｂ
   のアノードに接続し、 第１のダイオード３Ａと第３のダイオード３
   Ｃを同極性で直列に接続し、第２のダイオード
   ３Ｂと第４のダイオード３Ｄを同極性で直列に
   接続し、 第３のダイオード３Ｃと第４のダイオード３
   Ｄのカソードに第２の定電流素子４の＋側を接
   続し、第２の定電流素子４の−側に負極性の第
   ２の電源５を接続し、 第１のダイオード３Ａおよび第３のダイオー
   ド３Ｃの接続点３Ｅと帯電体１３の間にスイツ
   チ１４を接続し、 第２のダイオード３Ｂと第４のダイオード３
   Ｄの接続点３Ｆを接地電位に接続し、 帯電体１３を帯電させるときは、スイツチ１
   ４を断にし、帯電体１３の電荷を放電するとき
   は、スイツチ１４を接にすることを特徴とする
   帯電体の放電時間短縮回路。 ２ 第１の定電流素子２と第２の定電流素子４を
   それぞれ抵抗にした実用新案登録請求範囲第１
   項記載の帯電体の放電時間短縮回路。