JPH09232145A - Surge preventing transformer for signal cable and signal cable connection structure using the same - Google Patents

Surge preventing transformer for signal cable and signal cable connection structure using the same

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JPH09232145A
JPH09232145A JP32171996A JP32171996A JPH09232145A JP H09232145 A JPH09232145 A JP H09232145A JP 32171996 A JP32171996 A JP 32171996A JP 32171996 A JP32171996 A JP 32171996A JP H09232145 A JPH09232145 A JP H09232145A
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transformer
surge
signal
terminal device
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孝吉 実原
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美則 酒井
Yoshitake Okabe
桂岳 岡部
Hiromi Yamaguchi
弘美 山口
Susumu Ebihara
進 海老原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surge preventing transformer for a signal cable which prevents breakage of a semiconductor device due to surge and which can be inserted even in the middle of a communication line without causing impedance mismatch. SOLUTION: A primary and secondary coils, made of a high withstand voltage wire and the same in number, are formed around a ferrite core 1. The primary and secondary coils are respectively connected to connectors 5 and 6. A surge blocking transformer 16 is detachably attached between one end of a signal cable and a communication terminal device. A surge absorber is provided at the previous stage of the surge blocking transformer 16.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信を行う
装置の信号ケーブルとの接続を行う接栓部に後付けで取
り付けることにより、信号ケーブルから侵入するサージ
およびノイズの侵入を低減することができる信号ケーブ
ル用サージ阻止トランスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can reduce surge and noise intrusion from a signal cable by retrofitting it to a connector for connecting to a signal cable of a device for data communication. The present invention relates to a surge prevention transformer for signal cables.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、通信端末装置やLAN(ローカル
エリアネットワーク)等のデータ通信を行う装置におい
て、信号ケーブルからサージの侵入が考えられる場合
(例えば、屋外架空配線)には、サージアブソーバと接
地により、サージを大地にバイパスする方法がとられて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a device for performing data communication such as a communication terminal device or a LAN (local area network), when a surge from a signal cable is considered (for example, outdoor overhead wiring), a surge absorber and a ground are provided. Has taken the method of bypassing the surge to the ground.

【0003】その対策方法の一つとしては、図3に示す
ようなものがある。図3では信号ケーブル(データ通信
線)103に誘導されたサージ(またはコモンモードノ
イズ)が端末装置102の外付けサージアブソーバ10
4に加わると仮定した場合、サージアブソーバは、サー
ジ(またはコモンモードノイズ)電圧がその動作開始電
圧(アレスタの場合、直流放電開始電圧、バリスタの場
合、バリスタ電圧)より大きいと動作し、サージ(また
はコモンモードノイズ)電流を接地へ放流することで低
減し、後段のパルストランスおよび半導体素子の被害を
防止している。このサージアブソーバ104がサージ
(またはコモンモードノイズ)を低減するレベルは、ほ
ぼ動作開始電圧により決まり、この電圧を端末装置10
2内のパルストランス105および半導体素子のサージ
耐力より低い値に決めることで対策している。
As one of the countermeasure methods, there is one as shown in FIG. In FIG. 3, the surge (or common mode noise) induced in the signal cable (data communication line) 103 is the external surge absorber 10 of the terminal device 102.
Assuming that the surge absorber is added to the surge absorber 4, the surge absorber operates when the surge (or common mode noise) voltage is higher than its operation start voltage (DC discharge start voltage in the case of arrester, varistor voltage in the case of varistor), and surge ( Or, common mode noise) current is discharged to the ground to reduce damage to the pulse transformer and semiconductor device in the subsequent stage. The level at which the surge absorber 104 reduces the surge (or common mode noise) is almost determined by the operation start voltage.
Countermeasures are taken by setting the value to a value lower than the surge withstand strength of the pulse transformer 105 and the semiconductor element in FIG.

【0004】また、信号ケーブルの外部被覆が破れ、地
絡(接地と接触)したときに見られるように、大地を介
して閉回路(グランドループ)が形成され、信号ケーブ
ルからのノイズの侵入が考えられる装置には、信号ケー
ブルの張り替えを行っていた。
Further, as seen when the outer coating of the signal cable is broken and a ground fault (contact with the ground) is seen, a closed circuit (ground loop) is formed through the ground, and noise from the signal cable is prevented from entering. Possible equipment was re-sequencing of signal cables.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の信号ケーブルについては、つぎのようなサージおよ
びノイズに関する問題があった。
However, such a conventional signal cable has the following problems regarding surge and noise.

【0006】すなわち、サージに関しては、上記の方法
では、サージアブソーバの動作開始電圧が低くなりすぎ
てしまい、電力線の漏電によってサージアブソーバは簡
単に焼損してしまう問題を抱えていた。そこで、サージ
アブソーバが焼損しないようにするために動作開始電圧
を電力線の漏電によって動作しない値にまで上げた場合
は、サージアブソーバが動作するに至らない、動力機器
の誘導ノイズおよび雷サージの漏洩分等の低い電圧のサ
ージであっても、図3のパルストランス105の巻線間
の絶縁を破壊し、さらに後段の半導体素子に被害を発生
させる場合があった。
That is, regarding the surge, the above method has a problem that the operation start voltage of the surge absorber becomes too low, and the surge absorber is easily burned due to the leakage of the power line. Therefore, if the operation start voltage is raised to a value that does not operate due to leakage of power lines in order to prevent the surge absorber from being burnt out, the surge absorber will not operate and the leakage component of induced noise of power equipment and lightning surge will not occur. Even with such a low voltage surge, the insulation between the windings of the pulse transformer 105 shown in FIG. 3 may be destroyed, and the semiconductor element in the subsequent stage may be damaged.

【0007】一方、近年、データ伝送速度が高速化して
おり、このことは信号ケーブルの中を高い周波数成分の
信号が通っていることを意味する。この信号ケーブルに
用いられるサージアブソーバには、浮遊容量による波形
歪みを信号に与えないため、浮遊容量の小さい、気中放
電の性質を利用したガスアレスタが用いられている。例
えば、直流放電開始電圧(動作開始電圧)90Vのアレ
スタがサージを受け動作した場合でも、サージの立ち上
がり部分の90Vで動作するのではなく、実際には、ガ
スアレスタの性質である遅延特性により、90Vより遅
延した位置である数百V(例えば、1.2/50μs、
6kVの電圧サージでは約700V)位となった時点か
ら動作を開始する。そのため、ガスアレスタの後段の装
置には、数百Vのインパルスが加わることもある。最近
の半導体素子の微細加工化、高速化に伴い、このインパ
ルスに耐えられず破損する場合もあった。
On the other hand, in recent years, the data transmission speed has been increased, which means that a signal having a high frequency component passes through the signal cable. For the surge absorber used in this signal cable, a gas arrester that has a small stray capacitance and uses the characteristics of air discharge is used in order to prevent waveform distortion due to stray capacitance on the signal. For example, even if an arrester with a DC discharge start voltage (operation start voltage) of 90V operates due to a surge, it does not operate at 90V at the rising portion of the surge, but in reality, due to the delay characteristic that is the property of the gas arrester, Several hundred V (for example, 1.2 / 50 μs, which is a position delayed from 90 V,
When the voltage surge of 6 kV reaches about 700 V), the operation starts. Therefore, an impulse of several hundreds V may be applied to the device at the latter stage of the gas arrester. With the recent progress in fine processing and speeding up of semiconductor elements, there have been cases where they cannot withstand this impulse and are damaged.

【0008】次に、ノイズに関して述べる。前述のよう
に、信号ケーブルの外部被覆が破れ、地絡によりグラン
ドループが形成されるとき、ノイズ電流が信号ケーブル
に流入し、ノイズ障害が発生する。これに対する信号ケ
ーブルの張り替えによる対策は、工事が伴うため対策費
用が高くついてしまうという問題があった。
Next, noise will be described. As described above, when the outer coating of the signal cable is broken and a ground loop is formed due to a ground fault, a noise current flows into the signal cable, causing noise interference. There is a problem in that the countermeasure for re-installing the signal cable is costly because of the construction work.

【0009】図11は、サージおよびノイズの大きさを
それらの周波数に対応して示したグラフである。図中、
111は誘導雷サージを示し、112はサージに対する
アレスタの遅延特性により残る電圧を示す。このような
電圧は半導体の破損を招来する。110はAC漏電に相
当する電圧を示す。前述のように、サージアブソーバの
動作開始電圧を低くした場合には、電力線の漏電によっ
てサージアブソーバは焼損してしまう。113は、半導
体素子の閾値を超えるコモンモードノイズを示す。
FIG. 11 is a graph showing the magnitudes of surge and noise corresponding to their frequencies. In the figure,
Reference numeral 111 indicates an induced lightning surge, and reference numeral 112 indicates a voltage remaining due to the delay characteristic of the arrester against the surge. Such a voltage causes damage to the semiconductor. 110 indicates a voltage corresponding to AC leakage. As described above, when the operation start voltage of the surge absorber is lowered, the surge absorber is burned out due to the leakage of the power line. Reference numeral 113 indicates common mode noise that exceeds the threshold of the semiconductor element.

【0010】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、サージによる半導体素子の破壊を防止す
るとともに、通信回線の途中に挿入してもインピーダン
スの不整合の問題を生じさせないようにすることができ
る信号ケーブル用サージ阻止トランスおよびこれを用い
た信号ケーブル接続構造を提供せんとするものである。
The present invention has been made in view of such a problem, and prevents the semiconductor element from being destroyed by a surge, and does not cause the problem of impedance mismatch even if it is inserted in the middle of the communication line. The present invention provides a surge prevention transformer for a signal cable that can be used as well as a signal cable connection structure using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、高透磁率のコアと、該コアに巻数比1対
1で巻き付けられた高耐圧線材製の1次巻線および2次
巻線とにより構成され、信号ケーブルと通信端末装置と
の間に配置されることを特徴とする信号ケーブル用サー
ジ阻止トランスを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention relates to a core having a high magnetic permeability, a primary winding made of high withstand voltage wire wound around the core at a winding ratio of 1: 1, and A surge prevention transformer for a signal cable, which is configured by a secondary winding and is arranged between a signal cable and a communication terminal device.

【0012】高耐圧線材製の1次および2次巻線を用い
るので、サージに対する耐圧が向上し、前段に配置され
るサージアブソーバの動作開始電圧を高くしても、サー
ジによる後段の半導体素子の破壊を防止することができ
る。
Since the primary and secondary windings made of high withstand voltage wire are used, the withstand voltage against surge is improved, and even if the operation start voltage of the surge absorber arranged in the preceding stage is increased, the semiconductor element in the succeeding stage due to the surge is It is possible to prevent destruction.

【0013】また、巻数比が1対1であるため入力回路
に挿入しても、インピーダンスの不整合による悪影響を
後段の回路に及ぼさない。したがって、インピーダンス
を整合させるための回路も不要である。
Further, since the turns ratio is 1 to 1, even if it is inserted in the input circuit, the adverse effect due to the impedance mismatch does not affect the circuit in the subsequent stage. Therefore, a circuit for matching the impedance is unnecessary.

【0014】前記高耐圧線材としては、例えば、導線を
ポリテトラフルオロエチレンで被覆したものを用いるこ
とができる。
As the high withstand voltage wire, for example, a wire covered with polytetrafluoroethylene can be used.

【0015】好ましくは、前記1次巻線および2次巻線
を巻き付けたコアを収納するハウジングと、該ハウジン
グに固定され、前記1次巻線および2次巻線とそれぞれ
接続された第1および第2のコネクタとを設ける。これ
により、本発明の信号ケーブル用サージ阻止トランス
を、容易に対象装置へ着脱可能に外付けすることができ
る。
Preferably, a housing for accommodating the core around which the primary winding and the secondary winding are wound, and first and second fixed to the housing and connected to the primary winding and the secondary winding, respectively. And a second connector. This allows the signal cable surge prevention transformer of the present invention to be easily detachably attached to the target device.

【0016】また、本発明は、データを伝送する信号ケ
ーブルを通信端末装置に接続する信号ケーブル接続構造
であって、通信端末装置の入力段に設けられたパルスト
ランスと、信号ケーブルと接地との間に設けられたサー
ジアブソーバと、該サージアブソーバと前記パルストラ
ンスとの間に設けられ、高透磁率のコアと、該コアに巻
数比1対1で巻き付けられた高耐圧線材製の1次巻線お
よび2次巻線とにより構成された信号ケーブル用サージ
阻止トランスとを備えることを特徴とする信号ケーブル
接続構造を提供する。
Further, the present invention is a signal cable connection structure for connecting a signal cable for transmitting data to a communication terminal device, which comprises a pulse transformer provided at an input stage of the communication terminal device, a signal cable and a ground. A surge absorber provided therebetween, a core having a high magnetic permeability provided between the surge absorber and the pulse transformer, and a primary winding made of high withstand voltage wire wound around the core at a winding ratio of 1: 1. There is provided a signal cable connection structure comprising: a signal cable surge prevention transformer configured by a wire and a secondary winding.

【0017】前記信号ケーブル用サージ阻止トランスの
巻線の絶縁性被覆の耐圧は、前記パルストランスの巻線
のそれより高いものである。
The withstand voltage of the insulating coating of the winding of the signal cable surge prevention transformer is higher than that of the winding of the pulse transformer.

【0018】本発明において、絶縁耐力をサージアブソ
ーバの動作電圧の動作開始電圧や動作特性による電圧に
合わせた、巻数比1対1のトランスを好ましくは装置の
信号ケーブル接栓部に取り付けることにより、信号(ノ
ルマルモード)に対しては極めて低損失で伝送し、サー
ジ(コモンモードである)およびコモンモードノイズ電
流に対しては極めて損失を大きくすることができる。
In the present invention, a transformer having a winding ratio of 1: 1 whose insulation strength is matched to the operation start voltage of the surge absorber and the voltage depending on the operation characteristics is preferably attached to the signal cable plug portion of the device. The signal (normal mode) can be transmitted with extremely low loss, and the surge (common mode) and the common mode noise current can be significantly increased in loss.

【0019】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、他の見地によれば、周波数約10MHz以下
のコモンモード信号を約2分の1以下に低減する効果を
有するトランスにより構成され、信号ケーブルと通信端
末装置との間に配置されることを特徴とする。
According to another aspect, the surge prevention transformer for a signal cable according to the present invention is formed by a transformer having an effect of reducing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less. It is arranged between the communication terminal device and the communication terminal device.

【0020】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、さらに他の見地によれば、通信端末装置に内
蔵されているパルストランスの耐圧より高い耐圧を有す
るトランスにより構成され、信号ケーブルと通信端末装
置との間に配置されることを特徴とする。
According to yet another aspect, the surge prevention transformer for a signal cable according to the present invention comprises a transformer having a withstand voltage higher than a withstand voltage of a pulse transformer incorporated in the communication terminal device, and the signal cable and the communication terminal device. It is characterized by being placed between and.

【0021】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、別の見地によれば、約2kVの耐圧(絶縁耐
力)を有するトランスにより構成され、信号ケーブルと
通信端末装置との間に配置されることを特徴とする。
According to another aspect, the surge prevention transformer for a signal cable according to the present invention comprises a transformer having a withstand voltage (dielectric strength) of about 2 kV and is arranged between the signal cable and the communication terminal device. Is characterized by.

【0022】本発明による信号ケーブル用サージ阻止ト
ランスは、さらに別の見地によれば、信号ケーブルと通
信端末装置との間に配置される信号ケーブル用サージ阻
止トランスであって、前記信号ケーブルを外した前記通
信端末装置の接栓部に着脱可能な第1のコネクタと、前
記通信端末装置から外した前記信号ケーブルの接線部に
着脱可能な第2のコネクタと、該第1及び第2のコネク
タ間に接続されたトランスとにより構成されることを特
徴とする。
According to yet another aspect, a surge prevention transformer for a signal cable according to the present invention is a surge prevention transformer for a signal cable arranged between a signal cable and a communication terminal device, wherein A first connector that is attachable to and detachable from a plug portion of the communication terminal device, a second connector that is attachable and detachable to a tangential portion of the signal cable removed from the communication terminal device, and the first and second connectors It is characterized by being configured with a transformer connected in between.

【0023】本発明による信号ケーブル接続構造は、他
の見地によれば、周波数約10MHz以下の周波数のコ
モンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比1:
1のトランスを複数個連結接続し、通信端末装置と信号
ケーブルの間に配置することにより、コモンモードの高
電圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とす
る。
According to another aspect, the signal cable connection structure according to the present invention suppresses a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about 1/2 or less, and has a winding ratio of 1 :.
By connecting a plurality of transformers of No. 1 and arranging them between the communication terminal device and the signal cable, the effect of suppressing the common-mode high-voltage surge is provided.

【0024】本発明による信号ケーブル接続構造は、さ
らに他の見地によれば周波数約10MHz以下の周波数
のコモンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比
M:N(M≠N)のトランスを、一端側の入力インピー
ダンスと他端側の出力インピーダンスが等しくなるよう
に、複数個組み合わせて接続し、通信端末装置と信号ケ
ーブルの間に配置することにより、コモンモードの高電
圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とす
る。この場合、M:NとN:Mのような組合せの他、
1:NとN:MとM:1のような組合せであってもよ
い。
According to yet another aspect, the signal cable connection structure according to the present invention has a turn ratio M: N (M ≠ N) for suppressing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less. Multiple transformers are combined and connected so that the input impedance on one end side and the output impedance on the other end side are equal, and the transformer is placed between the communication terminal device and the signal cable to prevent common mode high voltage surges. It is characterized by having a suppressing effect. In this case, in addition to combinations such as M: N and N: M,
A combination such as 1: N and N: M and M: 1 may be used.

【0025】本発明によるさらに他の信号ケーブル用サ
ージ阻止トランスは、周波数約10MHz以下の周波数
のコモンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比
1:1のトランスを複数個連結接続したものを、両端に
コネクタを有するハウジング内に内蔵したことを特徴と
する。
In still another surge arrester for signal cables according to the present invention, a plurality of transformers having a winding ratio of 1: 1 for suppressing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less are connected and connected. One is characterized by being built into a housing having connectors at both ends.

【0026】なお、本明細書において、「通信端末装
置」とは、広義には、信号ケーブルの両端に接続される
任意の端末装置を含み、後述する端末制御装置をも含む
ものとする。
In the present specification, the term "communication terminal device" includes, in a broad sense, any terminal device connected to both ends of the signal cable, and also includes a terminal control device described later.

【0027】具体的には、本サージ阻止トランスは、1
次巻線と2次巻線間がAC2.5kV1分間の絶縁耐圧
と、図4に示すように周波数約10MHzまでのコモン
モードノイズ除去特性を有する。図4の縦軸の「利得」
は2次巻線・接地間電流/1次巻線・接地間電流を示
す。
Specifically, this surge prevention transformer has one
Between the secondary winding and the secondary winding, it has an AC withstand voltage of 2.5 kV for 1 minute and, as shown in FIG. 4, a common mode noise removal characteristic up to a frequency of about 10 MHz. "Gain" on the vertical axis of Fig. 4
Indicates the current between secondary winding and ground / current between primary winding and ground.

【0028】図4のようなノイズ除去特性を示す理由を
以下に述べると、トランスは、元来コモンモード信号
(同相、同波形、同レベルのため)を相互に打ち消し合
う性質を有しており、理想的には、周波数に左右されず
無限大の除去(あるいは減衰、または抑圧)特性を示す
はずである。しかし、そうならず、図4のような周波数
特性(周波数の増加に伴い除去特性(あるいは減衰率、
または抑圧比)が低下する右肩上がりの特性)を示すの
は、1次巻線と2次巻線間に浮遊容量(コンデンサ成
分)が存在するためである。したがって、このノイズ除
去特性と言うのは、1次巻線と2次巻線間に存在する浮
遊容量の特性であると言うことができる。
The reason for exhibiting the noise elimination characteristics as shown in FIG. 4 will be described below. The transformer originally has a property of canceling out common mode signals (because of the same phase, same waveform and same level). Ideally, it should exhibit infinite removal (or attenuation or suppression) characteristics regardless of frequency. However, this is not the case, and the frequency characteristics as shown in FIG. 4 (removal characteristics (or attenuation rate,
Or, the characteristic that the suppression ratio) decreases and rises upward is because stray capacitance (capacitor component) exists between the primary winding and the secondary winding. Therefore, it can be said that the noise removal characteristic is a characteristic of the stray capacitance existing between the primary winding and the secondary winding.

【0029】また、このノイズ除去特性は、トランスの
1次巻線−2次巻線間で絶縁破壊しない範囲の電圧にお
いて保証される。(それは、絶縁破壊すると、1次巻線
から2次巻線に信号の伝わるモードが浮遊容量のモード
ではなく、絶縁破壊モードとなり、ほとんど減衰しなく
なるためである。)サージアブソーバの動作開始電圧が
電力線の電圧(ピーク値で140V)より低い場合は電
力線の漏電事故時の焼損が問題となるが、いま仮に図3
において漏電事故の発生により端末制御装置101側の
電圧安定用グランド107の電位が約100Vに上昇し
信号ケーブルのグランドを通じてサージアブソーバ10
4に加わろうとしていると仮定したとき、図2のように
本サージ阻止トランス16が取付けられていることによ
り、信号ケーブルが1次巻線と2次巻線間で絶縁される
(切られる)こととなるのでサージアブソーバ104の
両端に電位差が生じなくなり焼損を免れる(因みに、漏
電事故による電圧(ピーク値140V)は本サージ阻止
トランスの1次巻線と2次巻線間に加わることとなる。
しかし、本サージ阻止トランスは絶縁耐力により破損し
ない)。尚、サージアブソーバは、信号ケーブルに発生
したサージに対して従来通りの動作開始電圧により動作
し、サージ(又はコモンモードノイズ)電流を接地へ放
流することで低減する。本サージ阻止トランスは、サー
ジアブソーバにより低減されたサージに対してもさらに
低減する作用がある。
Further, this noise elimination characteristic is guaranteed at a voltage within a range where the dielectric breakdown does not occur between the primary winding and the secondary winding of the transformer. (This is because when the insulation breakdown occurs, the mode in which the signal is transmitted from the primary winding to the secondary winding is not the stray capacitance mode but the insulation breakdown mode, and there is almost no attenuation.) The operation start voltage of the surge absorber If the voltage of the power line is lower than the peak value (140V at the peak value), the burning of the power line at the time of an electric leakage accident becomes a problem.
At the occurrence of the electric leakage accident, the potential of the voltage stabilizing ground 107 on the terminal control device 101 side rises to about 100 V, and the surge absorber 10 passes through the signal cable ground.
4, the signal cable is insulated (cut) between the primary winding and the secondary winding because the surge prevention transformer 16 is attached as shown in FIG. Therefore, the potential difference does not occur at both ends of the surge absorber 104, and the burnout is avoided (by the way, the voltage (peak value 140 V) due to the leakage accident is applied between the primary winding and the secondary winding of this surge prevention transformer. .
However, this surge prevention transformer will not be damaged due to dielectric strength). The surge absorber operates with a conventional operation start voltage against the surge generated in the signal cable, and reduces the surge (or common mode noise) current by discharging it to the ground. This surge prevention transformer has an effect of further reducing the surge reduced by the surge absorber.

【0030】サージアブソーバの動作開始電圧を漏電事
故による電圧で動作しないような電圧(例えば150
V:AC100Vのピーク値140Vでも動作しない電
圧)に変更した場合は、サージアブソーバの動作するに
至らないサージ(またはコモンモードノイズ)が問題と
なる。いま仮に図3においてサージアブソーバの動作す
るに至らないサージ(150V未満)が端末装置102
に加わろうとしていると仮定したとき、図2のように本
サージ阻止トランスが取付けられると、コモンモードノ
イズ除去特性により低減されるので、この場合も、パル
ストランス15や、さらに後段の半導体の被害を防止す
ることができる。同様に、ガスアレスタの遅延特性によ
る数百Vのインパルスについてもコモンモードノイズ除
去特性により低減し被害を防止する。尚、サージアブソ
ーバは、信号ケーブルに発生した150V以上のサージ
(又はコモンモードノイズ)に対して動作し、サージ
(又はコモンモードノイズ)電流を接地へ放流すること
で低減する。本サージ阻止トランスは、サージアブソー
バにより低減されたサージに対してもさらに低減する作
用がある。
The operation start voltage of the surge absorber is a voltage (eg 150
V: When the voltage is changed to a voltage that does not operate even at a peak value of 140 V of AC 100 V), a surge (or common mode noise) that does not cause the surge absorber to operate becomes a problem. Suppose now that in FIG. 3, the surge (less than 150 V) that does not cause the surge absorber to operate is the terminal device 102.
Assuming that the surge prevention transformer is attached as shown in FIG. 2, the common mode noise elimination characteristics reduce the damage. Therefore, in this case as well, damage to the pulse transformer 15 and the semiconductor in the subsequent stage is reduced. Can be prevented. Similarly, impulses of several hundreds of V due to the delay characteristics of the gas arrester are also reduced by the common mode noise removal characteristics to prevent damage. The surge absorber operates against a surge (or common mode noise) of 150 V or more generated in the signal cable, and reduces the surge (or common mode noise) current by discharging it to the ground. This surge prevention transformer has an effect of further reducing the surge reduced by the surge absorber.

【0031】コモンモードノイズについての課題につい
ては、先にも述べたように信号ケーブルに侵入するノイ
ズ電流を本サージ阻止トランスの1次巻線と2次巻線間
のノイズ除去特性により低減するため被害を防止でき
る。
As to the problem of common mode noise, as described above, the noise current that penetrates into the signal cable is reduced by the noise elimination characteristic between the primary winding and the secondary winding of the surge prevention transformer. Can prevent damage.

【0032】しかし、信号に対しては、図5のサージ阻
止トランスの周波数特性に示すように周波数帯域が80
0Hz〜12MHzであるため、この範囲の周波数の信
号であれば波形歪み無く伝送可能である。また、同軸ケ
ーブルとの比較において、極めて減衰が少ないため、特
に信号を増幅する必要もない。なお、図5の縦軸の「利
得」は2次巻線出力電流/1次巻線入力電流を示す。
However, for the signal, the frequency band is 80 as shown in the frequency characteristics of the surge prevention transformer of FIG.
Since it is 0 Hz to 12 MHz, a signal having a frequency in this range can be transmitted without waveform distortion. In addition, compared with the coaxial cable, there is no need to amplify the signal because the attenuation is extremely small. The “gain” on the vertical axis in FIG. 5 indicates the secondary winding output current / primary winding input current.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1に、本発明によるサージ阻止
トランスの第1の実施の形態の構成を示す。
1 shows the configuration of a first embodiment of a surge prevention transformer according to the present invention.

【0034】図1において、16はサージ阻止トランス
を示す。1は、本サージ阻止トランス16のコアに用い
る高透磁率磁性体の例えばフェライトコアである。その
形状は、主にトロイダル形であるが、それ以外の形状で
あってもよい。2は、本サージ阻止トランス16の巻線
に用いる導線3に対して、例えばテフロン(ポリテトラ
フルオロエチレン)の高耐圧絶縁材4で被覆を施した高
耐圧線材である。入力側の高耐圧線材2と出力側の高耐
圧線材2とを平行に沿わせ、フェライトコア1に同じ回
数(ここでは20回)だけ1層に巻き付けたものであ
る。すなわち、巻数比は1対1である。このように高耐
圧線材2を巻き付けたフェライトコア1をハウジング7
に収納し、コネクタ5,6で外部との接続を行うように
なっている。この例では、コネクタ5はBNC−J(B
NCジャック)コネクタであり、コネクタ6はBNC−
P(BNCプラグ)コネクタである。但し、コネクタ
(接栓)の種類はこれに限るものではない。ハウジング
7は、トランスを内包したまま樹脂でモールド成形して
構成したものであってもよい。なお、サージ阻止トラン
ス16の1次巻線・2次巻線間の浮遊容量は、パルスト
ランスの浮遊容量と比較して10分の1程度に小さい。
In FIG. 1, reference numeral 16 indicates a surge prevention transformer. Reference numeral 1 is a high-permeability magnetic material such as a ferrite core used for the core of the surge prevention transformer 16. The shape is mainly a toroidal shape, but may be another shape. Reference numeral 2 is a high withstand voltage wire material in which the conductor wire 3 used for the winding of the surge prevention transformer 16 is covered with a high withstand voltage insulating material 4 of, for example, Teflon (polytetrafluoroethylene). The high withstand voltage wire 2 on the input side and the high withstand voltage wire 2 on the output side are arranged in parallel and wound around the ferrite core 1 the same number of times (here, 20 times) in one layer. That is, the turn ratio is 1: 1. The ferrite core 1 wound with the high withstand voltage wire 2 in this manner is used for the housing 7
It is housed in and is connected to the outside with connectors 5 and 6. In this example, the connector 5 is BNC-J (B
NC jack) connector, and connector 6 is BNC-
It is a P (BNC plug) connector. However, the type of connector (plug) is not limited to this. The housing 7 may be configured by molding with a resin while the transformer is included. The stray capacitance between the primary winding and the secondary winding of the surge prevention transformer 16 is about one-tenth that of the stray capacitance of the pulse transformer.

【0035】図2は、サージ阻止トランス16を信号ケ
ーブル13と装置筺体との間に取り付けた利用の態様を
示す。端末制御装置11内のパルストランス15からの
出力信号はその筺体に固定されたコネクタから出力され
る。このパルストランス15の2次巻線の一端は接地さ
れている。また、端末制御装置11のコネクタに対し
て、図1のサージ阻止トランス16が着脱可能に接続さ
れる。他方、端末制御装置11から出力される信号を受
ける端末装置12内にもパルストランス15があり、こ
の筺体に固定されたコネクタに対してもサージ阻止トラ
ンス16が着脱可能に接続される。両トランス16の間
には信号ケーブル13が着脱可能に接続される。端末装
置12のトランス16の前段(信号ケーブル13側)に
はサージアブソーバ14が接続される。このサージアブ
ソーバ14としては、好ましくは、電力線の漏電によっ
て簡単に焼損してしまうことのないような比較的高い動
作開始電圧(例えば、150V)のものを用いる。
FIG. 2 shows a mode of use in which the surge prevention transformer 16 is mounted between the signal cable 13 and the device housing. The output signal from the pulse transformer 15 in the terminal control device 11 is output from the connector fixed to the housing. One end of the secondary winding of the pulse transformer 15 is grounded. Further, the surge prevention transformer 16 of FIG. 1 is detachably connected to the connector of the terminal control device 11. On the other hand, the pulse transformer 15 is also provided in the terminal device 12 that receives the signal output from the terminal control device 11, and the surge prevention transformer 16 is detachably connected to the connector fixed to this housing. A signal cable 13 is detachably connected between both transformers 16. The surge absorber 14 is connected to the front stage (on the signal cable 13 side) of the transformer 16 of the terminal device 12. The surge absorber 14 preferably has a relatively high operation starting voltage (for example, 150 V) so that the surge absorber 14 is not easily burnt out due to leakage of the power line.

【0036】図2において、端末制御装置11側で発生
した電力線の漏洩電圧(約AC100V)が信号ケーブ
ル13およびアースを経由して加わってきた場合、この
電圧は、サージ阻止トランス16の1次および2次巻線
間に加わる。この電圧に対して、サージ阻止トランス1
6においては、1次巻線および2次巻線間の浮遊容量に
起因して2次側に現れる電圧はほぼ0Vとなる。
In FIG. 2, when the leak voltage (about AC 100 V) of the power line generated on the terminal control device 11 side is applied via the signal cable 13 and the ground, this voltage is the primary voltage of the surge prevention transformer 16 and Add between secondary windings. For this voltage, surge prevention transformer 1
In 6, the voltage appearing on the secondary side due to the stray capacitance between the primary winding and the secondary winding is almost 0V.

【0037】次に、高電圧の誘導雷サージが信号ケーブ
ル13に誘導されたときは、サージアブソーバ14のサ
ージ吸収特性による電圧(通常1kV以下,500kH
z程度)が、サージ阻止トランス16の1次および2次
巻線間に加わることとなる。そこで、サージ阻止トラン
ス16の1次および2次巻線間の絶縁耐圧は1kV以上
(実測AC2.5kV,1分間)であれば必要にして十
分であり、これについてもやはり2次側に現れる電圧
(2次巻線と接地との間の電圧)は3%程度に減衰す
る。また、サージ阻止トランス16を信号ケーブル13
と筺体との間に設けることにより、10MHzまでの高
周波ノイズについても減衰する効果を発揮する。
Next, when a high-voltage induced lightning surge is induced in the signal cable 13, the voltage due to the surge absorption characteristic of the surge absorber 14 (usually 1 kV or less, 500 kH
z) is applied between the primary and secondary windings of the surge prevention transformer 16. Therefore, if the withstand voltage between the primary and secondary windings of the surge prevention transformer 16 is 1 kV or more (actually measured AC 2.5 kV for 1 minute), it is necessary and sufficient, and this also applies to the voltage appearing on the secondary side. (Voltage between the secondary winding and ground) is attenuated to about 3%. In addition, the surge prevention transformer 16 is connected to the signal cable 13
By providing it between the housing and the housing, an effect of attenuating high-frequency noise up to 10 MHz is exerted.

【0038】前述のように、図1に示した構成におい
て、高透磁率磁性体のトロイダル形フェライトコアに、
テフロンの被覆を施した高耐圧絶縁材製の1次および2
次巻線をそれぞれ20回巻き付けて形成したトランス1
6を用いて、以下のようなサージ阻止能力の測定を行っ
た。
As described above, in the structure shown in FIG. 1, the toroidal ferrite core of high permeability magnetic material is
Primary and secondary made of high voltage insulation with Teflon coating
Transformer 1 formed by winding the next winding 20 times each
6 was used to measure the following surge blocking ability.

【0039】この測定には、図6に示すように、サージ
シミュレータ61(ビッグバーン社製3230)、オシ
ロスコープ62(テクトロニクス社製2430A)、カ
レントプローブ・アンプ63(テクトロニクス社製AM
503)、カレントプローブ65(テクトロニクス社製
AM503)および耐圧試験機(菊水電子工業社製TO
S5051)を用いた。また、オシロスコープ62の波
形出力のプリントアウトのためにエプソン社製プロッタ
H180を用いた。サージシミュレータ61からは、図
7に示すような1.2(波頭長)/50(波尾長)μs
の雷電圧サージ波形を出力させた。
For this measurement, as shown in FIG. 6, a surge simulator 61 (Big Burn Co., 3230), an oscilloscope 62 (Tektronix 2430A), a current probe amplifier 63 (Tektronix AM).
503), a current probe 65 (AM503 manufactured by Tektronix) and a pressure tester (TO manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd.)
S5051) was used. A plotter H180 manufactured by Epson Corporation was used for printing out the waveform output of the oscilloscope 62. From the surge simulator 61, 1.2 (wave front length) / 50 (wave tail length) μs as shown in FIG.
The lightning voltage surge waveform of was output.

【0040】測定時には、まず、サージシミュレータ6
1のSURG端子とGND端子を短絡し、このとき流れ
る電流をカレントプローブ65およびアンプ63を介し
てオシロスコープ62で観測した。その結果を図8のグ
ラフに示す。
At the time of measurement, first, the surge simulator 6
The SURG terminal and the GND terminal of No. 1 were short-circuited, and the current flowing at this time was observed by the oscilloscope 62 via the current probe 65 and the amplifier 63. The results are shown in the graph of FIG.

【0041】次に、図6に示すようにサージ阻止トラン
ス16を接続し、図7の雷サージ電圧波形をトランス1
6の1次および2次巻線間に印加した。この際、予めサ
ージ阻止トランス16の1次側および2次側をそれぞれ
短絡しておいた。このとき流れる電流をカレントプロー
ブ65およびアンプ63を介してオシロスコープ62で
観測した。その結果のグラフを図10に示す。このグラ
フから、電流値のピーク・トゥ・ピークは14.5Aと
なっていることが分かる。この電流値は、図8のピーク
電流値190Aとの比較において、ほぼ8%にまで減衰
していることが分かる。
Next, the surge prevention transformer 16 is connected as shown in FIG. 6, and the lightning surge voltage waveform of FIG.
6 between the primary and secondary windings. At this time, the primary side and the secondary side of the surge prevention transformer 16 were short-circuited in advance. The current flowing at this time was observed by the oscilloscope 62 via the current probe 65 and the amplifier 63. The graph of the result is shown in FIG. From this graph, it can be seen that the peak-to-peak current value is 14.5A. It can be seen that this current value is attenuated to almost 8% in comparison with the peak current value 190A in FIG.

【0042】これは、サージ阻止トランス単体の特性で
ある。図2のように後段にパルストランスを接続した構
成においては、どのように考えられるかを以下に説明す
る。サージ(コモンモード信号)に着目して考えると、
サージ阻止トランスの1次巻線−2次巻線間の浮遊容量
と、パルストランスの1次巻線−2次巻線間の浮遊容量
が直列に接続されている回路に見える。このような回路
の場合、パルストランスに加わる電圧は、それぞれのト
ランスの浮遊容量により生じるインピーダンスの比率で
分圧される。浮遊容量(コンデンサ)のインピーダンス
は、容量の逆比に比例する。したがって、インピーダン
スの比率もサージ阻止トランスとパルストランスの浮遊
容量の逆比の比率となる。そこで、サージ阻止トランス
の浮遊容量が、パルストランスの10分の1程度のた
め、インピーダンスの比率は、約10:1となり、パル
ストランスには、約10分の1の電圧しか加わらない。
(また、サージ阻止トランスをn個連結接続すること
は、浮遊容量をn分の1にする事に他ならない。その結
果、インピーダンスはn倍になる。)また、このサージ
阻止トランス16の1次側および2次側巻線間の電圧波
形をオシロスコープ62で観測したところ、図9のよう
なグラフが得られた。この結果から、サージ阻止トラン
ス16は2.5kVの雷サージにもその絶縁耐力により
耐えていることが分かる。なぜなら、絶縁破壊した時点
で、図9の電圧は0Vにブレークダウンする筈である
が、そうなっていないからである。
This is a characteristic of the surge prevention transformer alone. In the configuration in which the pulse transformer is connected in the subsequent stage as shown in FIG. 2, how it can be considered will be described below. Considering the surge (common mode signal),
It looks like a circuit in which the stray capacitance between the primary winding and secondary winding of the surge prevention transformer and the stray capacitance between the primary winding and secondary winding of the pulse transformer are connected in series. In the case of such a circuit, the voltage applied to the pulse transformer is divided by the ratio of the impedance generated by the stray capacitance of each transformer. The impedance of stray capacitance (capacitor) is proportional to the inverse ratio of capacitance. Therefore, the impedance ratio is also the inverse ratio of the stray capacitances of the surge prevention transformer and the pulse transformer. Therefore, since the stray capacitance of the surge prevention transformer is about 1/10 of that of the pulse transformer, the impedance ratio is about 10: 1 and only about 1/10 of the voltage is applied to the pulse transformer.
(In addition, connecting n surge prevention transformers is nothing but reducing the stray capacitance to 1 / n. As a result, the impedance becomes n times higher.) Also, the primary of this surge prevention transformer 16 When the voltage waveform between the side winding and the secondary side winding was observed with the oscilloscope 62, a graph as shown in FIG. 9 was obtained. From this result, it is understood that the surge prevention transformer 16 withstands a lightning surge of 2.5 kV by its dielectric strength. This is because the voltage in FIG. 9 should break down to 0 V at the time of dielectric breakdown, but it is not so.

【0043】さらに、耐圧試験機を用いてサージ阻止ト
ランス16の1次および2次巻線間の絶縁耐力を試験し
たところ、AC2.5kVで1分間の印加に対して耐え
うることが確認された。
Further, when the dielectric strength between the primary and secondary windings of the surge prevention transformer 16 was tested by using a withstand voltage tester, it was confirmed that it could withstand an application of AC 2.5 kV for 1 minute. .

【0044】図12に、図1のサージ阻止トランスをサ
ージアブソーバと併用した場合の効果を表すグラフを示
す。図12の横軸の周波数は図11と同じであるが、縦
軸の電圧はスケールが拡大されていることに留意された
い。図12から分かるように、10MHz以下の周波数
範囲において、サージおよびノイズがいずれも大幅に低
減されていることが分かる。
FIG. 12 is a graph showing the effect when the surge prevention transformer of FIG. 1 is used in combination with a surge absorber. It should be noted that the frequency on the horizontal axis of FIG. 12 is the same as that of FIG. 11, but the voltage on the vertical axis is scaled up. As can be seen from FIG. 12, both surge and noise are significantly reduced in the frequency range of 10 MHz or less.

【0045】図13に、本発明の第2の実施の形態を示
す。図13は、巻数比1:1のトランス208をn個
(nは複数)連結接続した状態を示す。この電気的な構
成は図14に示すとおりである。
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a state in which n (n is a plurality) transformers 208 having a winding ratio of 1: 1 are connected and connected. This electrical configuration is as shown in FIG.

【0046】図15に、このような連結した複数のトラ
ンス208を、前述した単一のサージ阻止トランス16
の代わりに、信号ケーブル203と端末制御装置201
の間、および信号ケーブル203と端末装置202との
間に配置した構成を示す。この例では、個々のトランス
208の取扱および着脱を容易にするため、雌のコネク
タ5と雄のコネクタ6(図はBNCコネクタを示す)を
両端に固定したハウジング内にトランスを内蔵した構成
として、トランス208を実現している。この場合も、
ハウジングは、トランスを内包して樹脂でモールド成形
したものであってもよい。また、このような連結した複
数個のトランスを、両端にコネクタを有するハウジング
内に内蔵してもよい。
In FIG. 15, a plurality of such transformers 208 connected to each other are shown in FIG.
Instead of the signal cable 203 and the terminal control device 201
Between the signal cables 203 and the terminal device 202. In this example, in order to facilitate the handling and attachment / detachment of the individual transformers 208, the transformer is built in a housing in which female connectors 5 and male connectors 6 (BNC connectors are shown in the figure) are fixed at both ends. The transformer 208 is realized. Again,
The housing may include a transformer and be molded with resin. Further, a plurality of such transformers connected to each other may be built in a housing having connectors at both ends.

【0047】今、信号ケーブル203に、高電圧の誘導
雷サージが発生したと仮定すると、そのサージは外付け
サージアブソーバ204により大地にバイパスされるも
のの、アレスタのように遅延特性を有する素子の場合、
急峻な立ち上がり部において、動作遅れの分だけ(1k
V程度)端末装置202側(または端末制御装置20
1)に抜けてしまう。しかし、先に述べた巻線比1:1
のトランス208をn個接続し配置してあることによ
り、抜けてきたサージ電圧が個々のトランスに対しn分
の1に分散される。分散されたサージ電圧に対して、個
々のトランスの絶縁耐圧の方を大きくとってあるので、
絶縁破壊は生じない。(逆に言えば、巻線比1:1のト
ランスn個の絶縁耐圧の和が、抜けてきたサージ電圧よ
り大きければ絶縁破壊は生じない。) トランス208同士の接続方法としては、図13に示し
たように直結する他、中継用のデータ線を介して行って
もよい。
Assuming that a high-voltage induced lightning surge has occurred in the signal cable 203, the surge is bypassed to the ground by the external surge absorber 204, but in the case of an element having a delay characteristic such as an arrester. ,
At the steep rising part, only the operation delay (1k
V or so) Terminal device 202 side (or terminal control device 20)
It goes out to 1). However, the winding ratio mentioned above is 1: 1.
By connecting and arranging n transformers 208, the surge voltage that has come out is dispersed to 1 / n of the individual transformers. Since the insulation withstand voltage of each transformer is larger than the distributed surge voltage,
Dielectric breakdown does not occur. (Conversely, if the sum of the insulation withstand voltage of n transformers with a winding ratio of 1: 1 is larger than the surge voltage that has come out, no dielectric breakdown occurs.) As a method of connecting the transformers 208, FIG. In addition to the direct connection as shown, it may be performed via a relay data line.

【0048】次に図16に、本発明の第3の実施の形態
として、巻数比1:Nのトランス209と、巻数比N:
1のトランス210を特性インピーダンスが信号ケーブ
ル203のそれのNの2乗倍の信号ケーブル211で接
続した場合の外観図を示す。トランス209、210と
しては、例えば、いわゆるバラン(BALance to UNbalan
ce)トランスと呼ばれる既存の同軸線ペア線インピーダ
ンスマッチング機能付きのトランスを用いることができ
る。
Next, referring to FIG. 16, as a third embodiment of the present invention, a transformer 209 having a winding ratio of 1: N and a winding ratio N:
The external view when the transformer 210 of No. 1 is connected by the signal cable 211 whose characteristic impedance is the square of N of that of the signal cable 203 is shown. The transformers 209 and 210 may be, for example, so-called baluns (BALance to UNbalan).
ce) An existing transformer with a coaxial line pair impedance matching function called a transformer can be used.

【0049】図16において、今仮に、トランス209
の左側からトランス210の右側の方向に信号が流れて
きたと仮定する。信号が巻数比1:Nのトランス209
を通過すると、出力側インピーダンスは、入力側インピ
ーダンスの巻数比の2乗(Nの2乗)倍となる。信号
は、出力側インピーダンスと同じ値の特性インピーダン
スの接続ケーブル211を通ってトランス210に至
る。信号がトランス210を通過すると、出力側インピ
ーダンスは、巻数比の2乗(Nの2乗分の1)倍となる
ため、トランス209の左側のインピーダンスと同じ値
となる。これらのことより、元々使用されていた信号ケ
ーブルを外して、図16の組み合わせのトランスを、端
末制御装置201と信号ケーブル203の間、および信
号ケーブル203と端末装置202との間に配置して
も、インピーダンスのアンマッチングによる歪みなく、
信号を伝送することが可能となる。当然のことながら、
1:Nトランスを2個組み合わせることにより、トータ
ルの絶縁耐圧が向上する。図16のトランスの組み合わ
せをさらに複数組連結して使用すれば、さらなる絶縁耐
圧の向上が図れる。
In FIG. 16, the transformer 209 is temporarily assumed.
It is assumed that a signal flows from the left side of the to the right side of the transformer 210. Transformer 209 whose signal turns ratio is 1: N
After passing through, the output side impedance becomes the square (N squared) times the turns ratio of the input side impedance. The signal reaches the transformer 210 through the connection cable 211 having the characteristic impedance of the same value as the output impedance. When the signal passes through the transformer 210, the output side impedance becomes the square of the turns ratio (1 / N 2) times, and therefore has the same value as the impedance on the left side of the transformer 209. Therefore, the signal cable originally used is removed, and the transformer of the combination shown in FIG. 16 is arranged between the terminal control device 201 and the signal cable 203 and between the signal cable 203 and the terminal device 202. Also, without distortion due to impedance unmatching,
It becomes possible to transmit a signal. As a matter of course,
By combining two 1: N transformers, the total withstand voltage improves. If a plurality of combinations of the transformers of FIG. 16 are connected and used, the withstand voltage can be further improved.

【0050】なお、図16では、同じ巻数比のトランス
を用いたため、トランスを2個(偶数個)組み合わせる
構成としたが、例えば巻数比が1:Nのトランス、N:
Mのトランス、M:1のトランスのように、巻数比の積
が1となるような組み合わせであれば、何個の組み合わ
せであってもよい。
In FIG. 16, since the transformers having the same winding ratio are used, two transformers (even number) are combined. However, for example, a transformer having a winding ratio of 1: N, N:
Any number of combinations may be used as long as the product of the winding ratio is 1, such as M transformer and M: 1 transformer.

【0051】また、図16では、トランス209とトラ
ンス210を信号ケーブル211で接続しているがトラ
ンス209とトランス210とをコネクタで連結するよ
うにしてもよい。
Although the transformer 209 and the transformer 210 are connected by the signal cable 211 in FIG. 16, the transformer 209 and the transformer 210 may be connected by a connector.

【0052】これらの実施の態様によっても、上記と同
様の効果が期待できる。
The same effects as described above can be expected by these embodiments.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
漏電時のサージアブソーバ焼損を防止すると共に、サー
ジアブソーバが動作し得ないレベルのサージについても
減衰させ、さらに高周波ノイズに対しても減衰効果があ
り、かつ、インピーダンス整合のための余計な回路を必
要としない。
As described above, according to the present invention,
Prevents burnout of the surge absorber at the time of electrical leakage, attenuates surges at levels that the surge absorber cannot operate, and also has the effect of attenuating high-frequency noise, and requires an extra circuit for impedance matching. Not.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による信号ケーブル用サージ阻止トラン
スの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a surge prevention transformer for a signal cable according to the present invention.

【図2】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスの利
用態様を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a utilization mode of the surge prevention transformer for the signal cable of FIG.

【図3】従来の信号ケーブル入力回路のサージ対策に関
する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram regarding a surge countermeasure of a conventional signal cable input circuit.

【図4】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスのノ
イズ除去特性の測定結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing measurement results of noise removal characteristics of the signal cable surge prevention transformer of FIG. 1.

【図5】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスの周
波数特性の測定結果を示すグラフである。
5 is a graph showing measurement results of frequency characteristics of the signal cable surge prevention transformer of FIG. 1. FIG.

【図6】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスのサ
ージ阻止能力測定のための測定システムの構成を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a measurement system for measuring a surge blocking capability of the signal cable surge blocking transformer of FIG. 1;

【図7】サージ阻止能力測定に用いた雷サージシミュレ
ータの出力電圧波形を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an output voltage waveform of the lightning surge simulator used for measuring the surge blocking capability.

【図8】図7の雷サージシミュレータの出力電流波形を
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an output current waveform of the lightning surge simulator of FIG.

【図9】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスへの
サージ印加時のトランスの1次および2次巻線間の電圧
波形を示すグラフである。
9 is a graph showing voltage waveforms between the primary and secondary windings of the transformer when a surge is applied to the signal cable surge prevention transformer of FIG. 1. FIG.

【図10】図1の信号ケーブル用サージ阻止トランスへ
のサージ印加時のトランスの1次および2次巻線間の電
流波形を示すグラフである。
10 is a graph showing current waveforms between the primary and secondary windings of the transformer when a surge is applied to the signal cable surge prevention transformer of FIG.

【図11】サージおよびノイズの大きさをそれらの周波
数に対応して示したグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the magnitudes of surge and noise corresponding to their frequencies.

【図12】図1の信号ケーブルサージ阻止トランスをサ
ージアブソーバと併用した場合の効果を表すグラフであ
る。
FIG. 12 is a graph showing an effect when the signal cable surge prevention transformer of FIG. 1 is used in combination with a surge absorber.

【図13】本発明による信号ケーブルサージ阻止トラン
スの第2の実施の形態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a second embodiment of a signal cable surge prevention transformer according to the present invention.

【図14】図13の連結接続したサージ阻止トランスの
電気的な構成を表す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the surge suppression transformer connected and connected in FIG.

【図15】図13の連結接続したサージ阻止トランス
を、図1のサージ阻止トランスの代わりに、信号ケーブ
ルと端末制御装置(および端末装置)との間に配置した
構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration in which the surge blocking transformer connected in FIG. 13 is arranged between a signal cable and a terminal control device (and a terminal device) instead of the surge blocking transformer of FIG. 1.

【図16】本発明による信号ケーブルサージ阻止トラン
スの第3の実施の形態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a third embodiment of a signal cable surge prevention transformer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フェライトコア、2…高耐圧線材、3…導線、4…
高耐圧絶縁材、5…BNC−J(BNCジャック)コネ
クタ、6…BNC−P(BNCプラグ)コネクタ、1
1,101,201…端末制御装置、12,102,2
02…端末装置、13,103,203…信号ケーブル
(データ通信線)、14,104,204…外付けサー
ジアブソーバ、15,105,205…パルストラン
ス、16…サージ阻止トランス、17,107…電圧安
定用グランド、208…巻数比1:1トランス、209
…巻数比1:Nトランス、210…巻数比N:1トラン
ス、211…データ通信線。
1 ... Ferrite core, 2 ... High-voltage wire, 3 ... Conductor wire, 4 ...
High-voltage insulating material, 5 ... BNC-J (BNC jack) connector, 6 ... BNC-P (BNC plug) connector, 1
1, 101, 201 ... Terminal control device, 12, 102, 2
02 ... Terminal device, 13, 103, 203 ... Signal cable (data communication line), 14, 104, 204 ... External surge absorber, 15, 105, 205 ... Pulse transformer, 16 ... Surge prevention transformer, 17, 107 ... Voltage Stabilizing ground, 208 ... Turn ratio 1: 1 transformer, 209
... turn ratio 1: N transformer, 210 ... turn ratio N: 1 transformer, 211 ... data communication line.

フロントページの続き (72)発明者 山口 弘美 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地2 日立電子サービス株式会社内 (72)発明者 海老原 進 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地2 日立電子サービス株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Hiromi Yamaguchi 504, Shinanomachi, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa 2 Hitachi Electronic Services Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Ebihara 504, Shinano-machi, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa 2 Hitachi Electronics Service Co., Ltd. In the company

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高透磁率のコアと、該コアに巻数比1対1
で巻き付けられた高耐圧線材製の1次巻線および2次巻
線とにより構成され、信号ケーブルと通信端末装置との
間に配置されることを特徴とする信号ケーブル用サージ
阻止トランス。
1. A high-permeability core and a winding ratio of 1: 1 to the core.
A surge prevention transformer for a signal cable, comprising a primary winding and a secondary winding made of a high withstand voltage wire wound around, and arranged between a signal cable and a communication terminal device.
【請求項2】前記高耐圧線材は、導線をポリテトラフル
オロエチレンで被覆したものであることを特徴とする請
求項1記載の信号ケーブル用サージ阻止トランス。
2. The surge prevention transformer for a signal cable according to claim 1, wherein the high withstand voltage wire is a conductor covered with polytetrafluoroethylene.
【請求項3】前記1次巻線および2次巻線を巻き付けた
コアを収納するハウジングと、該ハウジングに固定さ
れ、前記1次巻線および2次巻線とそれぞれ接続された
第1および第2のコネクタとを有する請求項1又は2記
載の信号ケーブル用サージ阻止トランス。
3. A housing for accommodating a core around which the primary winding and the secondary winding are wound, and a first and a first fixed to the housing and connected to the primary winding and the secondary winding, respectively. The surge prevention transformer for signal cables according to claim 1 or 2, further comprising two connectors.
【請求項4】データを伝送する信号ケーブルを通信端末
装置に接続する信号ケーブル接続構造であって、 通信端末装置の入力段に設けられたパルストランスと、 信号ケーブルと接地との間に設けられたサージアブソー
バと、 該サージアブソーバと前記パルストランスとの間に設け
られ、高透磁率のコアと、該コアに巻数比1対1で巻き
付けられた高耐圧線材製の1次巻線および2次巻線とに
より構成された信号ケーブル用サージ阻止トランスと、 を備えることを特徴とする信号ケーブル接続構造。
4. A signal cable connection structure for connecting a signal cable for transmitting data to a communication terminal device, the signal transformer being provided between a pulse transformer provided at an input stage of the communication terminal device and the signal cable and ground. A surge absorber, a high-permeability core provided between the surge absorber and the pulse transformer, and a primary winding and a secondary winding made of high withstand voltage wire wound around the core at a winding ratio of 1: 1. A signal cable connection structure comprising: a surge prevention transformer for signal cable, which is composed of a winding wire.
【請求項5】前記信号ケーブル用サージ阻止トランスの
巻線の絶縁性被覆の耐圧は、前記パルストランスの巻線
のそれより高いことを特徴とする請求項4記載の信号ケ
ーブル接続構造。
5. The signal cable connecting structure according to claim 4, wherein the withstand voltage of the insulating coating of the winding of the signal cable surge prevention transformer is higher than that of the winding of the pulse transformer.
【請求項6】周波数約10MHz以下のコモンモード信
号を約2分の1以下に低減する効果を有するトランスに
より構成され、信号ケーブルと通信端末装置との間に配
置されることを特徴とする信号ケーブル用サージ阻止ト
ランス。
6. A signal comprising a transformer having an effect of reducing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less, and arranged between a signal cable and a communication terminal device. Surge prevention transformer for cables.
【請求項7】通信端末装置に内蔵されているパルストラ
ンスの耐圧より高い耐圧を有するトランスにより構成さ
れ、信号ケーブルと通信端末装置との間に配置されるこ
とを特徴とする信号ケーブル用サージ阻止トランス。
7. A surge arrester for a signal cable, comprising a transformer having a withstand voltage higher than a withstand voltage of a pulse transformer built in the communication terminal device, and being arranged between the signal cable and the communication terminal device. Trance.
【請求項8】約2kVの耐圧(絶縁耐力)を有するトラ
ンスにより構成され、信号ケーブルと通信端末装置との
間に配置されることを特徴とする信号ケーブル用サージ
阻止トランス。
8. A surge prevention transformer for a signal cable, comprising a transformer having a withstand voltage (dielectric strength) of about 2 kV and arranged between a signal cable and a communication terminal device.
【請求項9】前記通信端末装置の内部に配置されること
を特徴とする請求項6または7記載の信号ケーブル用サ
ージ阻止トランス。
9. The surge prevention transformer for a signal cable according to claim 6, wherein the surge prevention transformer is arranged inside the communication terminal device.
【請求項10】信号ケーブルと通信端末装置との間に配
置される信号ケーブル用サージ阻止トランスであって、
前記信号ケーブルを外した前記通信端末装置の接栓部に
着脱可能な第1のコネクタと、前記通信端末装置から外
した前記信号ケーブルの接線部に着脱可能な第2のコネ
クタと、該第1及び第2のコネクタ間に接続されたトラ
ンスとにより構成されることを特徴とする信号ケーブル
用サージ阻止トランス。
10. A surge prevention transformer for signal cables arranged between a signal cable and a communication terminal device,
A first connector detachably attached to a plug portion of the communication terminal device from which the signal cable is detached, a second connector detachable to a contact portion of the signal cable detached from the communication terminal device, and And a transformer connected between the second connector and a surge prevention transformer for signal cables.
【請求項11】周波数約10MHz以下の周波数のコモ
ンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比1:1
のトランスを複数個連結接続し、通信端末装置と信号ケ
ーブルの間に配置することにより、コモンモードの高電
圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とする
信号ケーブル接続構造。
11. A turns ratio of 1: 1 for suppressing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about 1/2 or less.
A signal cable connection structure characterized in that a plurality of transformers of (1) are connected and connected, and are arranged between a communication terminal device and a signal cable to have a suppressing effect on a common mode high voltage surge.
【請求項12】周波数約10MHz以下の周波数のコモ
ンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比M:N
(M≠N)のトランスを、一端側の入力インピーダンス
と他端側の出力インピーダンスが等しくなるように、複
数個組み合わせて接続し、通信端末装置と信号ケーブル
の間との間に配置することにより、コモンモードの高電
圧サージに対して抑圧効果を持たせたことを特徴とする
信号ケーブル接続構造。
12. A turns ratio M: N for suppressing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less.
By connecting a plurality of (M ≠ N) transformers so that the input impedance on one end side and the output impedance on the other end side are equal and arranging them between the communication terminal device and the signal cable. , A signal cable connection structure characterized by suppressing the high-voltage surge of common mode.
【請求項13】周波数約10MHz以下の周波数のコモ
ンモード信号を約2分の1以下に抑圧する巻数比1:1
のトランスを複数個連結接続したものを、両端にコネク
タを有するハウジング内に内蔵したことを特徴とする信
号ケーブル用サージ阻止トランス。
13. A turns ratio of 1: 1 for suppressing a common mode signal having a frequency of about 10 MHz or less to about ½ or less.
A surge prevention transformer for signal cables, characterized in that a plurality of transformers of (1) are connected and connected to each other and are built into a housing having connectors at both ends.
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