JPS598420Y2 - サ−ジ吸収装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はサージ吸収用の電圧非直線抵抗体に生じたジュ
ール熱を有効に分散させることができるサージ吸収装置
を提供しようとするものである。

電圧非直線抵抗器が波高値の高い、比較的低周波或分の
サージを吸収し、コンテ゛ンサは波高値の低い、比較的
高周波或分のノイズをよく吸収する事は一般によく知ら
れている。

このため両者を並列に接続して広範囲の電圧、周波数或
分を有するサージやノイズを効率よく吸収させようとし
ている例は多い、特に誘導性負荷（モータ、リレー、ソ
レノイド、電磁弁など）の開極時にコイルにたくわえら
れた電磁エネルギーによる逆起電圧サージは、このよう
な電圧非直線抵抗体とコンデンサの並列接続体で、よく
吸収される事は公知である。

両者の電気的定数を配慮して効率のよいサージ吸収を行
なわせた場合、コイルに蓄えられた電磁エネルギーが、
特に電圧非直線抵抗体のジュール熱として消費されるた
め、これのエネルギー分散を考慮しないと、大きな定格
の電圧非直線抵抗体が必要になり、形状が大きくなりす
ぎて実質的に使用不可能になったり、また、現在製造可
能な性能では対応できなくなったりする事がある。

本考案の目的は、このようなエネルギー分散手段として
電圧非直線抵抗体に印加されるエネルギーをこれに並列
に接続した抵抗体に分担させようとするものである。

分担に際七では、電源電圧（コイルに印加されている電
圧）・による漏洩は極力おされる必要があるため、単に
抵抗体を並列にしただけでは不適当であり、本考案の目
的は、漏洩をおさえ、効率よく分担させるためのである
。

以下本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図の点線内に示された構戊を有するサージ吸収装置
で、コンデンサＣと電圧非直線抵抗体Ｚが並列に接続さ
れている本体吸収器にさらに、Ｚのエネルギー分担用に
固定抵抗Ｒと整流用部品たとえばダイオードなどＤを直
列に接続したものを本体（ＺとＣの並列体）に並列に接
続する構或になっているコンデンサＣの役割は誘導性負
荷ＬがスイッチＳでオフされたとき、逆起電圧で発生す
るサージのうち高周波或分（スイッチＳの接点間での開
極時の火花発生にともなう高周波振動分）をバイパスさ
せ、最終的にはＺ又はＲにそのサージエネルギーを消費
させるものである。

非直線抵抗体Ｚはある一定電圧以下にサージ電圧を抑制
すると同時にサージエネルギーの一部を分担する。

ダイオードＤは電源電圧（直流）印加時に固定抵抗Ｒを
通って、漏洩電流を流さないと共にコイルから逆起電圧
サージが発生したときにはサージ電流の一部をＲの方へ
流し（他の分はＺの方へ流れる）サージエネルギーを消
費させるためのものである。

固定抵抗体Ｒはサージエネルギーをジュール熱にかえて
サージを吸収するためのものである。

各構或部品（Ｃ， Ｚ， Ｄ， Ｒ）の電気特性は、？
源電圧や誘導性負荷のインダクタンス、純抵抗値、負荷
電流、スイッチの種類によって最適値は少し異るが、一
般的にはＣは数万ｐＦがら数μＦまで、これより小さい
と高周波バイパス効果は小さくなり、一方これより大き
くなると、サージ吸収の面からみれば効果は上るが、ス
イッチオン時にコンデンサへの突入電流が大きくなり、
スイッチ接点の溶着などの原因になり不適当である。

Ｚは電源電圧によりバリスタ電圧が決定され、さらにエ
ネルギー耐量は後述のＲとの分担により決定される。

Ｄは逆耐圧が電源電圧以上なければならないのは云うま
でもないが、順方向電流もぐり返してサージが発生され
る場合、その都度Ｒヘサージ電流が流れるためこれに耐
える“電流容量がなければならない。

またＲの抵抗値はサージエネルギー分担分を考慮してそ
の定格電力値と共に慎重に選定しなければならないが、
抵抗値が小さすぎるとＳを開極時に電流がＬ−＋Ｄ→Ｒ
−＋Ｌを循環し、開極速度がおくれて特に高速動作を要
する場合など性能上不都合になる。

サージ発生時のＲと１ Ｚの挙動を第２図に示す。

第２図の中で−２は第１図の回路の特性インピーダンス
線で、本考案のサージ吸収装置を取りつけていないとき
Ｖなるサージ電圧が発生する事を示しているＺ（曲線ａ
）、Ｒ（直線ｂ）はそれぞれ電圧非直線抵抗体及び固定
抵抗体単独の場合の電圧電流特性で、さらにＺ十Ｒ （
曲線Ｃ）がこれらを並列に接続したときの電圧電流特性
になる。

なおこの場合、サージが発生する逆方向特性（電源電圧
がマイナスの時）のみを考慮して図示しており、この場
合ダイオードの順方向電圧は極めて小さいため無視して
いる。

さてスイッチＳがオフされた時、本考案のサージ吸収装
置がＬに並列に入っている場合、電圧電ｌ 流の挙動は一玄の直線と、Ｃ曲線の交点で示されるよう
な値になる。

すなわち、サージ吸収装置端子間ではｉｓなるピーク電
流が流れ、サージ電圧をＶＳに制限する。

ＺとＲの分担は、ピーク値でＺにｉｚ，ＲにｉＨの電流
が流れるがＲが小さく（ｂの直線の勾配が大きく）なれ
ばＲの分担が多くなる事は図から明らかである。

そこでＲの抵抗値及び定格電力はＺとの関連においてＺ
が定格上から分担できる以上のものをＲに分担させ、か
つ接点開極速度などに影響が出ない値に抵抗値及び定格
電力を決定すれば、所期の目的を達或できる事になる。

電圧非直線抵抗体の定格電力を増加させる方法は一般の
電子部品と同じく素体形状を大きくしたり、熱放散をよ
くするため、放熱板を取りつけたり強制冷却や形状など
を配慮する方法が取られるが、いずれも部品形状が大き
くなり実装上の問題が出る。

また、現在の電圧非直線抵抗体の定格の数倍にも及ぶ電
力を要するときはもはや形状や放熱板では不可能であり
、本考案のように、他部品との分担を考えなければなら
ない。

本考案は分担すべき相手に広範囲な抵抗値、電力の定格
を有する固定抵抗器をえらんだ場合で、部品の選定、人
手が容易でありまた、放熱板を取りつけたり強制冷却す
るときより効率もよく形状も小型ですむなどの利点があ
り、誘導性負荷や、リレー接点、開閉部品などに付属し
て使用する場合は極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるサージ吸収装置を誘
導性負荷間に入れた装置の回路図、第２図は同サージ吸
収装置の電圧電流特性とサージ吸収時の挙動を示す特性
図である。 Ｃ・・・・・・コンテ゛ンサ、Ｚ・・・・・・電圧非直
線抵抗体、Ｒ・・・・・・抵抗、Ｄ・・・・・・ダイオ
ード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電圧非直線抵抗体とコンデンサを並列に接続し、さらに
   整流用部品と抵抗器との直列回路を上記電圧非直線抵抗
   体に並列に接続したサージ吸収装置。