JPS6316283Y2

JPS6316283Y2 -

Info

Publication number: JPS6316283Y2
Application number: JP1980001832U
Authority: JP
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1988-05-10
Also published as: JPS56102938U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、ガスアレスタ等の過電圧保護素子
と協調した大電流容量のダイオードの使用を可能
にした通信機器等の雷サージ保護回路に関し、特
に簡単な構成によつて、雷サージの侵入時におけ
る過電圧保護素子の動作中に信号途絶や電源電圧
の低下がなく、かつ線間電圧も殆んど発生せず、
しかも高周波領域における信号損失を減少させる
とともに、雷サージの大電流により万が一ダイオ
ードが短絡した場合でも通信が途絶えることのな
い雷サージ保護回路を提供する。

従来から、中継器システムにおいては、このよ
うな雷サージの侵入による通信機器等の損傷や破
壊を防止するために、各種の保安対策が行われて
いる。

第１図は、従来の保安器を備えたPCM搬送通
信に用いられる中継器システムの一例を示すブロ
ツク図である。図面において、１は端局、１Ａは
その送信機の高周波信号源、１Ｂは直流電源、１
Ｃは受信機、２は中継器、３と３′はそれぞれ端
局側と無人端局側の保安器、４は無人端局を示
す。

端局１と無人端局４との間には、例えば２〜３
Km毎に中継器２が設けられており、端局１の高周
波信号源１Ａからの信号は、送信側の各中継器２
を介して無人端局４の受信側へ伝送される。同様
に、無人端局４からの信号は、受信側の各中継器
２を介して端局１へ伝送される。

この第１図のシステムでは、直流電源として
は、端局１に電源１Ｂが１個だけ設けられてお
り、各中継器２および無人端局４へ給電されるよ
うになつている。すなわち、送信側または受信側
の各１対の伝送線は、高周波信号の伝送用ととも
に、直流電流の給電用としても用いられる重心回
線となつている。

第２図は、中継器の構成の一例を示すブロツク
図である。図面において、２Ａは増幅器、２Ｂは
抵抗器を示し、Ｉは直流電流を示す。

中継器の増幅器２Ａには、抵抗器２Ｂによる電
圧降下の数Ｖが電源電圧として印加され、端局１
または無人端局４からの高周波信号を増幅するよ
うになつている。

第３図は、従来の保安器の構成の一例を示すブ
ロツク図である。図面において、AR１は３極ガ
スアレスタ、Ｒ１とＲ２は抵抗器、Ｖ１はバリス
タを示し、またＬ１とＬ２は入力側または出力側
の伝送線、Ｔ１とＴ２は中継器側の伝送線を示
す。

この第３図の保安器は、第１図のシステムにお
ける中継器２の端局１側、すなわち送信側伝送線
の入力側の保安器３を示しており、他側の保安器
３′は、中継器２に対して保安器３と対称的に構
成されている。

次の第４図は、この第３図の保安器を備えた従
来の中継器システムの一例を示すブロツク図であ
る。図面における符号は、先の第１図と同様であ
る。

この第４図の中継器システムの場合には、例え
ば１個の中継器２の端局１側から雷サージが侵入
すると、保安器３の３極ガスアレスタAR１が放
電を開始する。そのため、送信側あるいは受信側
の１対の伝送線は、このガスアレスタAR１によ
つて短絡状態となる。したがつて、高周波信号が
短絡されてしまい、いわゆる信号途絶の現象を生
じる。この信号途絶は、ガスアレスタAR１の放
電停止まで続けられる。

また、送信側と受信側の各伝送線は、近接して
布設されているため、雷サージの侵入は通常は両
方の伝送線に同じように発生される。したがつ
て、送信側と受信側の両方の保安器３の３極ガス
アレスタが放電されている間は、直流電源１Ｂか
らの電源電流が矢印I′のように流れ、ガスアレス
タとアース線を介して短絡状態となり、一時的に
電源電圧が低下されるという不都合がある。

なお、雷サージが端局１と反対側、すなわち無
人端局４側から侵入した場合には、保安器３′が
作動する。この場合にも、同様の原因によつて、
信号途絶や電源電圧の低下が生じる。

第５図は、従来の保安器の他の構成の一例を示
すブロツク図である。図面において、AR２と
AR３は２極ガスアレスタ、Ｄ１〜Ｄ４はダイオ
ードを示し、その他の符号は先の第３図と同様で
ある。

この第５図の保安器は、２個の２極ガスアレス
タAR２とAR３および４個のダイオードＤ１〜
Ｄ４とが組合わされており、正極性の雷サージが
侵入した場合には、ダイオードＤ１とＤ２が導通
状態となつて、これに接続されたガスアレスタ
AR２が放電する。この場合には、他方のガスア
レスタAR３は動作しない。

これに対して、負極性の雷サージが侵入した場
合には、ダイオードＤ３とＤ４が導通状態とな
り、これに接続されたガスアレスタAR３が放電
する。しかし、ガスアレスタAR２は動作しな
い。

このように、第５図の保安器の場合には、２個
の２極ガスアレスタAR２とAR３とは、同時に
放電することがないようにされている。そのた
め、この第５図の保安器を使用した中継器システ
ムでは、電源電圧が一時的に低下するという不都
合は生じない。

しかしながら、ダイオードＤ１〜Ｄ４は、２極
ガスアレスタAR２，AR３と協調した電流容量
を有することが必要であるから、必然的にその静
電容量も大きくなり、高周波領域での損失が増加
するという難点がある。

さらに、ダイオードＤ１（またはＤ３）かＤ２
（またはＤ４）のいずれか一方が破壊されて短絡
状態になると、高周波信号の伝送時に他方のダイ
オードが導通して、信号の伝送が不能になるとい
う不都合がある。このようなダイオードＤ１〜Ｄ
４の破壊の危険性は、高周波領域での損失を一定
値以下に抑える必要上から、ダイオードの電流容
量も必然的に一定限度以下に制約されるため、極
めて高いものである。

そこで、この考案の雷サージ保護回路では、従
来の保安器に用いられる保護回路におけるこれら
の不都合を解決し、簡単な構成によつて、ガスア
レスタ等の過電圧保護素子と協調した大電流容量
のダイオードの使用を可能にし、雷サージの侵入
時における過電圧保護素子の動作中に信号途絶や
電源電圧の低下がなく、しかも高周波領域におけ
る信号損失を減少させるとともに、雷サージの大
電流により万が一ダイオードが短絡した場合でも
高周波信号の伝送が可能で、かつ線間電圧も殆ん
ど発生しないようにすることを目的とする。

そのために、この考案の雷サージ保護回路にお
いては、２個の２極ガスアレスタ等の過電圧保護
素子と２個のダイオード、および１個または２個
の排流コイルを使用し、一方のダイオードと１個
の過電圧保護素子とを直列に接続し、他方のダイ
オードは先のダイオードと逆極性で、他の１個の
過電圧保護素子と同様に直列に接続し、かつこれ
らの２組の直列接続されたダイオードと過電圧保
護素子とを並列に接続して、その並列接続された
一端を大地へ接続するとともに、その他端を１個
の排流コイルの中点または２個の排流コイルの各
一端へ共通接続し、排流コイルの他端をそれぞれ
送信側あるいは受信側の１対の伝送線へ接続する
ようにしている。

第６図は、この考案の雷サージ保護回路の一実
施例を示すブロツク図である。図面において、
AR４とAR５は２極ガスアレスタ、Ｄ５とＤ６
はダイオード、Ｒ３とＲ４は抵抗器、Ｖ２はバリ
スタ、DC１は排流コイルを示す。

この第６図に示すこの考案の保護回路では、正
極性のサージが侵入した場合には、ダイオードＤ
５が導通状態となり、排流コイルDC１からダイ
オードＤ５を介して２極ガスアレスタAR４が放
電する。この場合には、他方の２極ガスアレスタ
AR５は動作しない。

これに対して、負極性のサージの場合には、他
方のダイオードＤ６が導通状態となり、大地から
ガスアレスタAR５、ダイオードＤ６、排流コイ
ルDC１へ放電電流が流れる。この場合には、２
極ガスアレスタAR４は動作しない。

また、交流の異常電圧が侵入した場合には、正
の半波ではガスアレスタAR４が、負の半波では
ガスアレスタAR５が、交互に放電する。

なお、抵抗器Ｒ３とＲ４やバリスタＶ２は、雷
サージ等をより完全に除去するために、必要に応
じて設けられるものである。

このように、この考案の保護回路は、ダイオー
ドＤ５とＤ６とを反対極性にして、それぞれ２極
ガスアレスタAR４またはAR５へ直列に接続し、
直列接続されたダイオードＤ５とガスアレスタ
AR４、およびダイオードＤ６とガスアレスタ
AR５とを並列に接続して、その一端を大地へ接
続するとともに、他端を排流コイルDC１の中点
へ接続し、さらに排流コイルDC１の各一端を１
対の伝送線Ｌ１とＬ２へそれぞれ接続した構成と
なつている。

すなわち、ダイオードＤ５とＤ６は、１対の伝
送線Ｌ１とＬ２の間に挿入されないように配置さ
れているので、その静電容量は伝送特性に殆んど
影響を与えない。そのため、ガスアレスタAR４
やAR５と協調した充分に大電流容量のものを選
択することが可能となる。

そして、万が一大電流が流れてダイオードＤ５
やＤ６が短絡した場合でも、信号途絶は発生せ
ず、信頼性が向上される。

また、排流コイルDC１は、所望の伝送周波数
帯域における損失を抑えるように設計することが
でき、高周波領域では高インピーダンス素子とし
て作用するので、低損失でしかも信号の短絡は生
じないようにすることが可能となる。

さらに、原理的に、１対の伝送線Ｌ１とＬ２の
両方から同時にサージ電流が流れるので、線間電
圧は殆んど発生しない。そのため、保護特性が向
上される。

その上、ガスアレスタが放電した場合でも、続
流の発生が阻止されるので、直流電源からの給電
電圧は低下されない、等の多くの優れた効果が得
られる。

第７図は、この考案の雷サージ保護回路を備え
た保安器を使用した中継器システムの一例を示す
ブロツク図である。図面の符号は、第１図および
第６図と同様である。

この第７図の中継器システムでは、正極性のサ
ージが侵入した場合、排流コイルDC１からダイ
オードＤ５を通つてガスアレスタAR４が放電す
る。この場合には、他のガスアレスタAR５は放
電しない。

したがつて、矢印I″のようなループは、受信側
または送信側のダイオードＤ５によつて阻止さ
れ、端局１の直流電源による給電電流が短絡され
ることはない。

同様に、負極性のサージが侵入した場合でも、
ダイオードＤ６が導通状態となつてガスアレスタ
AR５が放電し、他のガスアレスタAR４は放電
しない。この場合にも、受信側または送信側のダ
イオードＤ６によつて、受信側と送信側との伝送
線間の給電電流が短絡されることは防止される。

このように、この考案の保護回路を備えた保安
器を使用する中継器システムでは、給電電圧が低
下せず、また線間電圧も殆んど発生されないた
め、ガスアレスタAR４やAR５の放電中でも通
信が途絶えることはなく、いわゆる無瞬断伝送が
可能となる。

したがつて、特にデータ伝送等のPCM搬送通
信の中継器システムに用いても、不完全なデータ
伝送は確実に防止されるので、極めて効果的であ
る。

第８図から第１１図は、それぞれこの考案の保
護回路の他の実施例を示すブロツク図である。図
面における符号は先の第６図と同様であり、また
DC２とDC３は排流コイル、Ｖ３とＶ４はバリス
タを示す。

この第８図から第１１図に示されるように、直
列接続されたダイオードＤ５と２極ガスアレスタ
AR４、およびダイオードＤ６と２極ガスアレス
タAR５の配列順序は、いずれの順序でもよい。
また、１個の排流コイルの代りに、２個の排流コ
イルDC２とDC３を用いることも可能である。さ
らに、第１１図のように、過電圧抑制用として、
バリスタＶ３とＶ４を伝送線間へ接続することも
できる。なお、２極ガスアレスタの代りに、他の
過電圧保護素子を使用してもよい。

したがつて、この考案の保護回路は、これらの
場合のすべてを包含するものであり、先の実施例
に限定されるものではない。

以上に詳細に説明したとおり、この考案の雷サ
ージ保護回路は、２個の２極ガスアレスタその他
の過電圧保護素子と２個のダイオード、および１
個または２個の排流コイルを用い、一方のダイオ
ードと１個の過電圧保護素子とを直列に接続し、
他方のダイオードは先のダイオードと逆極性で、
他の１個の過電圧保護素子と同様に直列に接続
し、かつこれらの２組の直列接続されたダイオー
ドと過電圧保護素子とを並列に接続して、その並
列接続された一端を大地へ接続するとともに、そ
の他端を１個の排流コイルの中点または２個の排
流コイルの各一端へ共通接続し、排流コイルの他
端をそれぞれ送信側あるいは受信側の１対の伝送
線へ接続するようにしている。

そして、このような簡単な構成によつて、送信
側あるいは受信側の各伝送線から侵入する雷サー
ジ等の異常電圧を、中継器へ侵入させることな
く、大地へ放電させるように作用するものであ
る。

したがつて、この考案の雷サージ保護回路によ
れば、ガスアレスタ等の過電圧保護素子と協調し
た大電流容量のダイオードの使用が可能となり、
雷サージの侵入時における過電圧保護素子の動作
中に信号途絶や電源電圧の低下がなく、かつ線間
電圧も殆んど発生しない。その上、高周波領域に
おける信号損失も極めて少なく、しかも雷サージ
の大電流により万が一ダイオードが短絡した場合
でも通信が途絶えることなく、かつ構成が簡単で
コスト面でも有利である、等の多くの優れた実用
的効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の保安器を備えたPCM搬送通信
に用いられる中継器システムの一例を示すブロツ
ク図、第２図は中継器の構成の一例を示すブロツ
ク図、第３図は従来の保安器の構成の一例を示す
ブロツク図、第４図は第３図の保安器を備えた従
来の中継システムの一例を示すブロツク図、第５
図は従来の保安器の他の構成の一例を示すブロツ
ク図、第６図はこの考案の雷サージ保護回路の一
実施例を示すブロツク図、第７図はこの考案の雷
サージ保護回路を備えた保安器を使用した中継器
システムの一例を示すブロツク図、第８図から第
１１図はそれぞれこの考案の保護回路の他の実施
例を示すブロツク図である。図面において、１は端局、２は中継器、３と
３′はそれぞれ端局側と無人端局側の保安器、４
は無人端局、AR１は３極ガスアレスタ、AR２
〜AR５は２極ガスアレスタ、Ｄ１〜Ｄ６はダイ
オード、DC１〜DC３は排流コイルを示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

２個の過電圧保護素子と２個のダイオードおよ
び１個または２個の排流コイルを備え、一方のダ
イオードと１個の過電圧保護素子とを直列接続
し、他方のダイオードは前記一方のダイオードと
逆極性となるようにして他の１個の過電圧保護素
子と直列接続し、かつこれらの直列接続された２
組のダイオードと過電圧保護素子とを並列接続し
て、その並列接続された一端を大地へ接続すると
ともに、その他端を１個の排流コイルの中点また
は２個の排流コイルの各一端へ共通接続し、前記
排流コイルの各他端をそれぞれ１対の伝送線へ接
続することを特徴とする雷サージ保護回路。