サージ吸収。 モーターのブレーキ回路設計の盲点 (1/2)

バリスタとアレスタの使い分け方|EMC村の民

サージ吸収

雷の発生時期 雷の発生時期は、7〜9月が最も多くなります。 また夏場だけでなく秋から冬にかけても落雷は多いため、一年を通して警戒が必要です。 雷による被害 落雷時には瞬間的に3,000〜4,500Vもの高電圧が流れます。 パソコン本体・周辺機器の電源が入らないなどの故障や、最悪の場合は発火の原因にもなります。 雷サージとは 落雷時、電線などの高所にあるものに瞬間的に発生する有害な過電圧や過電流のことです。 電話線、電源線、アンテナ、大気中を通って家の中に進入し、このサージ電圧によってパソコン・ルーターなどの電子機器は、絶縁破壊や誤作動・劣化などの影響を受けます。 「雷ガード」は、内蔵された吸収素子(バリスタ)が雷サージを吸収することで、接続するパソコンなど故障を防ぐため、雷サージ対策として最適です。 雷サージの種類 誘導雷・・・電線から、モジュラージャックやコンセントなどを伝って屋内のパソコンなどに侵入する雷サージ。 電線近くに落雷した時の電磁誘導により高電圧が発生する、最も多い雷サージの発生原因です。 侵入雷・・・大気中を伝わって侵入する雷サージ。 避雷針などから侵入した場合、パソコンなどの電子機器と地表との間の電位差によって起きる現象です。 直撃雷・・・接続された電線に直接落雷して侵入する雷サージ。 高い電圧や電流が発生するため、直撃雷からパソコンやルーターを守ることは非常に難しいのが現状です。 対策として雷ガードを設置した場合でも、パソコンなどを保護できないことがあります。 これは半導体集積回路が過電圧、過電流に大変弱い事に端を発しています。 また、雷サージで機器破損が起こる事例のほとんどは、通信系(電話線)に集中しています。 これを防止するのが雷サージ吸収素子「バリスタ」です。 電源系のサージ保護対策としてよく使用される素子で、電気抵抗体の一種であり、両端に加える電圧が高くなると抵抗値が急激に小さくなる特性があります。 その動作原理は、半導体のトンネル効果を利用し、ある一定の電圧になると端子間の抵抗値が小さくなります。 この電圧をバリスタ電圧と呼び、この時の電流値は 1mA で試験を行っています。 構造的にコンデンサの成分を持ち、信号自体の減衰の原因となるため、微妙なアナログ波である電話などの信号系のサージ保護には使用されず、主にコンセントや電源タップからの電源系の雷サージ対策に使用されています。 バリスタが破損するとショートモードになり発火する可能性があるため、その対策としてヒューズを取り付けており、ヒューズが切れたときは連動してLEDランプが消えることで新しいものへの交換を促します。 バリスタと比較すると耐久性に優れるため、破損して事故につながることはほとんどありません。 また、一定電圧に対して有効であるため、微妙なアナログ波である電話などの信号系のサージ保護によく使用されます。 「バイパス回路+アース」でさらに安心.

次の

電子機器専用避雷器M

サージ吸収

夏は落雷、冬は静電気に悩まされています。 海の大波や物価の急騰などをサージ Surge と言いますが、電気の世界では落雷などによって電源線や通信線上に発生する過渡的な異常電圧や異常電流をサージと呼んでいます。 雷が機器に直接落ちるような特別な環境は別として、近隣の落雷(誘導雷)によるサージは頻繁に発生します。 例えば、関東甲信越を中心とした500km四方における年間の平均落雷数は約10万回に達するほか、誘導雷によって低電圧配線 商用電源の引き込み線 に誘起されるサージは2~5kVのものが約 70%、15kVを超えるものも約6%という統計もあります。 なお、季節による変動はありますが、夏のものというわけではありません。 一方、人体が帯びた静電気の放電はESD Electro Static Discharge と呼ばれ、雷同様にサージとして電子機器に大きな影響を与えます。 ESDの静電エネルギーは小さいとはいえ、歩行や衣服の着脱、クルマの乗降などによって数kVまで簡単に帯電します。 —— 何故サージを吸収 absorb できるんですか? は、交流の電源ラインや電話線、LANケーブル、アンテナ線、操作者の指先などから侵入するサージを機器の入り口で阻止します。 ただし、アブソーバという名前は付いていてもサージのエネルギーを吸収するわけではありません。 サージアブソーバには幾つもの方式がありますが、ここではマイクロギャップ式アブソーバを例にお話しします。 図1は、マイクロギャップ式のアブソーバの構造図です。 脇に写真で示したリードタイプのほかにSMD 表面実装 用のチップ形状のものもありますが、何れも不活性ガス入りの放電管を形成しており、マイクロギャップをはさんで対向する電極は薄膜でできています。 キャップ電極間にサージの高電圧がかかると、アーク放電が起き、両電極間は導通状態になります。 これによりサージの侵入ルートが短絡され機器が保護される仕組みです。 つまり、サージアブソーバは保護短絡のスイッチとして働き、サージの侵入を防ぎます。 図1:マイクロギャップ サージアブソーバ 出典:三菱マテリアル株式会社 —— 色々な方式があると使い分けが難しそうです アブソーバには色々な原理のものがあります。 大別するとマイクロギャップのように放電を利用したものとツェナー(アバランシェ)ダイオードやバリスタのように半導体の非直線性を利用したものの2種になります。 それぞれに得失がありますから、使い分けされています。 例えば放電式のガスアレスタは電力機器などに適し、小型のツェナーダイオードは小型電子機器のESD対策に使うという具合です。 各アブソーバには用途が示されているはずですから、それに従えばよいのです。 図2には、主に機器のAC入力部分に使用するアブソーバの典型的な定格を示しました。 一例として、図3に、電圧試験の源波形とアブソーバを接続した際の波形を示しました。 マイクロギャップでは電圧上昇後直ちに導通状態となり端子電圧はゼロに近くなりますが、バリスタでは一定の電圧が維持されるのが分かります。 このため、バリスタでは通常、ヒューズを併用します。 したがって気体放電特有の性質を持っています。 まず知っておきたいのは、端子間電圧をゆっくりと上昇させたときの「直流放電開始電圧」とサージのような瞬時的な上昇をさせたときの「インパルス放電開始電圧」とは異なるという点です。 通常は、インパルス放電開始電圧の方が高い電圧になります。 二番目は、気体放電というのは一度放電が始まると放電を維持しようとする性質についてです。 交流では半周期毎に電圧がゼロまで下がりますが電源ラインは低インピーダンスであるため放電が続く可能性があります。 初めからバリスタを直列にしてある製品もあります(図4)。 図4:マイクロギャップとバリスタの複合製品 出典:三菱マテリアル株式会社 —— 回路の何処に配置すればいいのでしょうか、実装法なども教えてください。 図5a、bに電源ラインでの適用例を示しました。 サージは線間と対地間の二つのモードで侵入するので、それぞれに対してアブソーバを配置します。 通信線などに適用する場合にもアブソーバの定格が異なるだけで同じ考えを適用できます。 図5:電源入力への適用例 出典:三菱マテリアル株式会社 なお、対地間にアブソーバを入れる場合、機器の絶縁・耐圧試験時に試験器の電圧でアブソーバが動作してしまうことが考えられます。 このため、試験器の電圧より動作電圧が高いアブソーバを選んでください、低い動作電圧のものを装着する場合は試験時にアブソーバを取り外す必要があります。 <図6a>はエアコンの電源への適用例です。 このエアコンではノイズ対策として大きなラインフィルタが入っていて一次側のアブソーバの動作によりフィルタに大きな起電力が発生することが考えられるため、フィルタの入出力間にもアブソーバを入れています。 図6bは、テレビや無線機などアのンテナから侵入するサージの保護例です。 機器に対応する動作電圧と耐量の品種を適用しますが、アンテナや高速のデジタル通信線などに使用する場合は、静電容量の小さなアブソーバを使うことが必須になります。 アブソーバの容量が回路に並列に接続されるからです。 実装上では、第一に機器の入り口直近に配置することを心がけてください。 さもないとサージが機器内部に入り込んでしまいます。 同様に、サージ電流の帰路となるグラウンドパターンを引き回すのも良くありません。 引き回しが必要な場合は、機器の周辺部となるようにします。 アブソーバと他のパターンを近接させることも避けてください。 図6:応用例 出典:三菱マテリアル株式会社 サージアブソーバ 関連商品.

次の

サージ対策|EMC対策|CEND

サージ吸収

タイプ 形式 Vz [ V ] PRSM [ W ] パッケージ L x D x H [ mm ] パッケージ 面実装タイプ• 7 x 2. 5 x 2. 4 x 3. 6 x 2. 3JEDEC DO-214AA• 6 x 4. 0 x 2. 27 3000 13. 1 x 9. 6 x 4. 27 3400 13. 1 x 9. 6 x 4. 0 x 9. 6 x 4. 27 3200 13. 1 x 9. 6 x 4. 27 5700 13. 1 x 9. 6 x 6. 40 5700 13. 1 x 9. 6 x 6. 27 3400 15. 0 x 10. 0 x 4. 27 4300 15. 0 x 10. 0 x 4. 40 4300 15. 0 x 10. 0 x 4. 48 4300 15. 0 x 10. 0 x 4. 53 4300 15. 0 x 10. 0 x 4. 14 4300 6. 5 x 9. 0 x 9. 27 4300 6. 5 x 9. 0 x 9.

次の