JP6831177B2

JP6831177B2 - 電子回路、電子機器、および雷サージ保護素子の劣化判断方法

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Publication number: JP6831177B2
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Inventors: 達成清水
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Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2021-02-17
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Description

本発明は、電子回路、電子機器、および雷サージ保護素子の劣化判断方法に関するものである。

インターネットサービスを利用する際に、インターネット接続事業者は利用者にモデム（modem）やホームゲートウェイ（home gateway）、VoIP（Voice over Internet Protocol）アダプタ（adapter）などの通信装置を貸し出す。これらの通信装置は屋外回線と接続されているため、雷サージ（surge）を受けやすい。

そのため、通信装置は通信回線に対して、バリスタ (varistor)などの雷サージ保護素子を利用して雷サージ対策を実施している。しかし、通信装置が雷サージを受ける度に雷サージ保護素子は劣化して、やがて雷サージに対する保護機能を失い、通信装置の故障に至る。

ところが、通信装置の利用者やインターネット接続事業者は、通信装置が普通に動作していれば、雷サージ保護素子が劣化していても、気が付かないという問題があった。そのため、インターネット接続事業者は、利用者から通信装置が返却されたときに、雷サージ保護素子が劣化していても、保護素子の交換などを実施することなく、次の利用者に貸し出してしまう。

そして、既に雷サージ保護素子が劣化している通信装置が新しい利用者に貸し出されて、通信装置が雷サージの被害を受けると、たちまち雷サージ保護素子が機能しなくなり、通信装置が故障してしまうという問題があった。この場合、新しい利用者は貸し出された通信装置が直ぐに故障したので、利用者は貸し出し元の事業者に対する印象を悪くする恐れがあった。

そこで、インターネット通信事業者が通信装置の雷サージ保護素子の劣化度を判断することができれば、雷サージ保護素子の劣化した通信装置を排除して再貸し出しすることが可能となる。

特許文献１および特許文献２に示される電子機器は、雷サージ保護素子が受けたサージ波形、サージ電流値などを検出する回路を設けて、サージの検出結果と雷サージ保護素子の特性に基づいて、雷サージ保護素子の寿命を判定している。

また、特許文献３に示される電子機器は、サージ電流検知用の特殊な回路をプリント基板のパターンに形成し更に別の電子回路で処理して、雷サージ保護素子の劣化度合いを検出している。

また、特許文献４の段落［００２０］および図３において、同じ溶断電流のヒューズに異なるツェナー電圧のツェナーダイオードを直列接続し、複数個配列されることで過電圧の履歴を把握する回路が示されている。

特開２００４−２７３３６２号公報特開２０１４−２２８２９８号公報特開２００９−２２２６６３号公報特開２００７−５３８７６号公報

しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３に示される電子機器は、雷サージを検出する判定回路と履歴を記憶する回路を実現するために、複雑な回路構成となっている。その結果、これらの特許文献に示される電子機器は、原価が高くなってしまう。

また、特許文献４の図３に示される回路において、サージ電流をバイパスする素子は、ＳＰＤではなくツェナーダイオードであるため、低電圧のサージには対応できても、雷サージの様な高電圧に対応できる素子は存在しないと考えられる。仮に、雷サージの電圧に耐えるツェナーダイオードが存在し、特許文献４の図３に示される回路をＳＰＤの出力端とＦＧの間に挿入したとすると、過電圧の最大値を把握することが出来ても、過電圧の回数に相当する履歴を把握することは出来ない。そのため、特許文献４の図３に示される回路をＳＰＤの劣化度合いの判断に用いることは、必ずしも適当でない。

本発明の電子回路および電子機器は、雷サージ保護素子の劣化度の判断を、単純な構成で可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の電子回路は、第１の端子に入力端が接続された雷サージ保護素子と、前記雷サージ保護素子の出力端と第２の端子の間に電気的性質の異なる複数の溶断素子が並列接続された素子配列とを備え、前記素子配列の内の第１の溶断素子は、前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断し、前記素子配列の内の第２の溶断素子は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子だけが溶断する。

上記の目的を達成するために、本発明の電子機器は、第１の端子に入力端が接続された雷サージ保護素子と、前記雷サージ保護素子の出力端と第２の端子の間に電気的性質の異なる複数の溶断素子が並列接続された素子配列とを備え、前記素子配列の内の第１の溶断素子は、前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断し、前記素子配列の内の第２の溶断素子は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子だけが溶断する第１の電子回路と、前記第１の電子回路の前記第１の端子と前記第２の端子に接続される第２の電子回路とを更に備える。

上記の目的を達成するために、本発明の雷サージ保護素子の劣化判断方法は、第１の端子に入力端が接続された雷サージ保護素子と、前記雷サージ保護素子の出力端と第２の端子の間に電気的性質の異なる複数の溶断素子が並列接続された素子配列とを備えた電子回路において、前記素子配列の内の第１の溶断素子は、前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断し、前記素子配列の内の第２の溶断素子は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子だけが溶断し、前記複数の溶断素子の溶断状況によって雷サージ保護素子の劣化を判断する。

本発明の電子回路および電子機器によれば、雷サージ保護素子の劣化度の判断を、単純な構成で可能とする。

第１の実施形態の構成例を示す図である。第１の実施形態の動作を示す図である。第１の実施形態の動作を示す図である。第２の実施形態の構成例を示す図である。第２の実施形態の動作を示す図である。第２の実施形態の動作を示す図である。第２の実施形態の動作を示す図である。第１の実施形態の変形例を示す図である。第３の実施形態の構成例を示す図である。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図１に第１の実施形態の構成を示す。

電子機器１０は、ＳＰＤ（Surge Protective Device；雷サージ保護素子、サージ防護デバイス、避雷器）２１、通信回路２２、および複数のヒューズ抵抗３１〜３ｎによって構成される。また、電子機器１０は、通信線に接続される通信端子１１および、ＦＧ（frame ground；筐体接地）１２を有する。

ＳＰＤ２１は、金属酸化物バリスタなどであり、部品の両端子に高い電位差が生じると短絡状態になって、サージ電流をバイパスする部品である。

通信回路２２は、通信するための電子回路である。

ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、抵抗器に溶断特性を持たせたもので、溶断電力を超えるような電流が流れると断線する部品である。本実施形態では、ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、それぞれ異なる抵抗値であるが、同一の定格電力である。

そして、通信線端子１１とＦＧ１２は通信回路２２に接続されている。ＳＰＤ２１の片側の端子は通信線端子２１に接続され、ＳＰＤ２１の反対の端子は、ヒューズ抵抗３１〜３ｎ全ての片側の端子に接続されている。また、ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、並列に接続されていて、ＳＰＤ２１と接続されない側の端子は、ＦＧ１２に接続されている。

また、ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、同一の定格電力とする。そして、ヒューズ抵抗３１〜３ｎは１０オーム、ヒューズ抵抗３２は１００オーム、ヒューズ抵抗３３は２００オーム、のようにヒューズ抵抗３１から順に抵抗値が大きくなるように配置されているものとする。ヒューズ抵抗３１〜３ｎの選定方法の詳細については、動作の説明の項で示す。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作について、図２および図３を参照して説明する。
（動作の概要）
図２に、電子機器１０の通信線端子１１から雷サージが侵入した場合を模式的に示す。通信線端子１１から雷サージが侵入した場合、通信線端子１１とＦＧ１２の間に大きな電位差が生じる。その結果、ＳＰＤ２１の通信１１側端子とヒューズ抵抗側端子の電位差が、ＳＰＤ２１の制限電圧（電圧防護レベルともいう）を超えると、ＳＰＤ２１はサージ電流を通信線端子１１からヒューズ抵抗側にバイパスする。そして、バイパスされたサージ電流は、並列に接続されたヒューズ抵抗３１〜３ｎを経由してＦＧ１２に流れる。

ＳＰＤには、放電耐量と称するサージ電流をバイパス可能な最大電流値が定められている。放電耐量を超える電流がＳＰＤに流れると、ＳＰＤは破損する。ＳＰＤがサージ電流をバイパスしてサージ電流が消滅して復帰可能となるサージ電流は、放電耐量以下の電流である。

本発明の電子機器１０は、ＳＰＤ２１が破壊されない領域におけるサージ電流が、ＳＰＤ２１を通過した回数の目安を、ヒューズ抵抗３１〜３ｎが１本、或いは複数本、順次溶断することによって、履歴として残すものである。

尚、本発明の電子機器１０は、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの溶断状況によって、ＳＰＤ２１の劣化状況を判断可能とするので、通常は電子機器１０のケースを開けて、内部回路を確認しないとＳＰＤ２１の劣化状況は判断できない。

しかし、インターネット接続事業者等が、新しい利用者にモデム等の電子機器を再貸し出しする際に、内部回路基板を再利用してケースは新品に交換する場合が多い。この場合、前の利用者から返却された電子機器のケースを開けるので、ヒューズ抵抗の溶断状況の確認が可能である。

また、電子機器の再利用の際にケースを交換しない場合でも、内部回路基板のヒューズ抵抗部分が確認できるように、ケースの一部に開閉可能な蓋をつける等の方法でも、ヒューズ抵抗の溶断状況の確認が可能である。
（ヒューズ抵抗の抵抗値の決定方法）
次に、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの抵抗値の決定方法を示す。

まず履歴として残すべきサージ電流値の、上限Imaxと下限Iminを決めておく。Imaxは、ＳＰＤ２１の放電耐量以下の値とする。

ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、定格電力は同じで、それぞれ抵抗値が異なる。一般に、ヒューズ抵抗器が溶断する電力Pcutは定格電力に比例する。ヒューズ抵抗３１〜３ｎはいずれも定格電力が同じであるので、各ヒューズ抵抗器のPcutの値は同じである。

ヒューズ抵抗３１〜３ｎは並列に接続されているので、各ヒューズ抵抗器の両端の電圧は同じである。電圧の２乗を抵抗値で除した値が各ヒューズ抵抗器の消費する電力であり、並列接続された各ヒューズ抵抗器の両端の電圧は同じなので、抵抗値の低いヒューズ抵抗器ほど消費電力は大きい。従って、並列接続されたヒューズ抵抗器の中で、抵抗値の低いヒューズ抵抗器ほど低い電圧でヒューズ抵抗器が溶断する電力値Pcutに達する。その為、抵抗値の低い抵抗器の方が抵抗値の高い抵抗器より低い電圧で溶断し、抵抗値の高い抵抗器の方が抵抗値の低い抵抗器より高い電圧で溶断する。

そこで、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの内で最大の抵抗値であるヒューズ抵抗３ｎの抵抗値R3nの値の決定方法を説明する。

ヒューズ抵抗３ｎは、先に述べた上限のサージ電流値Imaxで、最後の１本として溶断する様に決定する。それは、抵抗値R3nが、ヒューズ抵抗器が溶断する電力Pcutと上限のサージ電流値Imaxを用いて、次式を満足する様に決定されれば良い。

R3n＝Pcut／(Imax^2)
ここで、Imax^2はImaxの２乗を表す。

この様にして、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの内で最大の抵抗値であるヒューズ抵抗３ｎの抵抗値R3nの値を決定する。

次に、ヒューズ抵抗３１〜ヒューズ抵抗３(n-1)の抵抗値の決定方法を説明する。ここで、ヒューズ抵抗３(n-1)は、ヒューズ抵抗３１から数えて抵抗値が順に大きくなり、抵抗値が最大のヒューズ抵抗３ｎより1つ手前の抵抗値のヒューズ抵抗を示す。そして、ヒューズ抵抗３２〜ヒューズ抵抗３(n-1)の抵抗値は、R31の定数倍で表すこととする。

まず、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの内で最小の抵抗値であるヒューズ抵抗３１の抵抗値R31を決定する。

ヒューズ抵抗３１〜３ｎの合成抵抗の抵抗値Rは、ヒューズ抵抗３１の変数R31、変数R31の定数倍で表されるヒューズ抵抗３２〜ヒューズ抵抗３(n-1)の各抵抗値、および先に値を求めたR3nで表される。従って、合成抵抗の抵抗値Rは変数R31で表される。

そこで、抵抗値Rの合成抵抗に、先に決めた下限のサージ電流値Iminを流した場合に、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの両端に生じる電圧をVとする。ヒューズ抵抗３１の消費電力は、Vの２乗をヒューズ抵抗３１の抵抗値R31で除して求められるので、ヒューズ抵抗３１の消費電力は変数R31で表される。

そして、変数R31で表されたヒューズ抵抗３１の消費電力を、ヒューズ抵抗を溶断する電力Pcutの数値に等しいとおき、変数R31について解くことで、R31を数値として求められる。

この様にして、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの内で最小の抵抗値であるヒューズ抵抗３１の抵抗値R31を決定する。

また、ヒューズ抵抗３２〜ヒューズ抵抗３(n-1)の抵抗値は、R31の定数倍として求めることが出来る。

以上の様にして、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの抵抗値が決定される。
（ヒューズ抵抗が4本の場合の抵抗値の決定方法）
上記に説明したヒューズ抵抗の抵抗値の設定方法について、ヒューズ抵抗４本の場合について示す。

サージ電流の上限Imax、サージ電流の下限Iminとする。

並列接続されるヒューズ抵抗器は、異なる抵抗値をもつ４本として、それぞれの抵抗値はR1、R2、R3、R4とする。そして、R1＜R2＜R3＜R4の関係があり、R2=a×R1、R3=b×R1、但しa、bは１より大きい定数とする。

また、ヒューズ抵抗器の溶断する電力をPcutとする。

まず、次式によってR4の値を決める。

Pcut＝(Imax^2)×R4
次に、並列接続された抵抗器の合成抵抗Rを次式により求める。

R＝（R1・R2・R3・R4）／（R2・R3・R4＋R1・R3・R4＋R1・R2・R4＋R1・R2・R3）
ここで、R2=a×R1、R3=b×R1であるので、Rは１つの変数R1で表される。

そこで、合成抵抗RにIminが流れると、合成抵抗Rの両端の電圧Vは次式で表される。

V=Imin×R
ここで、Iminは予め決めた値、Rは前述の様に１つの変数R1で表されるので、Vも１つの変数R1で表される。

次に、最も抵抗値の小さいR1の消費電力P1は、次式で表される。

P1＝(V^2)／R1
ここで、VもRもそれぞれ１つの変数R1で表すことが出来るので、P1も１つの変数R1で表すことが出来る。

そして、P1＝Pcutと置き、R1について解くことで、ヒューズ抵抗器R1の抵抗値を数値として求めることが出来る。

また、R2はR2＝a×R1、R3はR3＝b×R1によって求められる。

以上の様にして、ヒューズ抵抗R1〜R4の値を決めると、並列に接続された４本のヒューズ抵抗の中では、最も抵抗値の小さいヒューズ抵抗器R1が最も小さい電流で溶断し、最も抵抗値の大きいヒューズ抵抗器R4が最も大きい電流で溶断する
上記のヒューズ抵抗の抵抗値の決定方法は、考え方を示したものであり、サージ電流は過渡現象であるので、溶断電力、抵抗値については実験等により適宜確認される必要がある。

尚、ヒューズ抵抗器が溶断するサージ電流はIminからImaxの間の値をとり、雷サージが侵入する度にヒューズ抵抗が１本ずつ溶断するとは限らないが、抵抗値の最も小さい値の抵抗器から順に溶断する。
（動作の詳細）
上記の様にして、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの各抵抗値を設定した電子機器１０が、雷サージを受けた際の動作の詳細を、順を追って示す。

図２では、電子機器１０が、最初に雷サージを受けた時のサージ電流の流れを点線の矢印で模式的に示している。

図２で、雷サージが通信線端子１１に侵入すると、ＳＰＤ２１が動作して通信回路２２は保護される。しかし、ＳＰＤ２１は、雷サージで動作したので部品性能は劣化した。また、サージ電流が並列接続されたヒューズ抵抗３１〜３ｎに流れると、並列接続のヒューズ抵抗の内、最も低い抵抗値であるヒューズ抵抗３１に最も大きい電流が流れる。そのため、並列接続のヒューズ抵抗の内でヒューズ抵抗３１が最初に溶断電力に達して、ヒューズ抵抗３１が最初に溶断する。ヒューズ抵抗３１が溶断したことにより、ＳＰＤ２１が雷サージで動作して劣化したことを知ることが出来る。

次に、電子機器１０に再び通信線端子１１から雷サージが侵入した場合を図３に模式的に示す。

図３において、通信線端子１１から雷サージが侵入すると、ＳＰＤ２１が動作して通信回路２２は保護される。しかし、ＳＰＤ２１は雷サージで動作したので部品性能は更に劣化した。また、サージ電流が並列接続されたヒューズ抵抗３２〜３ｎに流れると、並列接続のヒューズ抵抗の内、最も低い抵抗値であるヒューズ抵抗３２に最も大きい電流が流れる。そのため、並列接続のヒューズ抵抗の内でヒューズ抵抗３２が先に溶断電力に達して、ヒューズ抵抗３２が先に溶断する。

そして、ヒューズ抵抗３２が溶断したことにより、ＳＰＤ２１が雷サージで動作してヒューズ抵抗３１が溶断した状態より、更に劣化したことを知ることが出来る。

この様にして、雷サージが電子機器１０に侵入する度に、ヒューズ抵抗が順次溶断していく。

尚、前述の様に、１回のサージ電流でヒューズ抵抗が１本ずつ溶断するとは限らない。しかし、１回のサージ電流で複数のヒューズ抵抗が溶断することは、１つのヒューズ抵抗が溶断するサージ電流より大きいサージ電流がＳＰＤ２１に流れたことになる。従って、ヒューズ抵抗が１つ溶断した状態より、複数が溶断した状態の方が、ＳＰＤ２１はより劣化しているので、ＳＰＤ２１の劣化度を知るという本来の目的に合っている。

また、ヒューズ抵抗３２が溶断していく度に、溶断するためのサージ電流は次第に高くなっていくが、ヒューズ抵抗の溶断本数は、IminからImaxの間の電流値をもつ雷サージによるＳＰＤの劣化の大まかな目安となる。

雷サージが通信線端子に入るたびに、ヒューズ抵抗３１〜３ｎは、小さい抵抗値から順に溶断する。そして、最後はヒューズ抵抗３ｎが溶断して、ＳＰＤ２１は電子機器１０の電子回路から切り離される。

以上説明した様に、本実施形態に示す電子機器１０によれば、ヒューズ抵抗のみの単純な構成で、ＳＰＤ２１の劣化度の判断を行うことが可能となる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図４〜図７を参照して説明する。
［構成の説明］
図４に第２の実施形態の構成を示す。

第１の実施形態の電子機器１０では、通信線端子１１とＦＧ１２の間に、ＳＰＤ２１とヒューズ抵抗３１〜３ｎが挿入されていた。

本実施形態の電子機器５０では、通信回路２２に接続される通信線端子１１とＦＧ１２の間に挿入されるＳＰＤ２１とヒューズ抵抗３１〜３ｎの構成は同一である。しかし、電子機器５０では、通信回路２２のＡＣ電源端子１３と通信線端子と共通のＦＧ１２の間に、ＳＰＤ２３とヒューズ抵抗４１〜４ｎが挿入されている。

尚、通信線およびＡＣ電源線は複数本であっても良く、図４はその内の１本を示している。

また、ヒューズ抵抗３１〜３ｎおよびヒューズ抵抗４１〜４ｎの抵抗値の設定方法は、第１の実施形態の説明と同様である。ただし、通信線端子１１とＡＣ電源端子１３では、サージが生じていない通常時に扱う電圧や電流が異なるため、通信線用とＡＣ電源用とでＳＰＤが動作するサージ電流の仕様が異なる。そのため、サージ電流の上限、下限の設定も異なるので、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの抵抗値とヒューズ抵抗４１〜４ｎの抵抗値は異なる。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作を図５〜図７を参照して説明する。

まず、通信線端子１１に雷サージが侵入した場合について記す。図５において、点線の矢印は、通信線端子１１に最初に雷サージを受けた時のサージ電流の流れを模式的に示している。そして、通信線端子１１に雷サージが侵入した場合の動作は、第１の実施形態の動作と同じであるため説明を省略する。

この様に、通信線端子１１に雷サージが侵入した場合、ヒューズ抵抗３１〜３ｎの１本或いは複数が溶断されるが、ヒューズ素子４１〜４ｎにはサージ電流は流れないので、ヒューズ素子４１〜４ｎは溶断されない。

次に、ＡＣ電源端子１３に雷サージが侵入した場合について記す。図６において、点線の矢印は、ＡＣ電源端子１３に最初に雷サージを受けた時のサージ電流の流れを模式的に示している。そして、ヒューズ抵抗４１〜４ｎが溶断する動作については、第１の実施形態のヒューズ抵抗３１〜３ｎが溶断する動作と同じであるので、説明を省略する。

この場合、ヒューズ抵抗４１〜４ｎの１本或いは複数が溶断されるが、ヒューズ素子３１〜３ｎにはサージ電流は流れないので、ヒューズ素子４１〜４ｎは溶断されない。

従って、ヒューズ抵抗３１〜３ｎが溶断しているか、ヒューズ抵抗４１〜４ｎが溶断しているかを確認することで、電子機器５０への雷サージの侵入経路が、通信線かＡＣ電源かを確認することが可能である。

例えば、図７の様にヒューズ抵抗４１およびヒューズ抵抗４２が溶断していれば、電子機器５０にはＡＣ電源から雷サージが侵入したことがわかり、通信線からは雷サージは侵入していなかったことがわかる。雷サージの侵入経路がわかると、雷サージの防止対策をたてやすくなる。

以上説明した様に、本実施形態に示す電子機器５０は、ヒューズ抵抗のみの単純な構成でＳＰＤ２１およびＳＰＤ２３の劣化度を判断出来ることに加えて、雷サージの侵入経路を確認することが出来る。
［第３の実施形態］
次に第３の実施形態について、図９を参照して説明する。

本実施形態の電子機器１００は、第１の端子１０１に入力端が接続された雷サージ保護素子１１１と、前記雷サージ保護素子１１１の出力端と第２の端子１０２の間に電気的性質の異なる溶断素子１１２および溶断素子１１３が並列接続された素子配列とを備える。そして、前記素子配列の内の第１の溶断素子１１２は、前記雷サージ保護素子１１１の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断する。また、前記素子配列の内の第２の溶断素子１１３は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子１１３だけが溶断する。

以上説明した様に、本実施形態に示す電子機器１００によれば、溶断素子１１２および溶断素子１１３のみの単純な構成で、雷サージ保護素子１１１の劣化度の判断を行うことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形できる。

第１および第２の実施形態に示した通信回路は、通信回路以外の電子回路であっても良い。

次に、第１の実施形態の変形例の構成を図８に示す。

図８では、通信線端子１（符号６１）に接続される通信線１とＦＧの組み合わせによる通信経路と、通信線端子２（符号６２）に接続される通信線２とＦＧの組み合わせによる通信経路の２系統の通信経路が形成されている。この様に複数の通信線を有する電子機器の場合、通信線端子１（符号６１）に侵入した雷サージのサージ電流を通信線端子２（符号６２）にバイパスする構成をとる場合がある。

図８の構成では、通信線端子１（符号６１）と通信線端子２（符号６２）の間にＳＰＤ６３とヒューズ抵抗７１〜７ｎが挿入されている。この構成によれば、通信線１に侵入した雷サージの履歴を、ヒューズ抵抗７１〜７ｎの溶断によって確認することが出来て、ＳＰＤ６３の劣化度合いを判断することが可能である。

また、第１および第２の実施形態の電子機器では、一定の電力を超えると溶断するヒューズ抵抗を並列接続していたが、一定の電流を超えると溶断するヒューズを並列接続しても実現可能である。この場合、並列ヒューズ配列の内で、最後の１本として溶断するヒューズの溶断電流値は、第１の実施形態で説明したImaxの値に設定する。また、並列ヒューズ配列の内で、最初の１本として溶断するヒューズの溶断電流値は、並列ヒューズ配列に電流値Iminの電流が流れた際の分流として、最初の１本として溶断するヒューズに流れる電流値と等しくなるように設定する。

更に、ヒューズと抵抗器を直列接続した回路を並列接続しても、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。即ち、複数の同じ規格のヒューズのそれぞれに、異なる抵抗値の抵抗器を直列接続し、更にこの直列接続回路同士を並列接続する。この場合、各ヒューズに流れる電流は、前記並列接続に流れる電流の分流であり、分流は各抵抗器の抵抗値によって決まる。そして、抵抗値と分流の一般的な関係に基づいて各抵抗器の抵抗値を適切に選択することで、サージ電流が流れる度に、抵抗値の低い抵抗に直列接続されたヒューズから順に溶断される様に出来る。尚、抵抗器はヒューズが溶断する前に抵抗器が破損しない様に、十分な耐電力特性を有する必要がある。

１０電子機器
１１通信線端子
１２ＦＧ
１３ＡＣ電源端子
１４ＦＧ
２１ＳＰＤ
２２通信回路
２３ＳＰＤ
３１、３２、３３、３４、３ｎヒューズ抵抗
４１、４２、４３、４４、４ｎヒューズ抵抗
５０電子機器
６０電子機器
６１通信線端子１
６２通信線端子２
６３ＳＰＤ
６４通信回路
７１、７２、７ｎヒューズ抵抗
１００電子回路
１０１第１の端子
１０２第２の端子
１１１雷サージ保護素子
１１２、１１３溶断素子

Claims

第１の端子に入力端が接続された雷サージ保護素子と、
前記雷サージ保護素子の出力端と第２の端子の間に電気的性質の異なる複数の溶断素子が並列接続された素子配列とを備え、
前記雷サージ保護素子から前記素子配列へ電流が流れることで、
前記素子配列の内の第１の溶断素子は、前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断し、
前記素子配列の内の第２の溶断素子は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子だけが溶断し、
前記電気的性質は、電気抵抗値及び溶断電流値のうちの少なくともいずれかである、
電子回路。
前記電気的性質は電気抵抗値を含み、
前記複数の溶断素子はそれぞれの溶断電力値が同じヒューズ抵抗であり、
前記第１の溶断素子の前記電気抵抗値は、前記溶断電力値を前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値の２乗で除した値であり、
前記第２の溶断素子の前記電気抵抗値は、前記素子配列の合成電気抵抗値と所定の下限サージ電流値を乗じて２乗した値を前記溶断電力値で除した値であることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記電気的性質は溶断電流値を含み、
前記複数の溶断素子はヒューズであることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記第２の端子は、接地電位であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子回路。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子回路である第１の電子回路と、前記第１の電子回路の前記第１の端子と前記第２の端子に接続される第２の電子回路とを更に備える事を特徴とする電子機器。
第１の端子に入力端が接続された雷サージ保護素子と、
前記雷サージ保護素子の出力端と第２の端子の間に電気的性質の異なる複数の溶断素子が並列接続された素子配列とを備えた電子回路において、
前記雷サージ保護素子から前記素子配列へ電流が流れることで、
前記素子配列の内の第１の溶断素子は、前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値で溶断し、
前記素子配列の内の第２の溶断素子は、前記素子配列に流れる所定の下限サージ電流値で前記第２の溶断素子だけが溶断し、
前記複数の溶断素子の溶断状況によって雷サージ保護素子の劣化を判断し、
前記電気的性質は、電気抵抗値及び溶断電流値のうちの少なくともいずれかである、
雷サージ保護素子の劣化判断方法。
前記電気的性質は電気抵抗値を含み、
前記複数の溶断素子はそれぞれの溶断電力値が同じヒューズ抵抗であり、
前記第１の溶断素子の前記電気抵抗値は、前記溶断電力値を前記雷サージ保護素子の放電耐量以下である所定の上限サージ電流値の２乗で除した値であり、
前記第２の溶断素子の前記電気抵抗値は、前記素子配列の合成電気抵抗値と所定の下限サージ電流値を乗じて２乗した値を前記溶断電力値で除した値であることを特徴とする請求項６に記載の雷サージ保護素子の劣化判断方法。
前記電気的性質は溶断電流値を含み、
前記複数の溶断素子はヒューズであることを特徴とする請求項６に記載の雷サージ保護素子の劣化判断方法。
前記第２の端子は、接地電位であることを特徴とする、請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の雷サージ保護素子の劣化判断方法。