(57)【要約】 【課題】  入力端子からのサージ電流が負荷回路に流れることを防止することができるサージ保護回路、電子制御回路および電子装置を提供する。【解決手段】  サージ保護回路１は、エアギャップ１１、および配線パターン１２，１３によって構成され、エアギャップ１１は、ギャップ１１３を介して対向する２つのパターン部１１１，１１２によって構成される。パターン部１１１が接続される配線パターン１２は、外部端子２１に接続されている配線パターン３１と接続され，パターン部１１２に接続される配線パターン１３は、低インピーダンスライン２５に接続される配線パターン３３と接続され、これらの４つの配線パターンは、同一直線上で基板に形成されている。抵抗素子２２，２３が接続されている配線パターン３２は、配線パターン３１および配線パターン１２に対して９０度の角度で接続されている。【選択図】      図２
2010057289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷回路と、前記負荷回路への電気信号を入力するための外部端子とが設けられる基板に形成され、サージ電流を流すためのサージ保護部と、
前記基板に形成され、前記外部端子と前記サージ保護部の一端とを接続する直線状の第１の配線パターンと、
第１の配線パターンと同一直線上で前記基板に形成され、前記サージ保護部の他端とインピーダンスの小さい低インピーダンス部とを接続する直線状の第２の配線パターンと、
第１の配線パターンの途中から分岐し、前記外部端子からの電気信号を前記負荷回路の前段に設けられる抵抗素子を介して前記負荷回路に伝送する第３の配線パターンとを備えていること特徴とするサージ保護回路。
【請求項２】
前記サージ保護部は、絶縁物を介して対向する２つの導電体から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサージ保護回路。
【請求項３】
前記第３の配線パターンは、第１の配線パターンに対して９０度の角度で分岐していることを特徴とする請求項１または２に記載のサージ保護回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のサージ保護回路を備えていることを特徴とする電子制御回路。
【請求項５】
請求項４に記載の電子制御回路を備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サージ電流から負荷回路を保護するサージ保護回路、電子制御回路および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の技術によるサージ保護回路９の接続構成を示す図である。基板に設けられる外部端子２１は、基板に搭載されている負荷回路、たとえばマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２４への電気信号を入力するための端子である。外部端子２１は、配線パターン３１，３２，３７によって抵抗素子２３を介してマイコン２４に、そして配線パターン３１，３２，３８によって抵抗素子２２接続されている。抵抗素子２３は、サージ電流からマイコン２４を保護するためのチップ抵抗である。抵抗素子２２は、サージ電流から負荷回路を保護するためのチップ抵抗であり、一端がインピーダンスの小さい低インピーダンスライン２６、たとえば直流電源電圧、あるいはグランドなどのパターンに接続され、他端が配線パターン３８によって、配線パターン３２と配線パターン３７との接続点４５に接続されている。
【０００３】
マイコン２４などの負荷回路が搭載された基板は、人手によって取り扱われることがあり、人体に帯電した静電気が外部端子２１からサージ電流として流れ込み、負荷回路が破壊されることがある。抵抗素子２２および抵抗素子２３は、負荷回路をサージ電流から保護するためのチップ抵抗であるが、抵抗素子２２および抵抗素子２３を小型化するために、サージ保護回路９が設けられている。
【０００４】
サージ保護回路９は、マイコン２４をサージ電流から保護するための回路であり、エアギャップ９１を含んで構成されている。エアギャップ９１は、たとえば避雷針パターンによって構成される。避雷針パターンは、絶縁体、たとえば空気を介して対向する２つの導電体、たとえばパターン部によって構成され、１つのパターン部は、配線パターン９２によって、配線パターン３１と配線パターン３２との接続点４４に接続され、他のパターン部は、配線パターン９３によってインピーダンスの小さい低インピーダンスライン２７、たとえば直流電源電圧、あるいはグランドなどのパターンに接続されている。
【０００５】
接続点４４からエアギャップ９１のパターン部までの配線パターン９２の長さＬ１は、接続点４４から抵抗素子２２までの配線パターン３２および配線パターン３８の合計の長さＬ２よりも短い。配線パターン９２は、接続点４４で配線パターン３１に対して９０度の方向に延在し、配線パターン３２は、接続点４４で配線パターン３１に対して９０度の方向に、かつ配線パターン９２とは反対方向に延在している。
【０００６】
特許文献１に記載されるプリント基板のパターン配置方法のサージ保護回路は、サージ保護回路９の一例である。
【０００７】
特許文献２に記載される避雷システムは、複数の機器間で信号を伝送する伝送線に、保護回路を並列に接続する。保護回路は、放電ギャップ式の２つのアレスタ（保安器）と、直列接続部とが互いに並列に接続されている。アレスタが反応するまでの時間が遅いので、その間サージ電流をアースへ逃すために直列接続部が設けられる。直列接続部は、抵抗素子と両方向ツェナーダイオードとを直列に接続されて構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−４１５６８号公報
【特許文献２】特開２００３−７０１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１に示したサージ保護回路９は、外部端子２１にサージ電流が流れ込むと、流れ込んだサージ電流は、サージ電流Ｓ１としてエアギャップ９１に流れ、かつ、サージ電流Ｓ２として抵抗素子２２に流れるので、抵抗素子２２あるいは抵抗素子２３が破壊されることがある。これは、エアギャップ９１が配線パターン３１に対して９０度の方向に設けられているためであり、距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも短くても、サージ電流が抵抗素子２２の方にも流れてしまうという問題がある。特許文献２に記載される避雷システムは、抵抗素子と両方向ツェナーダイオードとを用いる必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、入力端子からのサージ電流が負荷回路に流れることを防止することができるサージ保護回路、電子制御回路および電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明（１）は、負荷回路と、前記負荷回路への電気信号を入力するための外部端子とが設けられる基板に形成され、サージ電流を流すためのサージ保護部と、
前記基板に形成され、前記外部端子と前記サージ保護部の一端とを接続する直線状の第１の配線パターンと、
第１の配線パターンと同一直線上で前記基板に形成され、前記サージ保護部の他端とインピーダンスの小さい低インピーダンス部とを接続する直線状の第２の配線パターンと、
第１の配線パターンの途中から分岐し、前記外部端子からの電気信号を前記負荷回路の前段に設けられる抵抗素子を介して前記負荷回路に伝送する第３の配線パターンとを備えていること特徴とするサージ保護回路である。
【００１２】
また本発明（４）は、前記サージ保護回路を備えていることを特徴とする電子制御回路である。
【００１３】
また本発明（５）は、前記電子制御回路を備えていることを特徴とする電子装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（１）によれば、負荷回路と、前記負荷回路への電気信号を入力するための外部端子とが設けられる基板に形成されるサージ保護部によって、サージ電流が流される。前記基板に形成される直線状の第１の配線パターンによって、前記外部端子と前記サージ保護部の一端とが接続され、第１の配線パターンと同一直線上で前記基板に形成される直線状の第２の配線パターンによって、前記サージ保護部の他端とインピーダンスの小さい低インピーダンス部とが接続される。そして、第１の配線パターンの途中から分岐する第３の配線パターンによって、前記外部端子からの電気信号が前記負荷回路の前段に設けられる抵抗素子を介して前記負荷回路に伝送される。
【００１５】
したがって、サージ保護部が入力端子と低インピーダンス部とを直線状に結ぶ配線パターンに接続されるので、直進性を有するサージ電流が入力端子から負荷回路保護用の抵抗素子および負荷回路に流れることを防止することができる。
【００１６】
また本発明（４）によれば、電子制御回路は、前記サージ保護回路を備えているので、電子制御回路をサージ電流から保護することができる。
【００１７】
また本発明（５）によれば、電子装置は、前記電子制御回路を備えているので、サージ電流によって電子制御回路が破壊されることを回避することができ、サージに対して強い電子装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図２は、本発明の実施の一形態であるサージ保護回路１の接続構成を示す図である。サージ保護回路１は、負荷回路、たとえばマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２４などの負荷回路、および負荷回路をサージ電流から保護するための負荷回路保護用抵抗をサージ電流から保護するための回路であり、エアギャップ１１、および配線パターン１２，１３によって構成されている。サージ保護部であるエアギャップ１１は、たとえば避雷針パターン、具体的には、絶縁体、たとえば空気によるギャップ１１３を介して対向する２つの導電体、たとえばパターン部１１１，１１２によって構成される。１つのパターン部１１１は、配線パターン１２に接続され、他のパターン部１１２は、配線パターン１３に接続されている。ギャップ１１３の幅は、たとえば０．１ｍｍである。
【００１９】
配線パターン１２は、マイコン２４への電気信号を入力するための外部端子２１に接続されている配線パターン３１と接続点４１で接続されている。配線パターン３１と配線パターン１２とは、同一直線上で基板に形成されている。配線パターン１３は、インピーダンスの小さい低インピーダンスライン２５、たとえばバッテリなどの１２Ｖ（ボルト）の直流電源電圧、あるいはグランドなどのパターンに接続される配線パターン３３と接続点４２で接続されている。配線パターン３３と配線パターン１３とは、配線パターン３１および配線パターン１２と同一直線上で基板に形成されている。低インピーダンスライン２５は、低インピーダンス部である。
【００２０】
抵抗素子２２は、サージ電流からマイコン２４を保護するためのチップ抵抗であり、一端に接続される配線パターン３５が配線パターン３２に接続点４３で接続されている。配線パターン３２は、配線パターン３１および配線パターン１２に対して９０度の角度で接続点４１に接続されている。抵抗素子２２の他端は、配線パターン３４によって、配線パターン１３および配線パターン３３と接続点４２で接続されている。マイコン２４は、サージ電流からマイコン２４を保護するためのチップ抵抗である抵抗素子２３を介して、配線パターン３６によって接続点４３に接続される。配線パターン３３と配線パターン１３とは、第１の配線パターンを構成し、配線パターン３１と配線パターン１２とは、第２の配線パターンを構成し、配線パターン３２は、第３の配線パターンを構成している。
【００２１】
外部端子２１からサージ電流が流れ込むと、サージ電流は直進性を有するので、外部端子２１から流れ込んだサージ電流の大部分は、サージ電流Ｓ３としてエアギャップ１１を通過して低インピーダンスライン２５に流れる。電流はインダクタンスの少ない方向に流れる性質があるが、配線パターンが曲がっている角部はインダクタンスが高いので、電流はインダクタンスの少ない方向つまり直進しようとする。配線パターン３２は、配線パターン３１および配線パターン１２に対して９０度の角度で接続されているので、配線パターン３２に流れ込むサージ電流Ｓ４は、電流値が非常に小さい値の電流、すなわちほとんど「０」となり、チップ抵抗である抵抗素子２２および抵抗素子２３が小型化されたチップ抵抗であっても、抵抗素子２２および抵抗素子２３は破壊されることがなく、マイコン２４も破壊されることはない。
【００２２】
サージは、５ＫＶ以上の電圧があり、たとえば人体に蓄積される静電気に起因するもの、車両のイグニッションキーを回したときに点火プラグから発生するもの、あるいはモータ駆動時に発生するものなどがあるが、本発明に係るサージ保護回路は、これらのサージに起因するサージ電流からサージ保護用チップ抵抗および負荷回路を保護することができる。
【００２３】
このように、マイコン２４と、マイコン２４への電気信号を入力するための外部端子２１とが設けられる基板に形成されるエアギャップ１１によって、サージ電流が流される。前記基板に形成される直線状の配線パターン３３と配線パターン１３とによって、外部端子２１とエアギャップ１１の一端とが接続され、配線パターン３３と配線パターン１３と同一直線上で前記基板に形成される直線状の配線パターン３１と配線パターン１２とによって、エアギャップ１１の他端とインピーダンスの小さい低インピーダンスライン２５とが接続される。そして、配線パターン３３と配線パターン１３との途中から分岐する配線パターン３２によって、外部端子２１からの電気信号がマイコン２４の前段に設けられる抵抗素子２３を介してマイコン２４に伝送される。
【００２４】
したがって、サージ保護部が入力端子と低インピーダンス部とを直線状に結ぶ配線パターンに接続されるので、直進性を有するサージ電流が入力端子からマイコン２４などの負荷回路に流れることを防止することができる。
【００２５】
さらに、ギャップ１１３は、ギャップ１１３を介して対向する２つのパターン部１１１，１１２から構成されているので、配線パターンの一部として基板に形成することができ、簡単な回路構成で実現することができる。
【００２６】
さらに、配線パターン３２は、配線パターン３３と配線パターン１３とに対して９０度の角度で分岐しているのに対し、エアギャップ１１を接続する配線パターン３３と配線パターン１３とおよび配線パターン３１と配線パターン１２とは同一直線上にあるので、サージ電流は、マイコン２４よりもエアギャップ１１の方に流れ易くなり、エアギャップ１１によって、マイコン２４の前段の抵抗素子２３およびマイコン２４をサージ電流から保護することができる。
【００２７】
サージ保護回路１は、車載用の電子制御回路に適用することができ、さらに車載用の電子装置、たとえばナビゲーション装置、オーディオ装置、あるいはビデオ装置などの電子装置にも適用することができる。
【００２８】
このように、電子制御回路は、サージ保護回路１を備えているので、電子制御回路をサージ電流から保護することができる。
【００２９】
さらに、電子装置は、前記電子制御回路を備えているので、サージ電流によって電子制御回路が破壊されることを回避することができ、サージに対して強い電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の技術によるサージ保護回路９の接続構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の一形態であるサージ保護回路１の接続構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，９  サージ保護回路
１１，９１  エアギャップ
１２，１３，３１〜３８，９２，９３  配線パターン
２２，２３  抵抗素子
２４  マイコン
２５〜２７  低インピーダンスライン
１１１，１１２  パターン部
１１３  ギャップ
【図１】
2010057289.tif 000003
【図２】
2010057289.tif 000004