(57)【要約】【課題】静電放電保護装置において、放電電圧の低下を抑えて、損失エネルギを高めるための手段を提供する。【解決手段】静電放電保護を施すための装置(10)及び方法(30)である。典型的なマイクロチューブ・スパーク・ギャップ型の静電放電保護装置(10)は、間にスパーク・ギャップ(13)が形成された第１と第２の分離したスパーク電極(11,12)を備える。さらに、高周波非結合起動回路(20)が提供されるが、この回路は、スパーク・ギャップの近傍に配置され、かつ、高周波電圧源(23)に結合された第１及び第２の高電圧電極(21,22)を備える。高周波電圧源によって供給される高周波電圧は、ギャップをイオン化するのにわずかに低いが、放電を開始させるだけのエネルギをもたらす。イオン化が起きると、高周波電圧は停止され、エネルギ損失が最大になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパーク・ギャップ１３を備える微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置（１０）と、
高周波非結合起動回路（２０）
とを備え、前記高周波非結合起動回路が、
前記スパーク・ギャップに対し側方に隣接して配置された第１及び第２の高電圧電極（２１、２２）と、
前記第１及び第２の高電圧電極に結合された高周波電圧源（２３）であって、ある周波数と、前記スパーク・ギャップにおけるイオン化にわずかに足りない電圧レベルとを有する高周波電圧を前記スパーク・ギャップの両端間に発生させ、イオン化が生じると、前記高周波電圧の供給を停止する、高周波電圧源
を備えることからなる、装置。
【請求項２】
前記微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置（１０）が、
スパーク・ギャップ（１３）によって分離された第１と第２のスパーク電極（１１、１２）と、
前記スパーク電極及びスパーク・ギャップを囲む保護ハウジング（１４）
とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
静電放電保護方法（３０）であって、
第１と第２の分離されたスパーク電極を備えるスパーク・ギャップを設けるステップ（３１）と、
第１及び第２の高電圧電極を高周波電圧源に結合するステップ（３２）と、
前記第１及び第２の高電圧電極を前記スパーク・ギャップに隣接して配置するステップ（３３）と、
前記第１及び第２の高電圧電極に、前記スパーク・ギャップにおけるイオン化にわずかに足りない高周波電圧を供給するステップ（３４）と、
前記スパーク・ギャップの両端間における静電放電、及び、それに続く、前記スパーク・ギャップにおけるイオン化が生じると、前記第１及び第２の高電圧電極に供給される前記高周波電圧を停止するステップ（３６）
とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、静電放電保護装置及び方法に関するものであり、とりわけ、高周波非結合起動回路（high frequency noncoupled starter circuit）を用いた、微小管スパーク・ギャップ・タイプ（micro tube spark gap type：マイクロチューブ・スパーク・ギャップ型）の静電放電保護装置及び静電放電保護方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでに、本発明の譲受人は、静電放電保護装置として機能するスパーク・ギャップ装置を開発している。これらの静電保護装置は、放電中に、図１に示す曲線と同様の電圧対時間特性を示す。図１を参照すると、放電事象が生じるまで、静電保護装置の両端における電圧が上昇する。次に、飽和が生じるまで、ギャップにおけるイオン化が増進する。一般に、放電事象の終了まで、電圧レベルは一定のままである。
【０００３】
放電に必要な電圧を低下させ、同時に、図１に示す曲線のほぼ水平部分とゼロ電圧との電圧差である、電力損失レベル（または飽和後の電圧レベル）を維持することが望ましい。しかし、ただ単にギャップ間隔を小さくするだけでは、放電電圧が低下し、さらに、放電事象中に散逸するエネルギも減少することになり、これは、一般に望ましくない。また、電流パルスを光及び熱に迅速に変換することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高周波非結合起動回路を備えた、微小管スパーク・ギャップ・タイプ（マイクロチューブ・火花ギャップ型）の静電放電保護装置を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、改良された静電放電保護方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の及びその他の目的を達成するため、本発明は、高周波非結合起動回路を備える、改良式の微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置、及び、改良された静電放電保護方法を提供する。微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置には、スパーク・ギャップによって分離された第１と第２のスパーク電極（火花電極）が含まれる。高周波非結合起動回路には、スパーク・ギャップに対して側方に隣接して配置された第１と第２の高電圧電極が含まれる。第１及び第２の高電圧電極は、高周波電圧源に結合される。高周波電圧源は、スパーク・ギャップを通過する高周波電界を発生する。
【０００６】
高周波電界は、ギャップにおけるイオン化にはわずかに足りないが、放電を開始させる追加エネルギをもたらす。イオン化が生じると、高周波電圧は、自動的に供給停止され、最大のエネルギ損失をもたらすことになる。この結果、電圧対時間特性は、高周波電圧の供給停止後、イオン化電圧の低下と、電力損失レベルの増大を示すことになる。
【実施例】
【０００７】
本発明の実施態様のさまざまな特徴及び利点については、添付図面とともに下記の詳細な説明を参照することによってより容易に理解することが可能である。尚、図面において、同じ参照番号は同じまたは同様の構成要素を示している。
【０００８】
図２には、本発明の原理にしたがう微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置１０の典型的な１実施態様が示されている。静電放電保護装置１０には、本発明の原理にしたがう高周波非結合起動回路２０が含まれている。
【０００９】
典型的な微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置１０には、スパーク・ギャップ１３によって分離された第１と第２のスパーク電極１１、１２が含まれている。スパーク電極１１、１２、及び、スパーク・ギャップ１３は、保護ハウジング１４によって包囲されている。
【００１０】
高周波非結合起動回路２０には、スパーク・ギャップ１３に対して側方（横方向）に隣接して配置された第１と第２の高電圧電極２１、２２が含まれている。第１及び第２の高電圧電極２１、２２は、高周波電圧源２３に結合されている。高周波電圧源２３は、スパーク・ギャップ１３を通過する高周波電界を発生する。
【００１１】
高周波電圧源２３によって供給される高周波電圧は、ある周波数と、スパーク・ギャップ１３におけるイオン化にわずかに（または少しだけ）足りない電圧レベルとを有する（あるいは、高周波電圧源２３によって供給される高周波電圧は、スパーク・ギャップ１３でのイオン化にわずかに（または少しだけ）足りない周波数及び電圧レベルを有する）。しかし、この高周波電圧は、放電を開始させる追加エネルギをもたらす。放電事象の発生に続いて、イオン化が生じると、高周波電圧源２３によって供給される高周波電圧が遮断（またはその供給が停止）され、イオン化後に、最大のエネルギ損失がもたらされることになる。
【００１２】
この結果、電圧対時間特性は、高周波電圧の供給停止後、イオン化電圧の低下と、電力損失レベルの増大を示すことになる。図３は、本発明の原理にしたがう典型的な静電放電保護装置の電圧対時間特性を示すグラフである。
【００１３】
図４には、本発明の原理にしたがう典型的な静電放電保護方法３０が示されている。典型的な静電放電保護方法３０には、下記のステップが含まれる。
【００１４】
第１と第２の分離されたスパーク電極１１、１２を含むスパーク・ギャップ１３が設けられる（ステップ３１）。第１及び第２の高電圧電極２１、２２が高周波電圧源２３に結合される（ステップ３２）。第１及び第２の高電圧電極２１、２２が、スパーク・ギャップ１３に隣接して配置される（ステップ３３）。スパーク・ギャップ１３におけるイオン化にわずかに足りない高周波電界が、第１及び第２の高電圧電極２１、２２に供給される（ステップ３４）。静電放電が、スパーク・ギャップ１３の両端間で（またはギャップ全体にわたって）生じ（ステップ３５）、スパーク・ギャップ１３内の媒体（空気）がイオン化する。イオン化が生じると、第１及び第２の高電圧電極２１、２２に供給されている高周波電圧が遮断（ステップ３６）され、この結果、イオン化後に、最大のエネルギ損失が生じる。
【００１５】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．スパーク・ギャップ１３を備える微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置（１０）と、
高周波非結合起動回路（２０）
とを備え、前記高周波非結合起動回路が、
前記スパーク・ギャップに対し横方向に隣接して配置された第１及び第２の高電圧電極（２１、２２）と、
前記第１及び第２の高電圧電極に結合された高周波電圧源（２３）であって、ある周波数と、前記スパーク・ギャップにおけるイオン化に足りない電圧レベルとを有する高周波電圧を前記スパーク・ギャップの両端間に発生させ、イオン化が生じると、前記高周波電圧の供給を停止する、高周波電圧源
を備えることからなる、装置。
２．前記微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置（１０）が、
スパーク・ギャップ（１３）によって分離された第１と第２のスパーク電極（１１、１２）と、
前記スパーク電極及びスパーク・ギャップを囲む保護ハウジング（１４）
とを備える、上項１に記載の装置。
３．静電放電保護方法（３０）であって、
第１と第２の分離されたスパーク電極を備えるスパーク・ギャップを設けるステップ（３１）と、
第１及び第２の高電圧電極を高周波電圧源に結合するステップ（３２）と、
前記第１及び第２の高電圧電極を前記スパーク・ギャップに隣接して配置するステップ（３３）と、
前記第１及び第２の高電圧電極に、前記スパーク・ギャップをイオン化するのにわずかに足りない高周波電圧を供給するステップ（３４）と、
前記スパーク・ギャップの両端間（または全体）における静電放電、及び、それに続く、前記スパーク・ギャップ内のイオン化が生じると、前記第１及び第２の高電圧電極に供給される前記高周波電圧を停止するステップ（３６）
とを含む、方法。
【００１６】
本発明は、静電放電保護を施すための装置(10)及び方法(30)に関する。典型的なマイクロチューブ・スパーク・ギャップ型の静電放電保護装置(10)は、間にスパーク・ギャップ(13)が形成された第１と第２の分離したスパーク電極(11,12)を備える。さらに、高周波非結合起動回路(20)が提供されるが、この回路は、スパーク・ギャップの近傍に配置され、かつ、高周波電圧源(23)に結合された第１及び第２の高電圧電極(21,22)を備える。高周波電圧源は、高電圧電極からスパーク・ギャップに印加される高周波電圧を生成する。電圧源によって供給される高周波電圧は、ギャップをイオン化するのにわずかに低いが、放電を開始させるだけのエネルギをもたらす。イオン化が起きると、高周波電圧は停止され、エネルギ損失が最大になる。この結果、高周波電圧の停止後、電圧対時間特性において、イオン化電圧が低下し、電力損失レベルが増大することになる。
【００１７】
以上、静電放電保護を施す改良式の装置及び方法を開示した。もちろん、上述の実施態様は、本発明の原理を応用した多くの実施態様のうちの一部を例示したものにすぎない。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな他の構成を容易に考案することができることは明かである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置の電圧対時間特性を例示したグラフである。
【図２】本発明の原理にしたがう典型的な微小管スパーク・ギャップ・タイプの静電放電保護装置を例示した図である。
【図３】本発明の原理にしたがう典型的な静電放電保護装置の電圧対時間特性を例示したグラフである。
【図４】本発明の原理にしたがう典型的な静電放電保護方法を例示した図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  静電放電保護装置
１１  第１のスパーク電極
１２  第２のスパーク電極
１３  スパーク・ギャップ
１４  保護ハウジング
２０  高周波非結合起動回路
２１  第１の高電圧電極
２２  第２の高電圧電極
２３  高周波電圧源
【図１】
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【図２】
2004259698.tif 000004
【図３】
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【図４】
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