(57)【要約】本発明は、速い過渡電圧に対して、電圧が低い時は放電しない特性を改善し、低い電圧でも放電を誘導するための放電制御電極を有する新規な放電素子及び本発明の放電素子を駆動するための駆動回路に関し、詳細には、セラミック絶縁材料で形成された気密シリンダーと、前記気密シリンダーの端部開口に対向して配置される一対の放電電極と、前記一対の放電電極間に形成された放電ギャップと、前記気密シリンダー内部に封入された放電助物質と、前記セラミック絶縁材料と接して、且つ前記放電助物質と物理的に分離されている放電制御電極とを含んで構成されて、前記放電制御電極を通じて印加された制御電圧により、前記一対の放電電極間の放電が誘導される特徴がある。本発明の放電制御電極を有する放電素子及び放電素子の制御回路は、速く印加される低い電圧でも放電性能に優れており、低い残留電圧特性を提供して、本発明の放電制御電極を有する放電素子を含む落雷／サージ保護器は、サージの流入にも機器が十分生存できるような低い残留電圧特性を提供することにより、被保護機器を落雷から完璧に保護することができる長所がある。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁材料で形成された気密シリンダーと、前記気密シリンダーの端部開口に対向して配置される一対の放電電極と、前記一対の放電電極間に形成された放電ギャップと、前記気密シリンダー内部に封入された放電助物質と、前記セラミック絶縁材料と接して、且つ前記放電助物質と物理的に分離されている放電制御電極とを含んで構成されて、
前記放電制御電極は、金属線、金属箔または金属片の形態であって、前記金属線、金属箔または金属片の金属物質と前記気密シリンダーの外面を形成するセラミック絶縁材料とが線または面で密着されており、前記放電制御電極を通じて印加された制御電圧により前記一対の放電電極間の放電が誘導されることを特徴とする、放電制御電極を備えた放電素子。
【請求項２】
前記放電制御電極が、前記気密シリンダーを形成するセラミック絶縁材料の内部に装入されて外部端子に引き出されることを特徴とする、請求項１に記載の放電制御電極を備えた放電素子。
【請求項３】
前記放電制御電極がリング状、Ｕ状またはＹ状の金属線、金属箔または金属片であることを特徴とする、請求項１に記載の放電制御電極を備えた放電素子。
【請求項４】
前記放電制御電極は、一つ以上の金属線、金属箔または金属片が電気的に連結されて、単一な端子に引き出されることを特徴とする、請求項１に記載の放電制御電極を備えた放電素子。
【請求項５】
前記放電ギャップと前記気密シリンダー間に貫通孔が形成され、前記放電助物質と物理的に接触するアース電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の放電制御電極を備えた放電素子。
【請求項６】
請求項１に記載の放電制御電極を備えた放電素子の制御回路であって、
高圧トランスフォーマー及び電流を制限する制限素子を含んで構成されて、
放電制御電極を備えた放電素子の一対の放電電極の一端子Ａは、高圧トランスフォーマーの１次側の一端子に接続されて、
前記高圧トランスフォーマーの１次側の他の端子及び前記高圧トランスフォーマーの２次側の一端子は、前記一対の放電電極の他の端子Ｂに接続されて、
前記高圧トランスフォーマーの２次側の他の端子は、前記放電素子の放電制御電極の端子Ｃと接続されて、
前記制限素子は、放電電極の一端子Ａと高圧トランスフォーマーの１次側の一端子との間に備えられるか、前記制限素子は、放電電極の一端子Ａと放電電極の他の端子Ｂとの間に備えられることを特徴とする、放電制御電極を備えた放電素子の制御回路 。
【請求項７】
前記制限素子は、ツェナーダイオード、バリスタ、ダイオード、キャパシター、ＴＶＳ(Transient Voltage Suppressor)及び圧電素子から選択された一つ以上の素子であることを特徴とする、請求項６に記載の放電制御電極を備えた放電素子の制御回路 。
【請求項８】
前記制限素子は、ＬＣ共振回路であることを特徴とする、請求項６に記載の放電制御電極を備えた放電素子の制御回路 。
【請求項９】
前記高圧トランスフォーマーは、圧電トランスフォーマーであることを特徴とする、請求項６に記載の放電制御電極を備えた放電素子の制御回路 。
【請求項１０】
前記高圧トランスフォーマーは、第１次側に印加された電圧に対して１０倍乃至１００倍昇圧し、電圧が上昇されることを特徴とする、請求項６に記載の放電制御電極を備えた放電素子の制御回路 。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速い過渡電圧に対して、電圧が低い時は放電しない特性を改善し、低い電圧でも放電を誘導するための放電制御電極を有する新規な放電素子及び本発明の放電素子を駆動するための駆動回路に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術による２極型放電素子を示したもので、セラミック絶縁体で組成された円筒状管の両端に放電電極１及び放電電極２を備え、管内部に放電ギャップを備えて、放電ギャップ内部には放電助物質(gas)が封入された構造を有する。
【０００３】
上記の放電素子は、放電電極１と放電電極２間に高電圧が印加されると、放電ギャップの内部に封入された放電助物質が電離現象を起こしつつグロー放電を起こし始めるが、グロー放電により放電電流が大きくなると、すぐアーク放電に繋がり、放電電極間に印加された電圧が瞬間的に放電して消滅するようになる。
【０００４】
図２は、従来技術による３極型放電素子を示したもので、セラミック絶縁体で組成された円筒状管の両端に放電電極１、放電電極２及びアース電極が備えられ、放電電極１と放電電極２により放電ギャップが形成されて、放電ギャップ内部には放電助物質(gas)が封入された構造を有する。
【０００５】
図２の３極型放電素子は、放電電極１−放電電極２、放電電極１−アース電極または放電電極２−アース電極間に高電圧が印加されると、内部に封入された放電助物質が電離現象を起こしつつグロー放電を起こし始めるが、グロー放電により放電電流が大きくなると、すぐアーク放電に繋がり、電極間に印加された高電圧が瞬間的に放電して消滅するようになる。
【０００６】
図１と図２から分かるように、従来の放電素子では、放電素子を構成する全ての電極が、物理的及び電気的に封入された放電助物質と連結されている。
【０００７】
上述の従来の放電素子は、一般に放電助物質がガスまたは真空であるガス封入放電管であって、その放電特性は、直流または上昇速度が１００Ｖ／ｓｅｃ程度の遅い過渡電圧に対し、約９０Ｖ水準で放電をする。しかし、１，０００Ｖ／μｓ水準の速い過渡電圧が印加される場合、７００Ｖ以下の水準では放電が起こらない放電特性を有している。
【０００８】
従来の放電型素子の放電特性に基づき、ＩＴＵ−Ｔの勧告は、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥと異なる規格を有しており、ＰＳＴＮ線路の保護素子に使用される放電素子は、ＩＴＵ−Ｔの場合、１００Ｖ／ｓｅｃの遅い上昇速度において６００Ｖ以下の水準で放電しなければならないと勧告しているが、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ  ６１０００−４−５とＵＬ４９７規格では、１．２μｓ／５０μｓの速い過渡特性を定義しており、上記の規格は、国際規格相互間にも妥協点を見出すことができない問題点を抱えている。
【０００９】
このように速く印加される過渡電圧に対し、国際規格さえも単一化されていない混乱の状態で、放電素子は、通信分野のサージ保護素子として固く位置付けしているのが現実である。
【００１０】
一例として、ＵＬ承認済みのＥＰＣＯＳ社の放電素子３Ｐ２３０−０５は、直流では２２５Ｖで放電するが、ＩＥＣ  Ｃ６２．４１規格の速い過渡波形を試験した結果、８５０Ｖで放電が起こるようになる。
【００１１】
したがって、ＩＴＵ−Ｔにおいて、ＰＳＴＮの基準である保護素子は６００Ｖ以内に放電しなければならないという国際規格に基づいた試験に対し、サージの流入のように速く印加される過渡電圧特性に対して、通常使用される放電素子は全て不適となり、実質的に建物の端子箱やＭＤＦ保護プラグが設けられた場合も、落雷被害を防げないのが現実である。
【００１２】
前記放電型素子は、ＰＳＴＮ分野だけではなく、ＲＳ−２３２、４２２、４８５など、一般通信用保護素子としても普遍的に使用されるが、その放電特性の限界により、２次保護、３次保護のような多段階保護回路を付加して、放電後残留電圧を下げようとする努力が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題点を解決するための本発明の目的は、速い過渡電圧特性のサージに対して、低い過渡電圧でも放電をすることができ、低い残留電圧特性を有する低電圧放電素子及び本発明の放電素子を駆動する回路を提供することである。
【００１４】
詳細には、向かい合う二つの放電電極間に速い過渡電圧、即ちＩＥＣ  Ｃ６２．４１標準サージ波形（１．２μｓ／５０μｓ）を印加した時、１００Ｖ以下で放電をする放電素子及び本発明の放電素子を効果的に駆動する回路を提供することである。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、本発明の放電素子を備えたサージ保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の放電制御電極を備えた放電素子は、セラミック絶縁材料で形成された気密シリンダー１２０と、前記気密シリンダー１２０の端部開口に対向して配置される一対の放電電極１１１、１１２と、前記一対の放電電極１１１、１１２間に形成された放電ギャップ１４０と、前記気密シリンダー１２０内部に封入された放電助物質１３０と、前記セラミック絶縁材料１２０と接して、且つ前記放電助物質１３０と物理的に分離されている放電制御電極１５０とを含んで構成されて、前記放電制御電極１５０を通じて印加された制御電圧により、前記一対の放電電極１１１、１１２間の放電が誘導される特徴を有する。
【００１７】
前記放電制御電極１５０は、金属線または金属箔の形態であって、前記金属線または金属箔の金属物質と前記気密シリンダー１２０の外面を形成するセラミック絶縁材料とが線または面で接触(密着)されて形成され、前記気密シリンダー１２０を形成するセラミック絶縁材料の内部に装入されて外部端子に引き出されて形成される。
【００１８】
この際、前記放電制御電極１５０がリング状、Ｕ状またはＹ状の金属線、金属箔または金属片であり、また前記放電制御電極１５０は、一つ以上の金属線、金属箔または金属片が電気的に連結されて、単一な端子に引き出される。
【００１９】
前記放電素子は、放電ギャップ１４０と前記気密シリンダー１２０間に貫通孔が形成され、前記放電助物質と物理的に接触するアース電極１１３をさらに含む。
【００２０】
本発明の放電制御電極を備えた放電素子１００の制御回路は、高圧トランスフォーマー３００及び電流を制限する制限素子２００を含んで構成されて、放電制御電極を備えた放電素子の一対の放電電極の一端子Ａは、高圧トランスフォーマー３００の１次側の一端子３１１に接続されて、前記高圧トランスフォーマー３００の１次側の他の端子３１２及び前記高圧トランスフォーマー３００の２次側の一端子３２２は、前記一対の放電電極の他の端子Ｂに接続されて、前記高圧トランスフォーマー３００の２次側の他の端子３２１は、前記放電素子の放電制御電極の端子Ｃと接続されて、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと高圧トランスフォーマー３００の１次側の一端子３１１との間に備えられるか、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと放電電極の他の端子Ｂとの間に備えられる特徴がある。
【００２１】
前記制限素子２００は、ツェナーダイオード、バリスタ、ダイオード、キャパシター、ＴＶＳ(Transient Voltage Suppressor)及び圧電素子から選択された一つ以上の素子であることが好ましい。
【００２２】
前記制限素子２００は、ＬＣ共振回路であることが好ましいが、これは、前記制限素子２００に適用可能な素子が有する自体キャパシタンスと高圧トランスフォーマーが有するリアクタンスによるもので、高周波回路で非常に有利に作用できる。
【００２３】
前記高圧トランスフォーマー３００は、圧電トランスフォーマーであることが好ましく、前記高圧トランスフォーマー３００は、第１次側に印加された電圧に対して少なくとも１０倍以上昇圧して上昇されることが好ましい。
【００２４】
本発明の放電制御電極を備えた放電素子１００及び放電素子１００の制御回路は、サージ保護装置を構成する素子として使用でき、速く印加される低い電圧に対しても優れた放電性能を提供して、低い残留電圧特性を提供し、より優れたサージ保護性能を有するサージ保護装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の放電制御電極を有する放電素子及び放電素子の制御回路は、速く印加される低い電圧でも放電性能に優れており、低い残留電圧特性を有する、従来技術とは全く異なる新しい放電素子及び制御回路である。
【００２６】
また、本発明の放電制御電極を有する放電素子及び放電制御素子を含む落雷／サージ保護器は、サージの流入にも機器が十分生存できるような低い残留電圧特性を提供することにより、被保護機器を落雷から完璧に保護することができるだけではなく、低い電圧で放電がなされる放電素子を提供することにより、それぞれ異なる国際規格の統合も可能にできるような根拠を用意する切っ掛けを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術の２極型放電素子を示した図である。
【図２】従来技術の３極型放電素子を示した図である。
【図３】本発明の放電制御電極を備えた放電素子の一実施例である。
【図４】本発明の放電制御電極を備えた放電素子の他の実施例である。
【図５】本発明の放電制御電極を備えた放電素子のまた他の実施例である。
【図６】本発明の放電制御電極を備えた放電素子のまた他の実施例である。
【図７】従来の放電素子及び本発明の放電制御電極を備えた放電素子の特徴を示した図であって、図７(ａ)は、２極型放電素子を意味し、 図７(ｂ)は、３極型放電素子を示して、図７(ｃ)は、本発明の放電制御電極を備えた２極型放電素子を示し、図７(ｄ)は、本発明の放電制御電極を備えた３極型放電素子を示したものである。
【図８】本発明の放電制御電極を備えた放電素子の駆動回路を示した一実施例である。
【図９】本発明の放電素子及び制御回路の特性を測定した結果で、図９(ａ)は、入力に加えられるパルス波形であって、ＩＥＥＥ  Ｃ６２．４１による標準Ｓｕｒｇｅ波形で、１．２ｕｓ／５０ｕｓ、８ｕｓ／２０ｕｓ混合波形であり、図９(ｂ)は、本発明の放電素子の放電制御電極に加えられる高圧パルスであり、図９(ｃ)は、放電素子が動作し、入力に加えられたパルスを放電して消滅される放電特性結果である。
【図１０】本発明の放電素子及び制御回路を備えたサージ保護装置の実製作品である。
【図１１】図１０のサージ保護装置を利用して測定したサージテスト結果を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照し、本発明の放電制御電極を備えた放電素子及び前記放電素子を駆動させる駆動回路について詳細に説明する。以下紹介される図面は、当業者に本発明の思想が十分伝達できるように例として提供されるものである。したがって、本発明は、以下提示される図面に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。また、本明細書において、同一な参照番号は、同一な構成要素を示す。
【００２９】
ここで、使用される技術用語及び科学用語において特に定義がなければ、この発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が通常的に理解している意味を有し、下記の説明及び添付図面において、本発明の要旨を曖昧にする公知機能及び構成に対する説明は省く。
【００３０】
本発明の放電制御電極を備えた放電素子は、図３に示されたように、セラミック絶縁材料で形成された気密シリンダー１２０と、前記気密シリンダー１２０の端部開口に対向して配置される一対の放電電極１１１、１１２と、前記一対の放電電極１１１、１１２間に形成された放電ギャップ１４０と、前記気密シリンダー１２０内部に封入された放電助物質１３０(gas)と、前記セラミック絶縁材料１２０と接して、且つ前記放電助物質１３０と物理的に分離されている放電制御電極１５０とを含んで構成されて、前記放電制御電極１５０を通じて印加された制御電圧により、前記一対の放電電極１１１、１１２間の放電が誘導される特徴がある。
【００３１】
図３の実施例では、金属箔からなるリング状の放電制御電極１５０を気密シリンダー１２０の外面に形成して、放電制御電極１５０が形成される気密シリンダー１２０外面を陰刻して、気密シリンダー１２０の外面に放電制御電極１５０による段差が形成されないようにした例であるが、本発明の放電制御電極１５０は、単に気密シリンダー１２０の外面に金属被膜、Ｕ状またはＹ状の金属体を近接、圧着したものでもよく、巻線状の金属体でもよい。
【００３２】
前記放電制御電極１５０は、金属線、金属箔または金属片の形態であって、前記金属線、金属箔または金属片の金属物質と前記気密シリンダー１２０の外面を形成するセラミック絶縁材料とが線または面(図３乃至図６)で接触されて形成できる。前記放電制御電極１５０は、図４のように、前記気密シリンダー１２０を形成するセラミック絶縁材料の内部に装入され、外部端子１５０ａに引き出されて形成され得る。
【００３３】
また、図５に示したように、一つ以上の放電制御電極１５１、１５２が形成されて、それぞれの放電制御電極１５１、１５２が電気的に連結されて、単一な端子に引き出されることができる。
【００３４】
本発明の思想的特徴は、二つの放電電極が向かい合っている放電ギャップ外部にサージ(過渡電圧)が印加されなかった時、物理的、電気的に完全に隔離されて絶縁された放電制御電極を備えて、非常に速い過渡電圧の流入時、放電制御電極に、放電電極に加えられる電圧より高い電圧を印加して、放電ギャップ内部に封入された放電助物質に電離現象を誘発することにより、放電電極間放電を誘導する特徴を有する。
【００３５】
好ましくは、放電ギャップ内部に封入された放電助物質は空気または特定の真空状態であって、通常的にガス封入放電管に封入されるガスが使用できて、元素周期律表の１８族(Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ)に属しないガスの中、特性によって適宜選択して使用できる。
【００３６】
また図３乃至図５を通じて、２極構造を有する放電素子を基準として本発明の放電制御電極を備えた放電管の実施例を説明したが、図６に示されたように、３極構造を有する放電素子にも本発明の核心思想が適用できる。
【００３７】
また、図６の放電制御電極１５１、１５２は、図６(ｂ)の立体図から分かるように、放電素子自体で電気的に連結されないが、金属線を利用して放電電極１１１、１１２及びアース電極１１３と連結されず、一つ以上の放電制御電極１５１、１５２が電気的に連結され得る。
【００３８】
本発明の思想的特徴により、本発明の放電制御電極を備えた放電素子は、図７(ｃ)または図７(ｄ)のように表現できる。図７(ａ)は、２極型放電素子を意味し、図７(ｂ)は、３極型放電素子を示して、図７(ｃ)は、本発明の放電制御電極を備えた２極型放電素子を示し、図７(ｄ)は、本発明の放電制御電極を備えた３極型放電素子を示したものである。図７のように本発明は、従来の放電素子の構造と著しい差があって、過渡電圧が流入される場合、前記過渡電圧が流入されない時は電気的に放電助物質と絶縁状態にある放電制御電極を通じて、放電電極間または放電電極とアース電極間の放電が誘導される。
【００３９】
詳細には、本発明において放電助物質は気密シリンダー内に封入されており、放電制御電極は気密シリンダーの外部壁体に存在して、放電制御電極と気密シリンダー内部に封入された放電助物質間には絶縁物体が存在するようになる。元素周期律表の１８族に属するＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎを不活性または非活性気体というが、一つの原子が最外殻電子をぎっしり詰めて、非常に低いエネルギーを有するからである。例えば、活性気体であるＮＨ３の場合、共有結合を通じて最外殻電子を詰めるが、共有結合によるエネルギーは非活性気体のエネルギーより不安定であるため、相対的に容易に割れ、電気化学反応がよく起こる。元素周期律表の１８族を除いた大部分の活性気体は、電場内部に置かれると、そのエネルギーにより電気化学反応が起こるが、電場内部に置かれた活性ガスは、電場によるエネルギーにより容易に電気化学反応が起こることは、物理化学において常識である。また、電場は、金属を透過することが難しいが、気密シリンダーをなすセラミックのような物質は大きい抵抗無しに透過する特性があって、気密容器内部の活性ガスは、気密容器外部の放電制御電極に加えられた高電圧により容易に活性化されて、ガスが活性化されると、両電極に加えられた電圧は微弱なグロー放電を始めるが、これによりガスはさらに活性化されて、結局はアーク放電を起こしてしまう。
【００４０】
以下、図８を参照し、本発明の制御電極を備えた放電素子を制御するための制御回路を詳細に説明する。
【００４１】
本発明の制御電極を備えた放電素子は、高圧トランスフォーマー３００及び電流を制限する制限素子２００を含んで構成されて、放電制御電極を備えた放電素子の一対の放電電極の一端子Ａは、高圧トランスフォーマー３００の１次側の一端子３１１に接続されて、前記高圧トランスフォーマー３００の１次側の他の端子３１２及び前記高圧トランスフォーマー３００の２次側の一端子３２２は、前記一対の放電電極の他の端子Ｂに接続されて、前記高圧トランスフォーマー３００の２次側の他の端子３２１は、前記放電素子の放電制御電極の端子Ｃと接続されて、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと高圧トランスフォーマー３００の１次側の一端子３１１との間に備えられるか(図８ａ)、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと放電電極の他の端子Ｂとの間に備えられる(図８ｂ)特徴がある。
【００４２】
図８(ａ)のように、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと高圧トランスフォーマー３００の１次側の一端子３１１間に備えられて、ツェナーダイオード、バリスタ、ダイオード、キャパシター、ＴＶＳ(Transient Voltage Suppressor)及び圧電素子から選択された一つ以上の素子であることが好ましい。
【００４３】
図８(ｂ)のように、前記制限素子２００は、放電電極の一端子Ａと放電電極の他の端子Ｂとの間に備えられて、ＬＣ共振回路であることが好ましい。
【００４４】
本発明の制御回路の核心思想は、上記の放電制御電極Ｃを備えた放電素子１００の放電制御電極Ｃに、放電電極Ａ、Ｂに流入(印加)される電圧を基準として、放電電極Ａ、Ｂに印加される電圧を昇圧し、放電制御電極Ｃに印加して放電助物質の電離現象を誘発し、放電電極Ａ−Ｂ間に低い過渡電圧が速く(数μｓ)印加されても放電素子の放電を誘導することである。
【００４５】
図８(ａ)のようにツェナーダイオード、バリスタ、コンデンサー及びＴＶＳから選択された一つ以上の制限素子２００を直列で接続して備える場合は、単純な電圧／電流の制限機能を有するが、直列形態の共振回路を備えると、放電素子１００を含む駆動回路全体の周波数特性を大きく改善することができるが、これは、ＩＥＥＥ  Ｃ６２．４１規格の雷インパルスは１．２ｕｓ／５０ｕｓである点に着目し、これを周波数スペクトル分析を通すと、雷サージの中心周波数が約８００ＫＨｚになることに基づき、同規格のＲｉｎｇ  ｗａｖｅ周波数が１００ｋＨＺである点を勘案して、５ｕｓ／３０ｕｓ、１０ｕｓ／７００ｕｓなどの標準波形の周波数スペクトルなどを参照し、本発明の放電素子と制御回路が使用される周波数特性によって適用するが、本発明では、雷インパルスの上昇速度(１．２ｕｓ)付近で集中的な電流を通過できる特性のＬＣ共振回路(ＬＣフィルター)を構成する。
【００４６】
好ましくは、制限素子２００は、セラミック共振子などの圧電素子で備えることが好ましい。但し、この場合、セラミック共振子の共振周波数は、上記の雷インパルスの周波数範疇にある必要がある。
【００４７】
通常的な放電素子の場合、一つの電極Ａと他の電極Ｂ間に５ｕｓの上昇速度を有する１００Ｖのサージ電圧が流入されたとしたら、放電電極Ａ−Ｂ間にはあまりにも小さいパルスが瞬間的に流入されたため、放電ができない。
【００４８】
図８のように、本発明の制御回路において電流の流れは、制限素子２００を経て、高圧トランスフォーマー３００の１次コイルの一端子３１１を経由し、他の一端子３１２を経由して、放電素子の一端子Ｂに流れるようになる。
【００４９】
高圧トランスフォーマー３００の２次コイルは、１次電圧に対して少なくとも１０倍以上の昇圧比を有することが好ましく、１０倍以上１００倍以下の昇圧比を有することがさらに好ましい。しかし、上記の昇圧比は、本発明の制御回路において、大韓民国内における定格電圧及び電源供給状態によって決定された数値である。最も好ましくは、前記高圧トランスフォーマー３００は、通常的な電源の揺動には放電を誘導せず、サージの流入のように非正常的な過渡電圧の流入による揺動には放電を誘導する程度の昇圧された電圧を本発明の放電制御電極に提供しなければならないため、各国家別定格電圧、電源の供給状態及び使用環境による電源の通常的な揺動程度を考慮して決定すべきであることは自明である。
【００５０】
図９は、本発明の放電制御電極を備えた放電素子及び本発明の制御回路を利用して、印加電圧による放電素子の放電特性を測定した結果である。図９(ａ)の入力パルスは、高圧トランスフォーマーの１次側に印加された電圧を意味し、入力に加えられるパルス波形としてＩＥＥＥ  Ｃ６２．４１による標準Ｓｕｒｇｅ波形であって、１．２ｕｓ／５０ｕｓ、８ｕｓ／２０ｕｓ混合波形であり、１次側に印加された電圧が７３Ｖを超過する瞬間、図９(ｂ)から分かるように、２次側電圧は、２０００Ｖを超過して、放電制御電極を通じて印加された前記高圧(２次側電圧)による電場は、絶縁物質内部の放電ギャップ内に封入された放電助物質を十分電離させる作用をする。
【００５１】
これにより、放電ギャップ内部の放電助物質が電離現象を起こすと、電極Ａ−Ｂ間にはコロナ放電−アーク放電の手順を経て瞬間的に放電し、電極両端に印加されたサージパルスは、その瞬間図９(ｃ)のように消滅してしまう。図９(ｃ)のような放電特性は、従来技術によってはその測定が不可能な波形であって、本発明が優れていることを実験的に立証する結果である。
【００５２】
本発明の制御回路は、従来技術による３極型放電素子に適用され、アース電極端子を放電制御電極にして駆動できる。
【００５３】
但し、この際は、放電制御電極(アース電極)が内部の放電助物質に露出し、放電制御電極(アース電極)と高圧トランスフォーマーの２次コイルの接続点３２２方向には放電現象が加速されて、Ａ側と記号３２１側のイオン化が遅くなる現象により、放電特性が著しく低下する可能性がある。
【００５４】
図１０は、本発明の放電制御電極を備えた放電素子及び放電制御回路が設けられたサージ保護装置の実製作物であって、図１０のサージ保護装置を利用してサージ及び電源重畳テストを行った結果、ＡＣ  ２２０Ｖが印加された状態で４ｋＶのサージが印加された場合にもサージ保護装置がトリップ(trip)されず、最大電圧が４６４Ｖで、非常に低い値を有することが分かる。図１１は、図１０のサージ保護装置のサージテスト結果の一測定例である。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態を、図面及び例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想及び範囲内で、当分野で通常の知識を有した者により様々な変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００    放電制御電極を備えた放電素子
１１１、１１２    放電電極
１２０    セラミック絶縁体
１３０    放電助物質(gas)
１４０    放電ギャップ
１５０、１５１、１５２    放電制御電極
１１３    アース電極
２００    制限素子
３００    高圧トランスフォーマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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