サージサプレッサ

サージサプレッサーは、一般的にサージプロテクションデバイス(SPD)や過渡電圧サージサプレッサー(TVSS)とも呼ばれます。これらは、電源の高電圧過渡現象(スパイク)が電子回路を損傷させるのを防ぐために使用されます。送電線には、顧客が非常にリアクティブな負荷スイッチングや故障状態に起因するため、数百ボルトのスパイクが発生することがよくあります。雷は(直撃でなくても)非常に高電圧のグリッチを引き起こすことがあり、それを止める必要があります。スパイクは通常、持続時間が非常に短い(<1mS)を使い、その結果、電力を低減させ、不要なエネルギーを迅速に検出・分散することで安全な散逸が可能となります。

エネルギーシャントは、クランプ電圧を超えるまでは高インピーダンス状態を保つ、さまざまな非線形デバイスによって実現されます。この状態が起こると、SPDは急速に低インピーダンス状態に切り替わり、保護されたラインからエネルギーを逸らします。これらの特性は必須の安全基準によって規制されています。サージプロテクターが単一のイベントで故障せずに吸収できるエネルギーの量をジュール定格と呼びます。ジュールの評価は必ずしもSPDの平均寿命を反映しているわけではありません。シャントインピーダンスが低いデバイスは、電流経路内の他のソースインピーダンスの散電を促すことがあります。良い設計慣行としては、サージ自体を散逸させるのではなく、この現象を促すことが望ましいです。

サージ抑制にはいくつかの異なるタイプの非線形デバイスが用いられます。金属酸化物バリスタ(MOV)は、電圧依存抵抗器(VDR)の一種です。MOVは、デバイスに指定されたクランプ電圧よりも高い電圧がかかると低インピーダンスとして動作します。これらはヒューズと組み合わされ、過度に長いシャント電流による危険な故障モードから保護されます。この場合、ヒューズは必ず切れるように選択する必要があります。

過渡電圧抑制(TVS)ダイオードは、一般にTransil^TM crowbar protectionダイオードとも呼ばれ、ゼナーダイオードの一種です。これらのダイオードは反応速度が最も速く、通常はピコ秒単位で測定されます。大量のエネルギー消費には最も堅牢な選択肢ではありません。これらは通常、静電気放電(ESD)や熱挿入による過渡状態から保護するために低電圧回路で使用されます。クランプダイオードの重要な特性には、破壊電圧(電流雪崩が発生する電圧)とクランプ電圧(ダイオードが超過を防ぐ電圧)があります。

過渡保護ダイオードは、ESDから保護しホットプラグを可能にするために多くのインターフェースで必要です。その一例がUSBインターフェースです。このような装置はデータラインの不一致を避けなければなりません。なぜなら、それはデータレートや到達可能な距離に影響を与えるためです。