バール（回路）

クローバ回路は、交流電源装置の過電圧またはサージ状態によって電源に接続された回路が損傷するのを防ぐために使用される電気回路です。この回路は、電圧出力（V _{o ）を}短絡または低抵抗経路にすることで動作します。クローバ回路は、サイリスタ、トライアック、トリシル、またはサイラトロンを短絡デバイスとして使用して実装されることがよくあります。クローバ回路が作動すると、電源装置の電流制限回路によって動作しますが、それが故障した場合は、ラインヒューズが溶断するか、回路ブレーカーがトリップします。

この名前は、露出した電源端子にバールを投げて出力を短絡させるのと同じ効果があることに由来しています。

例

以下のクローバー回路例では、LM431可変ツェナーレギュレータがトライアックのゲートを制御します。R ₁と R ₂の抵抗分圧器は、 LM431の基準電圧を供給します。この分圧器は、通常の動作状態において、R _{2 の両端の電圧がLM431のV}_REFよりわずかに低くなるように設定されています。この電圧はLM431の最小基準電圧を下回っているため、LM431はオフ状態を維持し、LM431を流れる電流はごくわずかです。カソード抵抗の大きさを適切に設定すれば、R 2 の両端の電圧降下はごくわずかになり、トライアックのゲート端子はMT1と実質的に同電位になり、トライアックはオフ状態を維持します。電源電圧が上昇すると、R _{2 の両端の電圧がV}_{REF を}超え、LM431のカソードが電流を流し始めます。ゲート端子の電圧は引き下げられ、トライアックのゲートトリガ電圧を超えてラッチオン状態になり、V+ - V _oラインからGNDに過剰な電流が流れ込みます。

概要

クローバー回路はクランプとは異なり、トリガーされると電圧をトリガーレベル（通常は接地電圧付近）以下に引き下げます。クランプは、電圧が設定レベルを超えるのを防ぎます。そのため、過電圧状態が解除されてもクローバーは自動的に通常動作に戻りません。クローバーを中立状態に戻すには、電源を完全に遮断する必要があります。

アクティブ・クローバーは、過渡現象が収束すると短絡を解除し、機器を通常動作に復帰させることができるクローバーです。アクティブ・クローバーは、サイリスタの代わりにトランジスタ、ゲートターンオフ（GTO）サイリスタ、または強制整流サイリスタを用いて回路を短絡させます。アクティブ・クローバーは、二重給電式発電機のローター回路内の周波数変換器を、電力網の電圧低下によって引き起こされる高電圧・高電流過渡現象から保護するために一般的に使用されます。これにより、発電機は故障を回避し、電圧低下時でも迅速に動作を継続することができます。

クランプと比較したバールの利点は、バールの保持電圧が低いため、過熱を引き起こす可能性のある電力消費を伴わずに、より大きな故障電流を流せることです。また、バールはクランプよりも機器を停止させる可能性が高く（ヒューズを飛ばしたりブレーカーをトリップさせたりすることで）、故障した機器に注意を喚起できます。

この用語は、電源の出力を短絡させる行為、またはCMOS回路の誤動作 (対応する NMOS のみがオンになるはずなのに、ペアの PMOS 側がほぼオンの状態で留まる、または PMOS がオンになるはずなのに NMOS 側がオンの状態のままになる) を説明する動詞としても使用され、その結果、電源レール間に短絡に近い電流が発生します。

アプリケーション

高電圧バールは、HV 管 (クライストロンおよびIOT ) の保護に使用されます。

多くのベンチトップ電源装置には、接続された機器を保護するためのクローバー回路が備わっています。

電子レンジでは、ドアラッチアセンブリ内にクローバー回路として機能するマイクロスイッチが使用されていることがよくあります。このモニタースイッチは、ドアが開いている状態でマグネトロンへの主電源を短絡させることで、マグネトロンへの通電を完全に防止します。モニタースイッチが閉じた状態で電源を入れると、メインヒューズが切れ、マイクロスイッチが破損します。 ^{[ 1 ]}

参照

参考文献

^ 「電子レンジのモニタースイッチはどのように機能するのか？」 2021年5月18日。

さらに読む

Paul Horowitz と Winfield Hill、「The Art of Electronics」、第 3 版、598、690-691 ページ、Cambridge University Press、2015 年。
ポール・ホロウィッツ、ウィンフィールド・ヒル『エレクトロニクスの芸術 X章』初版、353、393、395、412、413ページ、ケンブリッジ大学出版局、2020年。
Paul Scherz、Simon Monk著、『Practical Electronics for Inventors』第4版、710ページ、Cambridge University Press、2016年。
Paul Horowitz と Winfield Hill、「The Art of Electronics」第 2 版、318-319 ページ、Cambridge University Press、1989 年。

外部リンク

[1] 「電子レンジのモニタースイッチはどのように機能するのか？」 2021年5月18日。

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