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高信頼性/高速スイッチング/低EMIを実現するファクトリオートメーションでのソリッドステートリレーの使用(DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
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MAIL MAGAGINE No. 1976 2025. 2. 18 |
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高信頼性/高速スイッチング/低EMIを実現するファクトリオートメーションでのソリッドステートリレーの使用 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介) |
| 「アプリケーションラボ」は、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。 今回は、産業用途に使用する信頼性が高く高速スイッチングが可能なLittelfuse社のソリッドステートリレーについて解説した記事をご紹介します。 ■高信頼性/高速スイッチング/低EMIを実現するファクトリオートメーションでのソリッドステートリレーの使用 ファクトリオートメーション(FA)では、電気回路のオン/オフや信号の切り替えを行うリレーが重要な役割を果たします。リレーは、出力負荷と直列に接続する単極単投(SPST)デバイスです。有接点リレーと無接点リレーがあり、それぞれメリットとデメリットがあります。 有接点リレーはメカニカルリレーとも言い、電気機械式のリレーです。コイルによる電磁石に通電することで機械的にスイッチを開閉させます。入力と出力が絶縁されているので、高耐圧でサージ電圧に対しても耐性があります。デメリットは、接点が摩耗するため寿命に制限のあることや開閉時にノイズやチャタリングが発生することです。 無接点リレーにはMOSFET(PhotoMOS)リレーやソリッドステートリレー(SSR)などがあり、いずれも半導体の特性を利用しています。機械的な接点がないので長寿命でノイズやチャタリングが発生せず、小型で低消費電力という特長があります。デメリットは、定格を超えたりサージ電圧があると破損しやすいことやオン抵抗があるため発熱することです。  SSRの機能ブロック図（上はDC入力タイプ、下はAC入力タイプ） FA用のSSRには、DC入力タイプとAC入力タイプがあります。AC入力タイプはブリッジ整流回路を利用してDCに変換しますが、いずれのタイプも作動信号はフォトカプラによる絶縁が一般的に採用されています。上図に示したSSRではスイッチング素子としてサイリスタ(SCR)を使用しています。 SSRのスイッチングはトリガ回路によって制御しますが、ゼロクロススイッチングのタイプと瞬時スイッチングのタイプがあります。ゼロクロススイッチングは、電圧がゼロボルト付近でスイッチングを行うように調整する方式で、ノイズが少なくなり、突入電流を抑えることができます。 瞬時スイッチングは、高速に切り替えを行うためにランダムにスイッチングを行います。高い周波数でスイッチングする必要がある場合などに使用されます。 【アプリケーションラボ】では、FA分野で使用されるリレーに求められる要件や性能について解説した後、Littelfuse社の高耐久性SSRを紹介しています。 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
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| ▼ ペルチェ素子正負可変定電流駆動回路 【LP71：駆動回路編】 ペルチェ素子の駆動回路を設計しました。駆動にはあたってはPWM制御ではなく正負方向での可変電流回路を用いています。正負方向の切り替えは、専用ICを2個使用してリレー制御します。信号制御にはMCUを採用しました。 資料のダウンロードはこちらから。 その他の技術情報一覧はこちらをご覧ください。回路設計に関するご相談・お見積りは無料です。こちらからお気軽にお問合せください。 |
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