【PhotoMOS®通信】保護機能付きPhotoMOSリレーについて

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パナソニックインダストリーで、信号制御用リレーのマーケティングを担当している片上です。
【PhotoMOS®通信】は、PhotoMOSリレーやシグナルリレーなどの信号制御用リレーの選定や、それらのリレーを活用した製品設計にお役立ちいただける情報をご紹介していきます。

※「PhotoMOS」「フォトモス」「PhotoMOSリレー」「フォトモスリレー」はパナソニックホールディングス (株) の商標です。

1. 保護機能付きPhotoMOSリレーとは

今回の記事では、PhotoMOSリレー GUタイプの一部製品にラインアップされている、保護機能付きPhotoMOSリレーについてご紹介します。
保護機能付きPhotoMOSリレーには、主に以下の3種類があります。

・カレントリミット機能付き
・短絡保護機能付きラッチタイプ
・短絡保護機能付きノンラッチタイプ

PhotoMOSリレーは、メカニカルリレーと異なり、出力側にMOSFETを使用しています。そのため、過電流や短絡などによって定格を超える条件が発生すると、出力素子に大きな負荷がかかる場合があります。保護機能付きPhotoMOSリレーは、このような異常電流に対して保護動作を行い、PhotoMOSリレーや周辺回路の故障リスク低減をサポートします。

ただし、保護機能の動作内容は種類によって異なります。次に、それぞれの特長と使用時の注意点をご紹介します。

2. カレントリミット機能付きタイプ

カレントリミット機能付きタイプは、ノイズやサージ電流などによる瞬間的な過電流に対して、出力電流を制限する機能を備えたPhotoMOSリレーです。

負荷電流が出力制限電流に達すると、内蔵されたカレントリミット回路が働き、出力側に流れる電流を一定値に保ちます。これにより、PhotoMOSリレー以降の回路部品を過電流から保護する役割を果たします。

一方で、カレントリミット機能が長時間動作し続けると、出力側の損失が大きくなり、PhotoMOSリレー自体が故障する恐れがあります。そのため、カレントリミット機能は、継続的な短絡状態への対策ではなく、ノイズなどによる瞬間的な過電流への保護機能としてご検討ください。

3. 短絡保護機能付きタイプ

短絡保護機能付きタイプは、過電流による回路やデバイスの破損リスクを低減するための保護機能を備えたPhotoMOSリレーです。短絡保護機能には、「ラッチタイプ」と「ノンラッチタイプ」の2種類があります。

ラッチタイプは、過電流を検出すると負荷電流を遮断し、PhotoMOSリレーをOFF状態に保持します。入力電流がONの状態であっても出力側はOFF状態を保持するため、異常状態が継続している場合の発熱リスクを抑えることができます。リレー機能を復帰させる場合は、負荷側の異常を解消したうえで、入力電流を一度OFFにしてリセットし、再度ONにする必要があります。

ノンラッチタイプは、過電流を検出すると負荷電流を遮断しますが、その後も負荷電流の状態を監視し、負荷電流が正常値に戻ると自動的に通常動作へ復帰します。異常状態が続いている間は、一定の間隔で負荷電流が正常値に戻っているかを確認する間歇動作を行います。

ラッチタイプは、異常検出後に出力をOFF状態で保持したい場合に適しています。一方、ノンラッチタイプは、負荷側が正常に戻った際に自動復帰させたい場合に適しています。用途や回路構成に応じて、適切なタイプを選定することが重要です。

4. まとめ

今回は、PhotoMOSリレー GUタイプにラインアップされている保護機能付きPhotoMOSリレーについてご紹介しました。

カレントリミット機能付きタイプは、ノイズやサージ電流などによる瞬間的な過電流に対して、出力電流を一定値に制限する機能を備えています。ただし、長時間の保護動作を前提とした使い方ではなく、瞬間的な過電流への対策として使用することが重要です。

短絡保護機能付きタイプには、出力を遮断してOFF状態を保持するラッチタイプと、負荷が正常に戻ると自己復帰するノンラッチタイプがあります。ラッチタイプは安全側に停止状態を保持したい場合、ノンラッチタイプは負荷側が正常に戻った後に自動で通常動作へ戻したい場合に適しています。

保護機能付きPhotoMOSリレーを選定する際は、想定される異常電流が「瞬間的な過電流」なのか、「短絡などの継続的な異常」なのかを確認したうえで、用途に合った保護方式を選ぶことが大切です。また、突入電流やノイズも過電流として検知され、保護機能が動作する場合があるため、負荷電流は突入電流やノイズを含めて最大負荷電流以下となるように設計してください。

各保護機能の詳細については、以下の記事でも詳しく解説しています。
・カレントリミット機能について：こちら
・短絡保護機能について：こちら

今回ご紹介した内容はいかがだったでしょうか？
みなさまの製品設計や部品選定のお役に立てれば幸いです。
本記事や【PhotoMOS®通信】へのご質問・ご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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