PhotoMOSリレーにおけるディレーティング設計の考え方

本記事は、当社第4回ウェビナー「PhotoMOSリレー使用上の注意」の内容の一部を抜粋・再編集したものです。


はじめに
PhotoMOSリレーは、メカニカルリレーとは異なり半導体で構成されています。
そのため、瞬間的であっても負荷電圧・負荷電流が定格を超えた場合、素子が破損する可能性があります。

安心してPhotoMOSリレーをご使用いただくため、当社ではディレーティング設計を推奨しております。
本記事では、このディレーティング設計について解説いたします。



ディレーティング設計とは？
ディレーティング設計とは、実際の使用条件（負荷電圧・負荷電流）に対して十分な余裕を持った定格の製品を選定する設計手法です。

選定例

◯ アラーム出力負荷（DC24V 0.2A）
　→ 定格60V 0.5AのPhotoMOSリレーを選定

✗ 電動工具（DC60V 0.5A）
　→ 定格60V 0.5AのPhotoMOSリレーを選定

◯の場合、仮に何らかのトラブルにより定格電圧（24V）の約2倍の電圧が瞬間的に印加されたとしても、
PhotoMOSリレーの定格（60V）以下であれば破損のリスクは低減されます。

一方、✗の場合は使用条件が定格と同一であるため、わずかな過電圧・過電流でも破損に至る可能性があります。

このため、当社では十分なディレーティングを考慮した選定を推奨しております。



よくある質問3選

Q1：交流負荷と直流負荷でのディレーティングの考え方は同様？
A1：異なります。

交流負荷の場合は実効値ではなく、*ピーク値（実効値×√2）*で検討する必要があります。

■実効値：交流の電圧や電流が実際に仕事をする大きさ
■ピーク値：交流負荷での瞬間的な最大電圧・電流





Q2:負荷電圧は使用電圧に対し、具体的にどの程度余裕をみる必要あり？
A2:基本的には、絶対最大定格の80％以下での使用を推奨しております。

また、ノイズやサージの発生が想定される場合は、
絶対最大定格の50％程度で設計するケースもあります。

参考として、PhotoMOSリレーの負荷電圧と使用電圧の一例を下記に記載しております。




Q3：負荷電流で、注意する点は？
A3：周囲温度に注意が必要です。

PhotoMOSリレーは周囲温度が高くなると、流せる負荷電流の値が小さくなる、
負荷電流-周囲温度特性があります。
本特性は、PhotoMOSリレーの種類によって変化しますので、
該当するPhotoMOSリレーのデータシートをご確認下さい。

下記はAQY212S (定格60V 0.5A) の負荷電流-周囲温度特性です。

本記事ではディレーティング設計の基本的な考え方をご紹介しました。

実際の製品選定にあたっては、ノイズ、サージ、突入電流などの使用環境も考慮し、
必ず実機評価を実施した上でご判断ください。