に電気および電子回路いくつかの基本的なコンポーネントやデバイスなどを頻繁に使用します。これらのコンポーネントおよびデバイスには、スイッチングコンポーネント、保護デバイス、検出要素などが含まれます。トランジスタ、ダイオード、サイリスタなどのスイッチングおよび保護デバイスについて考えてみましょう。ここで、この記事では、リレーと呼ばれる特殊なタイプのスイッチングおよび保護デバイスについて詳しく説明します。主に、リレーとは何か、リレーはどのように機能するかを知る必要があります。

リレーとは何ですか？

リレー

リレーは、電気的に操作できるさまざまなタイプのスイッチと呼ぶことができます。一般に、リレーは電磁石を使用してスイッチとして機械的に操作され、これらのタイプのリレーはソリッドステートリレーと呼ばれます。がある各種リレーおよびは、動作電圧、動作技術など、さまざまな基準に基づいて分類されます。リレーには、ラッチングリレー、水銀リレー、リードリレー、ブッフホルツリレー、真空リレー、ソリッドステートリレーなど、さまざまなタイプがあります。リレーの種類について詳しく説明する前に、リレーのしくみについて説明しましょう。

リレー動作

リレーの動作について説明するには、いずれかのタイプのリレーを検討する必要があります。この記事では、リレーの動作について簡単に理解できるように、ソリッドステートリレーを検討します。ソリッドステートリレーは、スイッチング動作を実行するためにソリッドステート半導体デバイスを利用するリレーとして定義できます。比較すると電磁リレーソリッドステートリレーの場合、ソリッドステートリレーが高い電力利得を提供することがわかります。これらのソリッドステートリレーは、トランス結合、光結合、リードリレー結合のソリッドステートリレーなど、さまざまなタイプに分類されます。

ソリッドステートリレーの動作は電気機械式リレーと似ていますが、ソリッドステートリレーには可動部品が含まれていません。したがって、可動接点を備えたリレーと比較して、長期的な信頼性が向上します。パワーMOSFETトランジスタは、ソリッドステートのスイッチングデバイスとして使用されますリレー動作。低電力入力回路と高電力出力回路の間の電気的絶縁は、オプトカップリングを使用して提供できます。

次の図に示すようなソリッドステートリレーの実際の例を考えてみましょう。出力スイッチが開いているか、MOSFETがオフの場合、抵抗は無限大であると言われます。同様に、出力スイッチが閉じているか、MOSFETが導通している場合、抵抗は非常に低いと言われます。これらのソリッドステートリレーを使用して、AC電流とDC電流の両方を切り替えることができます。

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ソリッドステートリレー

上記の回路は、スイッチをオンにするLED付きの太陽光発電ユニットで構成されています MOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ） LEDを介して20mAで。太陽光発電は25個のシリコンダイオードで構成されており、0.6Vの出力を生成するため、MOSFETをオンにするのに十分な大きさの合計15Vになります。

実用的なソリッドステートリレーの動作

リレーの詳細な動作について理解するために、ZVSを使用した実用的な3相ソリッドステートリレーについて考えてみましょう。パワートライアックと3つの単相ユニットスナバネットワーク各相を個別に制御するために、ゼロ電圧スイッチングに使用されます。

Edgefxkits.comによるZVSを備えた三相ソリッドステートリレー

このプロジェクトはで構成されています 8051マイクロコントローラーこれは、オプトアイソレータを介して各相にスイッチング信号を送信します。光アイソレータは、負荷と直列に接続されたトライアックのセットを介して負荷を駆動します。ゼロ電圧パルスごとに、マイクロコントローラは、電源波形のゼロ交差ごとに負荷をオンにするような出力パルスを生成します。

Edgefxkits.comによるZVSプロジェクトのブロック図を備えた三相ソリッドステートリレー

上の図は、ZVSを備えた実用的な三相ソリッドステートリレーのブロック図を示しています。電源ブロック、マイクロコントローラブロック、トライアックセット、および負荷。オプトアイソレータ（トライアックドライバとして機能）のゼロ交差機能は、低ノイズの生成を保証することにより、誘導性および抵抗性負荷への突入電流を回避します。マイクロコントローラからの出力パルスを生成するために、2つの押しボタンが使用されます。

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ゼロ電圧ポイントでの負荷スイッチングを確認するために、CROまたはDSOに接続することにより、負荷に印加される電圧の波形を確認できます。リレー動作は、2つの連続したサイリスタを使用することにより、業界で重い負荷を切り替えるために拡張できます。過負荷保護と短絡保護を組み込むことにより、高い信頼性を実現できます。