そのとき、FTA(Fault Tree Analysis)的考え方から、その原因を追求しなければなりません。 I_{PEAK}=\frac{V_{IN}-V_{OUT}}{R_{DS(ON)}+R_{ESR}} 接点開閉電流=2Aまでです。……*1 継続時間が長いと、接点の消耗が激しくなります。, 電流の流れる方向が変わる交流回路では、電圧がOVになるたびにアークは消滅します。一方、直流回路では、流れる方向が一定のままなのでアークの継続時間が長くなって接点が消耗し、耐久性が低下します。, また、接点の転移現象が起こり、接点に凸凹ができることでひっかかって開離できない誤動作の原因になります。, 微小負荷を開閉する場合、接点の接触抵抗が問題とされることがあります。偶発的に高い接触抵抗値が生じても、次の動作で回復したりします。また、接点被膜の生成などにより接触抵抗値が上がることもあります。, 接触抵抗値について、その値を故障とするかどうかは、使用回路に問題が生じるかどうかで判断します。 I_{PEAK}=\frac{V_{IN}-V_{OUT}}{R_{DS(ON)}+\displaystyle\frac{R_{ESR}R_{OUT}}{R_{ESR}++R_{OUT}}} ドレイン電流が5aになるのは、2.6vの時。 ドレイン電流が20aになるのは2.8vの時。 単純にonするだけだと40aほど流れますので この2.3v~2.8vの区間を少し長めに変化させれば 20a以下に制限できそうです。 4.7kΩと3.3kΩで分圧します。これでfetのゲートには また、逆に(I1) が決まっていて、最大接点電圧(V1) を求めることもできます。次に求められた(I1) から耐久性曲線データで動作回数を求めることができます。, 例えば、下記のような場合、 突入電流が大きいと、ロードスイッチに用いられているトランジスタの定格電流を超えたり、安全動作領域(soa)を超えたりする可能性があります。また、負荷側の機器を突入電流で破壊させる可能性もあります。 基板や束線を破壊する可能性がある (3) ある一定時間経過後、FETが完全にONします。, 受付 9:00~12:00/13:00~17:00(土曜・日曜・祝日・弊社休日を除く), お見積り・ご購入は販売取扱い店、またはネット通販サイトへお問合せください, 販売取扱い店・ネット通販サイト, ノイズフィルタ選定フローチャート, (土曜・日曜・祝日・弊社休日を除く), 技術資料に関するお問い合わせ, 入力ラインに抵抗を挿入するものと、ラインフィルタのコイルの抵抗値を利用する方法があります。, 電源動作時において常時損失しているため、小電力電源向けに使用されます。, (注)電源の温度が充分下がる前に入力電圧を再投入されますと、サーミスタの抵抗値が低い状態での入力電圧印加となり、突入電流値が大きくなりますのでご注意ください。, (注)FETのゲート-ドレイン間が短絡故障した場合、不完全なON状態となり、FETの電力損失が増大し発熱し続けますので、放熱または温度ヒューズを取り付ける等の対策をお願いします。. 期供給について, マイクロコントローラーセミナー, 東芝デバイス&ストレージトップページ, MOSFET / バイポーラートランジスター, https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semiconductor/product/power-management-ics/load-switch-ics.html, MOSFETをロードスイッチとして使用する場合、発生する突入電流を低減する方法を教えてください。. (3) 励磁突入電流の補足 更に若干の補足を加える。 ① 第2図は励磁突入電流の発生メカニズムを示している。鉄心の飽和特性、残留磁束、励磁突入電流に注意が必要である。 ② ここでは省略しているが、大きな励磁突入電流がかなり長い時間流れる。 (2) FETのVth特性によって、C1へ電流が流れます。 (3) ある一定時間経過後、FETが完全にONします。 (注)FETのゲート-ドレイン間が短絡故障した場合、不完全なON状態となり、FETの電力損失が増大し発熱し続けますので、放熱または温度ヒューズを取り付ける等の対策をお願いします。 コイル部の仕様選定が適切でない場合、本来の性能が得られないだけでなく、過電圧印加などによるコイル焼損の原因となります。 突入電流防止回路とは 、電源投入時において流れるラッシュ電流(突入電流)を制限する回路 です。 突入電流リミッタ(ICL:Inrush Current Limiter) や、 突入電流制限回路 とも呼ばれています。 ‚邽‚ß‚É, ƒf[ƒ^ƒV[ƒg‚Ì“Ç‚Ý•û ` ƒ}ƒCƒRƒ“‚̃f[ƒ^ƒV[ƒg‚𐳂µ‚­—‰ð‚µ‚悤. 図にロードスイッチとしてmosfetを用いた回路図を示します。一般的に、電圧安定化のために平滑用として容量の大きなコンデンサーcoがmosfetの出力側に接続されます。mosfetがオンするとこのコンデンサーを充電する突入電流irushが流れます。 例えば、シングル接点とツイン接点とではツイン接点のほうが単純に並列冗長の期待度が高いので信頼性が高くなっています。, 耐久性(寿命)とはリレーを使い続けていくうちに、動作特性や性能が規定している値からはずれてしまうまでの開閉できる回数をいいます。 下表では、リレーに関する故障モードを取りあげ、故障原因の推定を行います。, 接点を直列に接続すると、等価的に接点間隔をひろげることになり、アークの遮断に有効です。, 耐久性は負荷条件、動作条件、使用環境の影響を受けるため、実使用時の条件で評価試験を実施してください。, 電圧の低下による不完全動作による接点のチャタリング(モータを動作させた瞬間、電圧が低下する場合がある). モータのような電動機負荷、白熱電球のようなランプ負荷は突入電流が発生します。, TV定格(UL/CSA)とは、ULおよびCSA規格の中の耐突入電流性能を評価する代表的な定格の一つで、そのリレーが突入電流を含む負荷を開閉できる程度を示しています。, 例えば、テレビ電源用リレーはTV定格を取得しているリレーである必要があります。 (2) FETのVth特性によって、C1へ電流が流れます。 ドレイン電流が5aになるのは、2.6vの時。 ドレイン電流が20aになるのは2.8vの時。 単純にonするだけだと40aほど流れますので この2.3v~2.8vの区間を少し長めに変化させれば 20a以下に制限できそうです。 4.7kΩと3.3kΩで分圧します。これでfetのゲートには 接点電圧=40Vなら 機械的耐久性(寿命)と電気的耐久性(寿命)の2種類で示されています。, 各リレーの開閉容量の最大値やグラフを確認いただき、用途に合ったリレーを選定ください。選定の目安として開閉容量の最大値および耐久性曲線を活用ください。ただし、求められた値は目安値ですので、必ず実機にてご確認ください。開閉容量の最大値および耐久性曲線グラフの見方は以下の通りです。, 例えば、接点電圧(V1) が決まっている場合の最大接点電流(I1) は特性データの交点で求めることができます。 この値は印加する電圧の大きさと負荷の種類によって異なります。リレーの接点に印加できる電圧および、その負荷に通電できる最大の電流値を規定しています。, 突入電流とは、負荷を動作させる電気回路に電源を投入した瞬間に流れ、定常よりもはるかに大きな電流をいいます。 ¯ãŒæœ‰åŠ¹ã§ã™ã€‚, (1) 電源投入時、CRの時定数によりFETのゲート-ソース電圧(Vth)が上昇します。 \end{eqnarray}, \begin{eqnarray} 電圧、電流、突入電流の定格選定ミス; 2. AC/DCコンバータには絶縁型と非絶縁型があります。 ネットや参考書等では、『絶縁型は感電を防止することができる』と書いてあるのをよく見かけますが、なぜ感電を防止することができるのでしょうか。この理由 ... この記事ではカレントミラー(Current Mirror)について基本的な内容から等価回路や原理まで詳しく説明します。 カレントミラーとは? カレントミラー(Current Mirror)とは、名前の ... RL放電回路の過渡現象を『微分方程式』を用いて解く方法を説明しています。微分方程式を解く基本的なパターンである『変数分離形の微分方程式』で解いています。, © 2020 Electrical Information Powered by AFFINGER5. また、最大接点電流2Aでの動作回数は、約34万回です。……*2, リレーを使用する装置の場合、リレーに関する色々なトラブルが発生することがあります。 \end{eqnarray}, 上式より、入力電圧VINが高いほど、オン抵抗RDS(ON)・等価直列抵抗RESR・出力電圧VOUTが小さいほど突入電流IPEAKが大きくなることが分かります。, 突入電流が大きいと、ロードスイッチに用いられているトランジスタの定格電流を超えたり、安全動作領域(SOA)を超えたりする可能性があります。また、負荷側の機器を突入電流で破壊させる可能性もあります。, 基板のパターンや束線も電流定格があります。この電流定格を超える場合、基板や束線が破壊する可能性があります。突入電流の大きさを想定して基板や束線を設計する場合、基板のパターンが太くなったり、束線が太くなったりします。また、耐久性の高いコネクタを使用しなければならなくなり、サイズとコストが増加してしまいます。すなわち、突入電流を小さくすることができれば、小型、低コストで回路を設計することができます。, 入力電圧や負荷に過電流保護などがある場合には保護がかかってしまい、停止する可能性があります。, 一般的に入力電圧源にはコンデンサが接続されています。この入力電圧源にあるコンデンサを充電する電流量よりも、突入電流の方が大きい場合、入力電圧が低下してしまいます。, 突入電流を小さくするためには、MOSFETのオン抵抗を徐々に下げることが重要です。, 以下のようにMOSFETのゲートソース間抵抗と並列にコンデンサを追加し、このコンデンサによってゆっくりとゲートソース間電圧を下げることで、オン抵抗をゆっくり下げることが可能になります。その結果、突入電流を防止することができます。, MOSFETのゲートソース間抵抗と並列に接続しているコンデンサについては以下の記事に詳しく説明していますので参考にしてください。, 当サイトでは電気に関する様々な情報を記載しています。当サイトの全記事一覧には以下のボタンから移動することができます。, 絶縁型コンバータではフォトカプラと電流制限抵抗とツェナーダイオードを用いた過電圧保護回路が一般的です。この記事ではこの過電圧保護回路の設計方法について説明します。, PFC回路のバイパスダイオードはインダクタと出力ダイオードの両端に接続されているダイオードです。入力電圧の印加時に生じる突入電流が流れる経路を確保するために接続されています。. このため、リレーの接触抵抗の故障の基準は初期値のみ規定し、最小適用負荷はひとつの目安としてP水準(参考値)などで故障率(*)を表現しています。, 個別に規定する試験の種類および負荷でリレーを連続開閉した時の単位時間(動作回数)内に故障をおこす割合です。, この値は、開閉ひん度、雰囲気、期待する信頼性水準によって変化することがあります。実使用上は、実使用条件にて実機確認を必ず実施してください。, 本カタログでは、この故障率をP水準(参考値)として記載しています。これは、信頼水準60%(λ 60 )での故障水準レベルを表しています。(JIS C5003), 微小負荷レベルで使用する場合は、負荷の種類、接点材質、接触方式を考慮の上、適切な機種を選定ください。, 微小負荷レベルでのご使用の場合、接点材質、接触方式により信頼性が異なってきます。 接続負荷へのサージ吸収対策などの配慮はなされているか: モータ負荷、ソレノイド負荷、ランプ負荷などの突入電流 開閉試験(耐久テスト)は、負荷としてタングステンランプを使用し、トータル25,000回の開閉に耐えることを要求しています。, アークとは、リレーが電気回路をオフするとき、接点間に発生する火花のことをいいます。電圧/電流が大きいほど発生しやすく、接点を切り替える速さが遅いほど継続時間が長くなります。 この記事ではロードスイッチに流れる突入電流の計算や問題点などを図を用いて詳しく説明しています。, ロードスイッチとは、負荷(モータ等)に電力を供給するラインに対して、ON/OFFを行うスイッチのことです。, スイッチがONの時に負荷に電力を供給し、スイッチがOFFの時に負荷への電力供給を遮断します。, ロードスイッチの基本的な内容(回路構成や動作)については以下の記事で説明していますので、参考にしてください。, 出力電圧VOUTがゼロに近い時(すなわち、負荷の容量COUTに蓄えられている電荷がほぼゼロの時)に、ロードスイッチQ1をオンすると、負荷の容量を充電するために突入電流が流れます。, この突入電流のピーク値IPEAKの大きさは入力電圧VIN、MOSFETのオン抵抗RDS(ON)、負荷の出力容量にある等価直列抵抗RESR、出力電圧VOUTによって決まります。, また、等価直列抵抗RESRは負荷抵抗ROUTよりかなり小さく、負荷抵抗ROUTを無視すると、突入電流のピーク値IPEAKは次式で表されます。, \begin{eqnarray}

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