【2021年版】半導体リレーメーカー3社・9製品一覧

半導体リレーのメーカー3社・9製品を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

半導体リレーとは？
半導体リレーのメーカー3社一覧

半導体リレーとは

半導体リレーとは、ある入力信号を出力回路へ伝達するリレーのうち、半導体を用いた無接点型であるものを指します。一般に、高応答性と高寿命性が確立されるため、高精度なフィードバック制御が必要な場面に適しています。

半導体リレーの使用用途

用途としては、その高応答性と高寿命を最大限享受できる温調管理システムの回路などのオンオフが高頻度で必要な場面に活用されます。

また、一般の磁力を用いた接点型のリレーとは異なり、摺動点が存在しないという特長から、ノイズに弱い製品にも組み込まれることが多いです。

一方で、信号の伝達には半導体やダイオードを介した発光現象を用いているため、少なからず温度上昇の影響があり、熱に弱くシビアな製品には向いていないです。

半導体リレーの原理

無接点型といわれるように、入力側の回路と出力側の回路は物理的に隔離されており、信号の伝達はフォトカプラを介して行われます。

入力側の回路にて入力信号が発生すると、発光ダイオードが発光します。その光を受光するトランジスタが出力側の回路にあり、光を検知すると出力回路が動作します。

信号伝達に光を使用していることから、光速レベルの高応答性があります。また、直接回路を接点するわけではないので、接点部分が摩耗することもなく、一般的に接点型のリレーに比べて寿命は長くなります。

また、入力側の回路と出力側の回路の間はフォトカプラによって完全に絶縁されているため、その構造上ノイズが非常に乗りにくいようになっています。

半導体リレーの選び方

まずは、リレーが必要な回路においてその応答性がどのくらい必要かと、信号伝達の頻度を考えましょう。もし、そこまで高い応答性が必要なく、低頻度の信号伝達で済む場合は、一般的な接点型のリレーの方が小型で安価であることが多いです。

半導体リレーが必要な場合は、その入力信号の最大電流値を確認しましょう。半導体リレーは半導体を用いた接点機構のため、過剰な電流が流れると半導体そのものが損傷し、それ以降使うことができなくなります。

半導体リレーとメカニカルリレーの比較

導体リレーとメカニカルリレーの違いは、無接点型であるか有接点型であるかの違いです。半導体リレーはソリッドステートリレーとも呼ばれ、無接点リレーです。メカニカルリレーは有接点リレーです。

無接点の半導体リレーは、電子回路の中で機械的な閉開がなく信号の伝達のみでON/OFFの切り替えを行っています。有接点のメカニカルリレーは、回路の中に可動式の部品が組み込まれており、コイルを用いて電磁力を発生させることにより接点が接触してON/OFFの切り替えを行っています。

半導体リレーとメカニカルリレーにはそれぞれの特徴があるため、ニーズに合わせて使い分けます。

半導体リレーの特徴
・小型で軽量
・長寿命
・静音
・動作が高速
・振動に強い
・漏れ電流がある
・熱に弱い
・ON抵抗あり
メカニカルリレーの特徴
・高絶縁性・高耐圧性
・漏れ電流がない
・ON抵抗がほぼない
・動作音あり
・接点の摩耗・可動端子の故障
・外部磁界の影響あり
・チャタリングあり

半導体リレーは小型かつ高速で開閉ができ、メカニカルリレーのような接点の摩耗・故障がないことが強みです。メカニカルリレーはON抵抗がほとんどなく、高耐圧のため高電圧・高電力の回路でも使用しやすいことが強みです。

車載用の半導体リレー

自動車は、ランプやワイパー、オーディオ、モーター、ウィンカーなどの操作を制御するパーツとして多くのリレーを搭載しています。そして、その車載用リレーには一般的にメカニカルリレーが使用されています。しかし、メカニカルリレーは寿命による制限や車載スペースを取るといった欠点がありました。近年、特に自動車への利便性のニーズや先進技術搭載による多機能化により車載機器は増加傾向にあり、リレーの小型化が求められています。

こうしたメカニカルリレーの欠点を打破するリレーとして半導体リレーが車載用に開発され、徐々に置き換わっています。半導体リレーを用いることで小型・軽量化を可能にし、車載スペースを確保できるだけでなく燃費の向上にも貢献しています。また、ネックであった耐圧性も低オン抵抗を実現したことで、大電流にも対応できるようになりました。

参考文献
https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/memory/memory_what2
https://www.omron.co.jp/ecb/product-info/basic-knowledge-series/basic-knowledge-of-relays/part1/basics
https://ac-blog.panasonic.co.jp
https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2018/06/73_06pdf/a06.pdf
https://www.e-t-a.co.jp