電圧検出器 – metoree本番管理

電圧検出器とは

電圧検出器とは、供給された電圧を検出するために使用される機器です。

電気回路や電子機器において使用されるデバイスの1種です。主に電圧信号の変動や特定のしきい値超過を監視するために使用されます。これにより、電子機器の適切な動作や保護を行うことが多いです。

電圧検出器は、さまざまな使用用途で利用されます。以下は電圧検出器の代表的な使用用途の一例です。

電圧検出器は、電源回路において使用されます。電圧の変動や異常を検出し、電源の切り替えや保護回路のトリガーを制御します。電圧が低下した場合に補助電源を切り替えるなど、安定した電力供給を確保するために使用されることが多いです。

また、バッテリーの充電状態や電圧レベルの監視に使用されます。バッテリーの過充電や過放電を防ぐために、電圧検出器を使用することで適切な充電制御や警告機能が可能です。また、バッテリー残量の表示や交換時期の判断にも利用されます。

回路や機器を過電圧から保護するために使用されます。定められたしきい値を超える電圧を検出されると、保護回路が作動して回路を遮断するなどの対策を講じます。これにより、電子機器や回路の故障を防止することが可能です。

電圧検出器は車載用途でも広く使用されます。自動車は電子制御システムが重要な要素となっており、安全性や快適性を確保するために正確な電圧監視が必要です。

車両のバッテリーは、エンジン始動や電子機器の動作に必要です。電圧検出器はバッテリーの充電状態や異常な電圧レベルを監視し、適切な充電制御やバッテリー交換の判断に役立ちます。電気自動車においてはモーター駆動用バッテリーの残量を確認するために使用されることも多いです。

また、車両の各種電子制御ユニットは、エンジンやブレーキ、エアバッグなどを制御しています。電圧検出器はこれらの制御ユニットの電源電圧を監視し、適切な動作や異常の検出に貢献します。

電圧検出器は、入力された電圧とあらかじめ設定された閾値を比較するデバイスです。入力電圧が閾値を上回るか下回るかによって、検出器の出力が変化します。

具体的な方法やデバイスは異なる場合がありますが、この原理に基づいて電圧検出が行われます。入力電圧が閾値を超えると検出が行われ、それに応じた制御などが実行されます。

電圧検出器にはさまざまな種類があります。以下は代表的な電圧検出器の種類一例です。

コンパレータは入力電圧と参照電圧を比較し、その関係に基づいて出力を変化させるデバイスです。入力電圧が参照電圧を上回るか下回るかに応じて、出力を切り替えます。オペアンプを使用して実現されることが一般的です。

コンパレータは入力電圧が特定のしきい値を超えるか下回るかのみを検出するだけでなく、異常検出やヒステリシスなどの機能を備える場合もあります。これにより、さまざまな応用用途に対応することが可能です。

ザイナーダイオードは逆方向の電圧が特定のレベルを超えると導通する特性を持ったダイオードです。電圧検出器では、ザイナーダイオードを使用して特定の電圧レベルを超えた場合に電流が流れるように設計されます。

ザイナーダイオードは、非常にシンプルな構造です。また、逆方向の電圧が特定のレベルを超えると導通し始めるため、追加の電子回路や部品が不要です。リーク電流も非常に低く、消費電力を最小限に抑えることができます。

内部のコイルに電圧が印可させ、その電圧レベルに応じて信号を発信する装置です。計器用変圧器を使用することで、高電圧への適用が可能となります。また、コイルとスイッチ部分が電気的に絶縁されており、入力電圧と出力部分を絶縁して切り離すことができます。

ただし、継電器は電磁機械的なデバイスであるため、応答速度や寿命などの制約があります。

参考文献
https://www.zuken.co.jp/club_Z/zz/tech-column/20190226_r010.html
https://www.rohm.co.jp/products/power-management/voltage-detectors/standard/bd48e35g-product