信号リレーのご紹介

リレーは、遠距離から回路を安全にリモート制御できる最も古く、最も有用で、最も普及している電子機器のひとつです。1835年以来、リレーは数え切れないほど採用され続けています。最初のコンピュータの一部は、ブール論理（オンまたはオフ）機能を実行するために多数のリレーを配線して構築されています。信号リレーは、「リレー」という幅広いカテゴリに分類されますが、ユニークかつ特定の用途があります。特に信号リレーは、通信業界の重要なニッチを埋めます。

信号リレーとは？

信号リレーには、コンタクト付近のコイル内を流れる制御電流によって生成される磁力の結果として、オープン位置とクローズ位置の間を移動する内部可動部品、つまりコンタクトがあります。この磁場は、電機子を動かし、コンタクトの閉鎖と電気の流れを引き起こします。これは、比較的小さな信号でより大きな信号を制御する方法です。

信号リレーは、パワーリレーと形状と機能が類似しています。これらは基本的に電気的に作動する電気機械式のスイッチで、回路内の電流を制御します。違いとなるのは、信号リレーは低電圧および低電流定格で動作し、低電力信号を切り替えることです。信号リレーの電流定格は、通常、5Vdc～30Vdcの電圧定格で2アンペア未満で動作します。そのため、「低信号リレー」とも呼ばれます。

信号リレーと通常のリレーとの違いは？

信号リレーは、他の電気機械式リレーと機能が似ていますが、低電圧および電流アプリケーションに最適です。これらのコンタクトは、低消費電力用に特別設計されています。より高い電流および電圧レベルで動作するように設計されたパワーリレーは、低コストであることから、様々なアプリケーション用に選択されることがあります。しかし、パワーリレーは、オーディオ回路やビデオ回路などの低電力の信号を破壊することがあり、コスト面で不利になる場合もあります。パワーリレーの詳細に関しては、ブログ投稿、パワーリレーの概要を参照してください。

信号リレーは処理する電力が小さいため、比較的小さなパッケージで提供され、スルーホールまたはサーフェイスマウントのいずれかのボードマウントに最適です。小型サイズは、スイッチ速度の高速化も提供します。

信号リレーは通常、ソリッドステートリレーよりも安価で、電圧や電流の過渡電流の影響を受けず、EMI/RFIの影響を受けません。信号リレーを適切な回路とマッチングさせることは、ソリッドステートリレーを使用するよりも発熱が少ないということもあります。その結果、信号リレーの使用には、基本的には回路内の温度管理ソリューションは必要としません。

信号リレーの利点

信号リレーと電気機械式リレーは、設計と動作が類似しており、プロジェクトで信号リレーを使用することで、その他の電気機械式リレーと同じ多くの利点を得ることができます。これには、以下が含まれます。

• シンプルな設計
• 電気絶縁
• 堅牢な動作
• 距離がある場合の高コストな配線を削減
• 複数のパッケージ/機能オプション
• EMI/RFIに対する非感受性

回路の電力ニーズに正しく合った信号リレーを使用することで、さらに以下の利点も得ることができます。

• シンプルな操作
• 小型
• 低コスト
• 機械的衝撃に対する耐性
• 内部コイルとコンタクト間の絶縁性が高い

信号リレーの仕様

設計において、機能する特定の信号リレーモデルを決定する際には、考慮すべき多くの要素があります。以下は、これに関連する用語と定義の一部のリストです。

• 電圧定格： リレーによって切り替え可能な最大電圧。通常はVdcまたはVacで表されます。
• 電流定格： 切り替え可能な最大電流をアンペアで表します。
• 接触抵抗： リレーが負荷回路に追加する、オームで表記される抵抗。
• コイル電圧： リレーコイルの定格制御電圧。
• コイル電流： コイルが定格コイル電圧で受ける定格電流。
• お問い合わせフォーム： リレーのスイッチ構成（極数およびノーマルオープンまたはノーマルクローズ構成）。例としては、SPDT（1フォームC）およびDPDT（2フォームC）があります。
• コンタクト定格： リレーの保証性能の電流および電圧値を示します。例えば、通常は1A @ 30 Vdcで表されます。
• スイッチング時間： 制御電流が印加されたときからコンタクトがクローズしたとき（またはその逆）のリレーの動作速度。
• マウントタイプ： リレーをそのアプリケーションで取り付ける方法。通常は、PCボード上のスルーホールかサーフェスマウント。
• 誘電強度： リレーが損傷することなく、指定された期間にわたって許容できる最大電圧。
• 動作温度の制限： リレーが正常に動作できる温度範囲。

信号リレーの選択手順

設計に適した信号リレーを選択するプロセスは、他の電気機械式リレーを選択するプロセスと非常によく似ています。まず、回路で切り替える必要がある最大負荷に基づいて、リレーの必要な電圧と電流定格を特定します。信号リレーは通常、定義上2A以下のスイッチであることを忘れないでください。

次に、必要な制御電圧と、ACまたはDCかの種類を特定し、回路/スイッチング配置をノーマルオープン（NO）またはノーマルクローズ（NC）にする必要があるかどうか、切り替える必要がある極/回路の数を定義します。

最後に、デバイスを回路にどのように取り付けるかを判断します。パネルマウント、DINレール、PCB表面マウント、スルーホールなどのオプションがあります。最終的に、システムニーズを満たしながら、過度な設計や高価すぎないリレーを特定するようにします。

一般的な信号リレーアプリケーション

すでに述べてきたように、リレーは長年にわたってさまざまなアプリケーション向けに設計されてきました。信号リレーは、その低消費電力スイッチング機能により、商用でもコンシューマ用でも、多くの製品やシステムに対して効率的なソリューションとなります。この信号リレーのアプリケーションには、長距離信号にほとんどの電子機器が本来処理できるよりも高い電圧と電流を必要とする、ネットワークデバイスなどが含まれます。信号リレーは、電力リレーほどの電力はなく、迅速な応答性を必要とするネットワークデバイスのニッチな部分を埋めています。同様に、多くの人に馴染みのある設定として家庭または商用のサーモスタットは比較的低い電圧と電流で動作しますが、その信号をファーネスまたはACに数インチ以上プッシュする必要があります。この場合、信号リレーは、小型の低電力制御信号を取り込み、それを使用して、コンデンサが動作できる自宅またはオフィスにメッセージを送信することができます。

概要

最近では多くの電子システムが洗練されたものになっていますが、おそらくその洗練性のために、エンジニアリング設計者はしばしば、スイッチング信号とスイッチする必要がある信号との間に完全な電気的絶縁が必要になってくることがあります。離れた場所から電流と電圧を安全に制御することは非常に重要です。

信号リレーは、消費者製品と産業製品、システムの両方で広く使用されており、多くのタイプの回路で電力を安全に切り替えます。いったん設計の要件を決定したら、CUI Devicesでは低レベルの電流スイッチングニーズに対応する信号リレーのラインをご用意しています。