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結論を先に言うと、PCB リレーは、最悪の場合の負荷、エンクロージャ内部の周囲温度、および与えられたコイル駆動マージンと同等の性能を発揮するだけです。 6 つのパラメータを選択し、そのうちの 2 つを最大周囲温度で検証し、データシート上のすべてのスイッチング寿命の数値は、その横に印刷されている負荷条件下でのみ有効なものとして扱います。
選択ガイドのほとんどの検索を開始する失敗は次のようになります。 16 A アプライアンス ボードは抵抗負荷を使用して 25 C で検証されており、リレーの定格は 250 VAC で 16 A、30,000 回の動作に耐えます。生産環境では、負荷は 20 A 突入電流のスイッチング電源であり、ケースは 70 C に達し、ドライバ トランジスタは 12 V レールの 0.7 V 降下します。 7 か月目に接点が溶着し、定格条件ではなくリレーが非難されます。
以下のセクションでは、スルーホール リレーと SMT リレーのどちらが生き残るか、また、ラッチ式、密閉式、または 105 C バージョンが追加コストに値するかを実際に決定する数値について説明します。
PCB リレーの選択を決定する 6 つのパラメータ
これらを順番に実行してください。それぞれのオプションにより、フットプリントの描画に時間を費やす前に候補を除外できます。
| パラメータ | 確認すべきこと | デザインはどのようにして失敗するのか |
|---|---|---|
| スイッチング容量 | 記載された電圧、負荷の種類、および動作周波数における接点定格 | 250 VAC で 16 A を、16 A DC またはモーター負荷もカバーしているかのように扱う |
| コイルデータ | 最小電源および最大周囲で動作する必要がある電圧とコイル電力 | 熱やドライバーの低下に対する余裕のない公称電圧でコイルを駆動する |
| お問い合わせフォーム | 1A、1B、1C、二極、単接点または分岐接点 | 極数の変更が遅れてピン レイアウトが失われる |
| 接点材質 | ランプおよび容量性負荷には AgSnO2、一般スイッチングには AgNi、ドライ信号回路には金 | アンプの切り替えに金接点を使用しているため、すぐに消耗してしまいます。 |
| 絶縁 | 関係する規格のコイルと接点間の絶縁耐力、沿面距離およびクリアランス | 認定テスト中に絶縁が不十分であることが判明 |
| 持久力 | 85℃または105℃での定格負荷における電気的寿命は、機械的寿命とは別に見積もられています。 | 23℃、無負荷で測定した100,000回の動作回数の繰り返し |
このうち 2 つは、データシートを読むのではなくベンチでの確認が必要です。1 つは最低電源レールで電圧を動作させる必要があること、もう 1 つは実際の負荷下での接点温度の上昇です。
コイルドライブ: 公称電圧ではなく、動作しなければならない電圧に合わせて設計
12 VDC コイルは、12 V での引き込みが保証されていません。通常、必要な動作電圧は 20 C で公称値の約 75% に指定されているため、およそ 9 V です。銅抵抗は摂氏 1 度あたり約 0.4% 上昇するため、85 C にあるコイルは巻線抵抗が著しく高く、同じ印加電圧から消費する電流が少なく、発生する磁力も少なくなります。部品が膨張すると接触圧力も低下するため、同時に接触抵抗も増加します。
実際的なルールは、電源が最小で基板が最も高温のときに、コイルに公称値の少なくとも 90% を与えることです。 12 V レールの場合、レギュレータの許容誤差、トランジスタの飽和電圧 (バイポーラ ドライバの場合は 0.3 ～ 0.7 V、MOSFET の場合ははるかに低い)、およびコネクタまたは直列電圧降下を考慮してください。約 80% を下回ると、範囲のコールド側でチャタリングやプルインのミスが発生することが予想されます。
リリースの動作は異なります。フリーホイーリング ダイオードが標準の保護ですが、リリース時間が数ミリ秒延長されます。ダイオードとツェナーまたは RC スナバを組み合わせた場合は、追加の部品が必要になり、ドライバのピーク電圧が高くなりますが、より速くリリースされます。リレーが定義されたウィンドウ内でドロップアウトする必要がある場合は、仮定する代わりに実際のスナバ ネットワークをテストしてください。
接点の負荷とディレーティング: 突入電流と DC アーク
接点の定格は負荷のタイプに依存し、負荷のタイプはほとんどの候補リストで無視されます。白熱灯と容量性電源には、数ミリ秒間定常値の 10 ～ 20 倍の突入電流が流れます。モーターは6〜8回描画します。これらの負荷を切り替えるよう要求されるリレーには、連続定格だけでなく、突入電流のテスト値が必要です。
DC負荷はより困難です。 AC アークは、1 秒間におよそ 100 ～ 120 回、ゼロ交差ごとに消えます。 DC アークはそうではないため、250 VAC で 16 A 定格の同じリレーでも、30 VDC では 5 ～ 10 A の定格しかありません。アプリケーションが DC に切り替わる場合は、DC 定格表から始めて、誘導負荷の定格を再度下げます。
材料の選択は負荷に応じて決まります。 AgSnO2 はランプの下での溶接や容量性突入に耐性があるため、家電製品のスイッチング リレーに AgSnO2 が使用されるのです。 AgNi は、抵抗負荷および軽い誘導負荷に適しています。金メッキは、酸化膜により断続的な接触が発生する低レベル信号経路などのドライ回路に使用されます。実際の電流が流れる負荷に対しては、これは間違った選択です。二股接点は、接点が低電流と中電流の両方で確実に動作する必要がある場合に役立ちます。これは、2 つの接点により 2 回目の接続チャンスが得られるためです。
ラッチまたは単安定: スタンバイ電力バジェットによって決定します
単安定リレーは、コイルに電流が流れている間のみ位置を保持します。定格 400 mW の 12 V コイルは連続的に約 33 mA を消費します。これは密閉された筐体内で 0.4 W の熱に相当し、複数のリレーを備えたメーターまたはバッテリー駆動の製品では実際のコストとなります。磁気ラッチリレーは、10 ～ 50 ms のパルスで状態を変更し、その後ゼロ保持電流で保持します。
トレードオフは、ドライブの複雑さと状態の動作です。 ラッチングリレー 通常は H ブリッジまたは 2 つのトランジスタからの極性反転パルスが必要であり、そのパルスは機械的転送を完了するのに十分な長さでなければなりません。その代わりに、停電しても接点は元の位置に留まります。これはまさに公共料金メーターや照明コントローラーが望んでいることです。シングルコイルバージョンは 1 つの巻線と逆の極性を使用します。ダブルコイル バージョンでは 2 つの巻線が使用され、ドライバが 2 つのローサイド スイッチに簡略化されます。 FH31L ファミリはシングルコイルとダブルコイルの両方のオプションを提供しているため、設置面積を変更せずに駆動スタイルを変更できる設計です。
FH31L 80A スマートメーター用ラッチングリレー 80 A スイッチングおよびシングルまたはダブルコイル オプションを備えた IEC62052-31 UC2 ラッチング リレーは、設置面積を変更せずに駆動スタイルを変更できるスマート メーター設計を目的としています。 製品を見る→ 機械的なフィット、密閉、および認証
フットプリントの互換性は、同等に見えるリレーが異なる点です。 2 つの 16 A パワー リレーは同じピン ピッチを共有できますが、ピンの長さ、ピンの直径、本体の高さ、端子が密閉ベースに収まるかどうかが異なります。機械図面を別の部品番号ではなく基板の外形と照合し、工具を切断する前にエンクロージャとの高さを確認してください。
はんだ付け後にアセンブリを洗浄する場合は、シールが重要になります。耐フラックスカバーにより、フラックスや洗浄液が接点に付着するのを防ぎます。プラスチックで密封されたバージョンは、水による洗浄や絶縁保護コーティングにも耐えます。ダストカバーが開いているとそのようなことはなく、閉じ込められた水分は接触抵抗のドリフトとして後で現れる傾向があります。
認定は選考の一部であり、後から考えるものではありません。 UL、TUV、および CQC の承認は特定のモデルと定格に適用され、105 C コイルのバージョンは標準の 85 C バージョンとは別のファイル エントリになる場合があります。輸出市場の場合は、ROHS および REACH の文書を事前に確認してください。標準の設置面積と取り付けスタイルに関するショートカットについては、 PCB マウントリレーの範囲 部品を電流定格ではなく端子レイアウトごとにグループ化するため、最初の候補リストが迅速に作成されます。定格 17 A で UL、TUV、および CQC に準拠した FH14T は、完全に文書化された 105 C パワー リレーがどのようなものであるかを知るための有用な参照点です。
FH14T 17A PCB パワーリレー、UL TUV CQC 搭載 超小型 PCB リレーは定格 17 A、UL クラス F 絶縁を備え、最大 105°C のモデルで、認定された電源スイッチングおよびドキュメント ガイドの選択に役立ちます。 製品を見る→ リレーをアプリケーションに適合させる
選択の優先順位は最終製品に応じて変わります。以下の表は初期フィルターであり、仕様ではありません。
| アプリケーション | 選択の優先順位 | 家族を始める |
|---|---|---|
| スマート家電 | 250 VAC で 16 A、ランプとモーターの突入電流、薄型 | スマートホームボード用パワーリレー |
| スマート電力メーター | ラッチ動作、60 ～ 120 A 接点、長い機械寿命 | 磁気ラッチリレー |
| 新エネルギー設備 | DC スイッチング、40 ～ 270 A、密閉ボディ、高周囲環境 | インバータおよびチャージパイル用の新エネルギーリレー |
| 産業用制御 | 認定済み 105 C コイル、分岐接点、ロジックレベルドライブ | UL、TUV、CQC を備えた産業用リレー |
| カーエレクトロニクス | DC14Vスイッチング、振動、広い温度範囲 | 20A自動車用リレー |
カタログ部品に近づいても完全に適合しない場合、最後のオプションは構成を変更することです。つまり、異なるコイル抵抗または電圧、特定の接点材質、より長い端子、または異なるカバーです。 カスタムリレー構成 通常、コイルまたは端子の変更は、別のリレー プラットフォームに移行するよりも早くて安価であるため、再設計の前に確認する価値があります。スマート ホーム ボードの場合、W33 は突入マージンを備えた 16 A スイッチングの一般的な開始点です。
スマートホームおよび家電向け W33 10A パワーリレー コンパクトな PCB リレーは、250 VAC で定格 5 A/10 A、沿面距離 6 mm 以上、スマート ホームまたはアプライアンスのスイッチング用の TV-5 78 A 突入電流を備えています。 製品を見る→ BOM を凍結する前のリリース チェックリスト
- 耐久テストでは、突入電流やスイッチング周波数を含む実際の負荷を再現します。
- 電源を最小にし、ボードを最大周囲温度で動作させなければならない電圧を測定します。
- ベアボード上の機械図面と照らし合わせて、フットプリント、ピンの長さ、本体の高さを確認してください。
- 認証ファイルが、注文した正確なモデル、コイル電圧、および温度バージョンをカバーしていることを確認してください。
- 負荷の種類、電圧、電流、力率、周囲などの電気的寿命条件を書面で取得します。
- 量産前に、同じフットプリントを持つ 2 番目のソースまたはパッケージ オプションを認定します。
FAQ: PCB リレーの選択に関する質問
Q1: AC 定格リレーを使用して DC 負荷を切り替えることはできますか?
通常、同じ電流ではありません。アークを消すためのゼロクロスがなければ、DC 定格は AC 定格の数分の一になることがよくあります。その正確なモデルの DC 定格テーブルを使用し、誘導負荷の場合はさらに定格を下げます。
Q2: コイル電圧マージンはどれくらいあれば十分ですか?
最小電源および最大周囲で公称コイル電圧の少なくとも 90% になるように設計してください。これには、レギュレータの許容誤差、ドライバの飽和電圧、リレーのウォームアップに伴う銅巻線の抵抗上昇が含まれます。
Q3: ラッチングリレーの選択が間違っているのはどのような場合ですか?
電力損失のたびに負荷が定義された状態に戻らなければならない場合、または駆動回路が極性を反転できない場合。ラッチングリレーは最後の位置を記憶しているため、計量には利点がありますが、安全関連のシャットダウンパスには問題があります。
Q4: 接点間にスナバが必要ですか?
AC 誘導負荷の場合、接点間の RC ネットワークまたはバリスタがアーク放電をカットし、寿命を延ばします。 DC 負荷の場合、負荷両端にフリーホイール ダイオードを接続するのが通常の方法です。どちらの場合も、スナバからの漏れによって負荷が部分的に通電されたままになっていないことを確認してください。
PCB リレーの選択では、見出しの数字ではなく定格条件を読むエンジニアに報酬が与えられます。負荷のタイプ、最悪の場合のコイル電圧、および機械的な図面を正確に把握すると、現場に残された驚きのほとんどが消えます。 Zhejiang Fanhar Electronics は、電源、ラッチング、産業用、新エネルギー、信号、自動車、およびソリッドステート リレーを自動ラインで製造し、変流器やシャントと並行して製造しており、カタログ部品が要件に近づいた場合には、コイル、接点、端子のバリエーションのリクエストをサポートします。
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