ソリッドステートリレーを用いた回路でる症状について。

質問

ソリッドステートリレー（以後SSR）を用いた簡単な回路でが、初心者のワタシがこしらえた回路はうまく動作してくれないので知恵をくださいますでしょうか？

動作概要：
ボードを使ってPCからの信号を回路に取り込み、信号（5V）が入力されたときに12Vの電気（家庭用電源からトランス経由）を出力するというものです。

異常：
この回路には電源<メインスイッチ>と12Vの電気をそのまま出力するためのスイッチがあります。信号による12V出力の際にはメインスイッチのみを入れた状態です。

ところが回路を長時間動作させつづけると、信号のある無しに関わらず12Vが出力されてしまいます。

実際に組み立てた回路：
電源から12Vの電気をSSRでスイッチON/OFFさせる。PCからの信号が入るとSSRの回路が閉じて12Vが出力される。

メインスイッチは家庭用電源のON/OFF用です。

素人考えで恐縮ですが、どこかでコンデンサのように電気が蓄えられていてるから起きる誤作動ではないかと疑っていますが、もしそうだとしてもなぜそうなるのか？またどこを改善すれば直るのか解りません。

どうぞご教示よろしくお願いします。また、あまりに拙い説明で解りにくいところが多々あるかと思いますが、補足説明させていただきますので、ご指摘いただければ幸いです。

回答No.7

blueteeth7 · ベストアンサー

A5です。
了解です。
そのような事情がおありと知らず、失礼いたしました。
わたしの方も検索ミス等不手際がありましたことをお詫びします。

「適正な負荷」というのは、SSRの使用上の注意にもありますように「微小電流では完全に遮断できない
場合がある」ということを懸念したもので、ご回答のように負荷が常にかかっている状態であり、しかも
メカニカルリレーで開閉するなら、全く問題ありません。

蛇足かも知れませんが、負荷（電磁弁→コイル）には、逆起電力防止ダイオードは入れているのでしょうね。
これがないと、遮断時に異常な高圧が発生してリレー接点を破壊するおそれがあります。

それではA5に記載した方法で、トラブルシューティングをやってみてください。
「信号は確実に来ているか？・・・にも関わらず回路が動作しないのか→SSRの不良」

お礼

回答ありがとうございます。何度も登場していただき大変ありがたく思います。

トラブルシューティングを実行してみました。

回路を動作させているのですが2時間経った現在、信号が来ていないということはありませｎ。正常に信号はきています。これだとSSRの不良ということでしたので、このメーカのものから変えてもう一度回路を作って見たいと思います。

回答No.8

hirombo

＃６です。
ご質問ではＳＳＲになっていますが、このＩ／ＯモジュールはＴＴＬ、ＣＭＯＳ回路でダイレクトに駆動できる高感度リレーという分類になりますね。

トライアック等の半導体素子で直接負荷電流をＯＮ／ＯＦＦするものをＳＳＲと呼びます。
変り種として半導体素子とメカニカルリレーを並列接続して両方の長所を併せ持つＳＳＲもあるようです。

今回の誤動作については、出力がメカニカルリレーなので＃７さんが回答されているとおり負荷側の条件は考える必要ないと思います。
Ｉ／Ｏモジュールのスペックに
　Minimum Drop-out Voltage：2.5Ｖ
とあるので、入力電圧が2.5Ｖ以下になると出力ＯＦＦが保証されていると思います。
誤動作時の入力電圧が2.5Ｖ以上か、2.5Ｖ以下かでＩ／Ｏモジュールの良否を判断すれば良いと思います。

お礼

回答ありがとうございます。何度もお手間を取らせてスミマセンでした。感謝しております。

回答No.6

hirombo

grayhill社のホームページを閲覧してみました。
今回使用されているSSRの型式ですが、＃１の補足にある70-ODCR/OACRLYはI/OモジュールのDC出力タイプ70-ODC**RとAC出力タイプ70-OAC**RLYを一緒に表現した型式のようです。
今回は負荷側がAC12Vと推定されるので、70-ODC5R、70-OAC5RLY、70-ODC24Rあたりでしょうか？

＞normal input resistance(Rx) 500(Ω)となっています。

これに該当するのは70-ODC5Rになりますので、もう一度SSRの型式を確認して補足してください。

型式のRはSSRダイレクト出力ではなくリレー出力ですね。

補足

回答ありがとうございます。

ご指摘の通りSSR本体に記載されている型は70-ODC5Rです。
仕様書からの抜粋で、誤解を招いてしまいました。しみません。

電圧も交流ではなく直流です。記載もれでした。すみません。

ダイレクト出力とリレー出力が良くわからないので、ネットで調べた付け焼刃の知識ですが、そうだと思います。

補足要求ありがとうございました。

回答No.5

blueteeth7

ANo.3です。
いえいえ、そんなことはありません。
大変丁寧な内容でよくわかります。
（ご回答のタイミングが一寸遅いのが気になりますが・・・(^_^;)）

おおまかなところは、よくわかりました。
回路構成としても間違っていないように思います。
grayhill社を検索したのですが、これはスイッチメーカーですね。
SSRはヒットしませんでした。
（わたしの検索技術が拙いのかも・・・）

代わりに国内メーカーのサイトから「SSRの使い方」を引っ張ってきました。
http://www.jelsystem.co.jp/products/ssr_dosa.html

以下この中の図1-1のような構成をした素子であると仮定して、トラブルシューティングを行って行きたいと思います。
お持ちのSSRの構成が、この回路と大きく違うようでしたら、補足でご記載ください。
（ANo.1の補足で構成要素の中に「コイル」と書かれていますが、ここにはコイルなど無いので、
この点ちょっと気がかりなのですが・・・）

その前にご確認したいことがあります。
１．12Ｖ系の出力には適正な負荷がかかっているのでしょうね。
　（上記資料には「負荷が小さ過ぎると遮断できないことがある」と記載されています）
２．12Ｖ系は交流なのでしょうね。
　SSRの名称から「交流仕様」のように思われます。

トラブルシューティングに入る準備をしましょう。
１．図1-1に基づき、出力系に負荷として適当なW数の12Ｖの豆電球を入れてください。
　（ON動作を視認するためです）
２．SSRの入力端子に並列に電圧計を入れましょう。
　（入力の有無を視認するためです）
３．入力端子は直ぐにショートできる準備をしておきましょう。

以上の接続は、動作を継続監視するためですから、完全に接続しておくことが必要です。
ハンダ付けまたはワニ口クリップで挟んでおく等してください。

この状態で、入力ON/OFFを繰り返します。
電圧計の振れとランプ点灯が一致するのを確認しましょう。
時間経過後、入力が下がっているのにランプが点灯したままなら異常発生です。
このときSSRの入力端子をショートしてみます。
（PC出力はＬレベルですから、ショートしてもかまわないでしょう）

ショートしても、ランプが点灯しているようなら、SSRの不良と断定して間違いありません。

参考URL：

http://www.jelsystem.co.jp/products/ssr_dosa.html

補足

回答ありがとうございます。

返信が遅くなりすみませんでした。学校からアクセスしているので土日に返信できませでした。

>お持ちのSSRの構成が、この回路と大きく違うようでしたら、補足でご記載ください。
（ANo.1の補足で構成要素の中に「コイル」と書かれていますが、ここにはコイルなど無いので、
この点ちょっと気がかりなのですが・・・）

ワタシの使っているSSRにはコイルの表記があり（多分）、アンプも中に入っています（アンプの詳細は記載されていないのですが…）
構造が若干違うのだと思います。

1.12Vの出力は12Vのバルブ開閉に用いられています。適正な負荷というのはこの事でしょうか？
2.12Vは直流です。

トラブルシューティングをしてみたいと思います。ありがとうございました…これでSSRに原因があると解ればこれを交換します。

回答No.4

hirombo

下記の項目の補足をお願いします。
(1)SSRの入力回路に電圧（5V）が入力されるとSSRがONすると考えてよいですか？
(2)SSRの入力インピーダンスはいくらですか？
(3)I/Oボードの出力回路はどのような回路ですか？プルアップ抵抗とありますのでカレントシンクタイプですか？（I/Oボード出力回路がOFFのときプルアップ抵抗からの5VでSSRがONし、I/Oボード出力回路ONのときSSRがOFFになる）
(4)長時間動作させつづけた後、信号のある無しに関わらず12Vが出力されてしまう時のSSR入力回路電圧は正常動作時の電圧と変化ありませんか？正常時の電圧と異常時の電圧を具体的に教えて下さい。

補足

回答ありがとうございます。hiromboさん。

補足させていただきます。

（1）はい、そのとおりです。
（2）入力インピーダンスそのものがあまりよくわかっていないのですが、使用しているSSRの仕様書が英語なので、入力インピーダンスを示しているのかいまいち自信がありませんが…
　 normal input resistance(Rx) 500(Ω)となっています。

!!!!!（3）ですが、ワタシが勘違いしていて同じシステムの他の回路に使われているプルアップのことと勘違いしていました！ですから、この問題となっている回路にはプルアップが使われていません。すみません下の補足の意見をもう一度参考にしてみます！すみませんでした！

この回路ではボードを経由してPCから出力されたシグナルはなんの抵抗も入れていません。
試しに壊れかけのオシロスコープで電圧を計測したところ、信号入力ON時で3.0Vくらいでしょうか…壊れたオシロですので、あくまで目安程度にしかならないと思うのですが…

（4）現在正常に動作していて、異常時の電圧を計れないでいます。正常時は11V程度出力されています。
異常時になりましたら、計測したいと思います。
どうぞよろしくお願いします。

回答No.3

blueteeth7

>ところが回路を長時間動作させつづけると、信号のある無しに関わらず12Vが出力されてしまいます.

この意味がよくわかりません。これは・・・
「長時間ON状態を続けていると、入力を切っても、出力がOFFにならない（短時間ならOFFになる）」
の意味と解してよいですか？

この「長時間」とはどれくらいですか？

補足

回答ありがとうございます。blueteeth7さん。

ご指摘の文ですが、大変わかりづらい表現を使ってしまいました。

正確に記録したのではないので大体の見当をつけますと30分ないし、1時間くらいの範囲でこの症状が起こります。
電源を入れて、そのくらいの時間が経過しますとPCからの信号入力のある無しに関わらず12Vが出力されてしまうのです。ですから電源をOFFにすれば12Vは出力されません。

ご理解いただけましたでしょうか？拙い説明ですがよろしくお願いします。

回答No.2

myeyesonly

こんにちは。

制御電圧はOFF時にどこまで落ちていますか?

ロジックICの出力電圧というのは、L レベルで０Vにはなりません。

なので、Low レベルの出力電圧が、SSRのトリガ電圧の近辺の場合、主電流による発熱で素子の温度があがると、一般的な半導体の順電圧は下がる為、トリガレベルが下がり、Low レベル出力でトリガしてしまう事がありえます。

この場合は、放熱器を付けても接合部温度そのものを十分下げるのは無理なので、SSRの制御入力に順方向になるようにダイオードを２つ程入れて、電圧を吸収します。

補足

回答ありがとうございます。myeyesonlyさん。

制御電圧ということですが、これはPCに接続されたI/Oボードから供給された5Vの電圧の事でしょうか？

プルアップ抵抗を用いているのですが、これで解消される類のものではないのでしょうか？

一応、作成した回路の電圧は完全にとはいかないまでも、0Vです。また信号が入力される際には5Vが来ています。

もしワタシが勘違いをしているようでしたら、お手数ですがご指摘いただけますよう宜しくお願いします。

また、お馬鹿な質問ですが、発熱した際は触れると熱を感じるほどになるのでしょうか？

回答No.1

foobar

PCからの出力はどのようにして出しているか、SSRに何を使っているか（SSRの型番）、を書かれた方が的確なアドバイスが得られるかと思います。

時間がたつと電荷が蓄積して、誤動作するか?
1.　SSR内部や途中の回路で入力インピーダンスの極めて高いMOS-FETが使われていて
2.　OFFの時にはその入力回路（ゲート信号）がopenになる
ような作りになっていると、この手の誤動作は起きるかもしれません。その場合には、適切な抵抗を並列に入れると改善することもあります。

補足

早速の回答ありがとうございます。foobarさん。

SSRの型番ですが、grayhill社の　70-ODCR/OACRLY　という型番です。SSR回路図を見る限り、使われているのはAMPとコイルとダイオードというシンプルなものなのですが…おそらくMOSは使われていないのではないかと思います。
電源として使用している回路（正式名称がわかりません）には使われているとは思うのですが、オシロスコープで確認すると12Vが出力されています。

2が該当しているのではないかと思うのですが、少し確認させていたできます。OFF時というのは、メインスイッチでしょうか？それともSSRの内部のスイッチでしょうか？（信号入力がないとき）
もしメインスイッチの事であれば、お察しの通り馬鹿正直に開放（open？）でスイッチOFFという回路をこさえていました。（基本的にスイッチオフは開放で。というつくりです。）

ワタシの読解力のないために、余計な手間を取らせてしまいましたが、よろしくお願いします。

回答No.9

blueteeth7

質問者様
このたびはご評価をいただき有難うございました。A7のお礼欄にご記載なさったことに関し、ご連絡を差し上げたいと思います。　>回路を動作させているのですが2時間経った現在、信号が来ていないということはありませｎ。正常に信号はきています。これはSSRが不良ということでしょうか？　　これは「入力信号は正常にON/OFFしているのに、出力は出っ放しになっている」ということでしょうか？　であれば、A7で記載した「入力のショート」はやってみられたのでしょうか？　それでも出力が出続けるなら間違いなくSSRの不良です。（あたりまえの話ですが・・・(^_^;)）　A7に書いた「逆起電力防止のダイオード」は入っているのでしょうか？　これがないと、リレー接点が焼きついていることも考えられます。