プルアップ抵抗の抵抗値とワット数の決め方について教えてください

質問

プルアップ抵抗の抵抗値とワット数の決め方について教えてください。

リレーでオンオフする回路があり、そのオンオフをＩＣで検知したいのですが、
ＩＣの入力の電圧を安定させるためにプルアップ抵抗を入れたほうが言いというのを聞きました。
ただ、ＩＣの入力端子に対してのプルアップ抵抗の決め方がよくわかりません。

ネットで調べても数ｋΩ～数百ｋΩと書いてあるのが多く、適切な数値の求め方が判りませんでした。

・ＩＣの電源は３．３Ｖまたは５Ｖと決まっていません。
・ＩＣへの入力は４入力あります。

あと、回路を小さくしたいのでプルアップ抵抗に集合抵抗を使用したいと思うのですが、
１／８Ｗで大丈夫なのでしょうか？
そういった、抵抗のワット数に対する計算方法も教えてください。

回答No.1

10451198 · ベストアンサー

ＩＣの入力端子の仕様が示されていないので、デジタル入力である、と仮定して回答します。

１．プルアップ抵抗の必要性について。
リレーがＯＮのとき、入力端子はＧＮＤにつながります。
電圧でいうと、ほぼ０Ｖで、ＩＣはＬと認識できます。
問題はリレーがＯＦＦのときです。プルアップ抵抗がないと、入力端子はどこにもつながらないので、電圧が不定になってしまいます。よって、ＩＣはＨかＬか判定できなくなります。この状況を避けるため、プルアップ抵抗を入れます。

２．抵抗値について。
プルアップ抵抗は、リレーがＯＦＦの時の入力端子への電圧を決定するためのものですから、小さいほうが動作が安定します。一方、値があまりちいさいと、リレーがＯＮになったときに大電流が流れてしまい、もったいないので、その観点からは大きいほうが省電力です。
で、許容される最大値は、リレーがＯＦＦの時に入力端子をＨに維持するだけの値、となります。ＩＣのデータシートを見れば、入力端子をＨに維持する際に流れ込む電流の最大値とそのときの電圧が規定されていますから、その値をみて決めることになります。
現実的には、ＩＣがＴＴＬであれば１０Ｋから４７Ｋオームぐらい、ＣＭＯＳであれば１００Ｋ以下であれば、まず問題にはなりません。
よくわからないなら３３Ｋぐらいを入れておけばそれでよいでしょう。消費電力がちょっと増えるぐらいで、それ以外の副作用はないです。

３．電力について。
抵抗値が決まれば、抵抗で消費される最大電力はおのずから決まります。抵抗にかかる電圧は５Ｖまたは３．３Ｖ（リレーＯＮの時）ですから、電力最大は１０Ｋオームに５Ｖで、２．５ミリワットになります。１／８ワットは１２５ミリワットですから、４個いりの集合抵抗でも十分余裕です。

補足

回答ありがとう御座います。
プルアップ抵抗の必要性はわかりました。
抵抗値ですが、３３ｋぐらいが一応の目安と考えて良いのでしょうか？
抵抗値を上げることによって、消費電力が抑えられる訳ですね。
質問した後色々調べていましたら、抵抗値を上げるとノイズに弱くなるとも書いてありましたので、３３～５０ｋぐらいで試してみようと思います。

ワット数についてですが、集合抵抗を使う場合は、単純に抵抗一本当りの消費電力を計算し、
集合抵抗の抵抗数（今回は４個入り）を掛けた物が1/8ｗ（125ミリワット）を超えなければＯＫという考えでよろしいのでしょうか？

回答No.3

10451198

＃１です。当初の回答を修正させてください。

＃２の回答をみて気づきました。
私の当初の回答は、リレーが機械的なものでないときに当てはまるものです。機械的な接点のものである場合、＃２の回答にあるように、接点をONに維持するための電流を考える必要があります。１ｍAはいい線と思います。今回の例では、３３Kよりも３．３Kがよりよい回答といえます。

電力値の計算ですが、最悪ケースを考えて全部の値を足します。３．３Kに５Vでおよそ７．５ミリワット、４つで３０ミリワットですから、１／８ワットの集合抵抗だと、ちと熱くなるかも知れません。

補足

回答ありがとうございます。
リレーの接点をＯＮに維持する電流が必要というのをはじめて知りました。
＃２さんの補足にも書きましたが、オムロンのG6E-134Pというリレーがスイッチになります。
試しに回路を組み、集合抵抗の温度も確認してみようと思います。

回答No.2

inara1

リレーの動作確認のためにプルアップ抵抗を使う場合は、リレーの接点にある程度の電流（最小接点電流）を流さないと接点不良のためにうまくON状態を検出できない場合があるので、リレーの最小負荷電流を元に抵抗値を決めたほうがいいでしょう。

リレーがONしたときに接点に最小負荷電流以上流れるようにするためのプルアップ抵抗の値Rは
　　　R < 電源電圧(V)/最小負荷電流(A)
になります。電源電圧が3.3V、最小負荷電流が1mAなら R < 3.3kΩとします（電源電圧が5Vのときはこれ以上の電流が流れるので低いほうの電源電圧で計算する）。

補足

回答ありがとうございます。
リレーにある程度電流を流さないとＯＮ状態がうまく検出できないというのをはじめて知りました。
今、リレーを確認しましたら、オムロンのG6E-134Pでした。
http://www.omron.co.jp/ecb/products/pdf/g6e.pdf
これを見ますと、最小接点電流という表記は無かったのですが、どのあたりを参考にすればよいのでしょうか？