直流電流を制御するSSR（ソリッドステートリレー）は？

質問

http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%A3%F3%A3%F3%A3%F2&s=score&p=1&r=1&page=#I-00289

上記のURLにあるSSRはACをコントロールするとありますが、これらのリレーは直流電流には使用できないのでしょうか？
マイコンを使用し、ＰＷＭで電球の明るさ制御をしたいのですが、使用する電球が１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗあたりを考えています。
トランジスタを使用すると発熱が気になるので直流電流を制御できるＳＳＲがあればと思っているのですが・・・。

マイコンからの信号（５Ｖ、２０ｍＡ）で１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗ程度の交流電流を制御可能な直流用ＳＳＲをご存知の方おられませんか？

回答No.6

kabasan

失礼しました。「エミッタフォロア」にこだわっているのかと勘違いしました。なおかつ、以前のＱ＆Ａもすっかり忘れていました。

補足いただいた回路で、ＦＥＴ１個で書かれた回路はＰＩＣ出力がＨｉの時でもゲート　－　ソース間に７Ｖが残るためＦＥＴはターンオフしません。
トランジスタ式の回路で、ＰＮＰトランジスタの部分をＰ型ＦＥＴに置き換えればそのまま動作します。抵抗が三つ書かれていますが、上から２番目は１００Ω、３番目は１ＫΩから調整していけば、ＦＥＴにもよりますが数ＫＨｚまでは追従できると思います。

ＦＥＴの選択基準は
ＶＧＳ　＞＝　２５（ゲートソース間最大電圧）
ＲＤＳ　＜５０ｍΩ（ドレインソース間ＯＮ抵抗　低いほど発熱が少ない）
この辺を満たしてればいいと思います。

参考ＵＲＬは最近良く使っているパーツ通販サイト（海外）です。
送料がかかりますが品数が多いため、欲しい部品はココ一箇所でほとんどそろってしまうくらいです。

参考URL：

http://dkc1.digikey.com/jp/digihome.html

回答No.5

hirombo

＞Ｎｏ.４の方のおっしゃる通りＰＷＭ制御には向かないのでしょうか？

私自身はＳＳＲを直流回路で調光用途に使用した実績はありませんが、カタログで見る限り動作時間：１ｍｓ以下、復帰時間：５ｍｓ以下ですので調光用途に充分なスピードがあると思います。
通常の商用電源（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に接続した電灯を位相制御で調光する場合を考えるとＳＳＲがＯＦＦするタイミングは交流電源の０Ｖ点になるのでＯＮ－ＯＦＦのサイクルは１０ｍｓ毎になります。（５０Ｈｚの場合）
今回の場合、ＰＷＭのタイムベースを２０ｍｓ程度に設定すれば問題なく使用可能と思いますが実績がないので自信なしにします。

回答No.4

kabasan

パワーＭＯＳＦＥＴはトランジスタの一種です。
ベース、コレクタ、エミッタはそれぞれ
ゲート、ドレイン、ソースに当たります。

パワーＭＯＳのゲート　－　ソース間に電圧を与えると
ドレイン　－　ソース間の抵抗値が下がりますから、一種のスイッチ素子です。
入力となるゲート　－　ソース間は容量性なので、ほとんど電流は流れません。

参考ＵＲＬに上げた素子ですと、ゲート　－　ソース間の電圧が４．５Ｖの場合、ドレイン　－　ソース間の抵抗は約８ｍΩですから、１２Ｖ５０Ｗの負荷であっても素子でのロスは０．１４Ｗしかないので、ほとんど発熱しません。

しかし、以上の説明通りですと、ご希望のマイナス共通は出来ません。Ｐ型のＦＥＴ（トランジスタのＰＮＰ型に相当）と若干の回路的工夫が必要になります。

少しツッコみますが、そもそもその程度の負荷でトランジスタが発熱してつらいというのが解せません。エミッタフォロアで電力負荷をスイッチングすること自体がおかしいです。

１２Ｖ
｜
Ｃ
Ｂ－－ＰＩＣ（０－５Ｖ）
Ｅ
｜
電球
｜
ＧＮＤ

こんな接続ですか？もしそうなら電球には、どんなにがんばっても５Ｖ弱しか供給されずにトランジスタが熱くなってしまいます。（エミッタ電位はベース電位を超えることが出来ない）
具体的にＧＮＤ（マイナス）を共通にしなければならない理由を補足していただけますか？

ＳＳＲならばそういったことも出来ますが、反応速度が遅いため、ＰＷＭ制御の出力伝達には向きません。

補足

ありがとうございます。
現在はトランジスタで以下の様にしています。
　　　　　　　　　　　　　ＰＩＣ
　　　　　　　　　　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　抵抗
　　　　　　　　　　　　　　：
（ＮＰＮトランジスタ）　　ベース　コレクタ　エミッタ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　抵抗　　　ＧＮＤ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：
（ＰＮＰトランジスタ）　コレクタ　　ベース　　エミッタ
　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　：　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　抵抗‥‥１２Ｖ＋電源
　　　　　　　　　　　　　電球
　　　　　　　　　　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　ＧＮＤ

ＧＮＤを共通にしたい理由ですが、複数の電球を自動車に取り付けてＰＩＣのＰＷＭでそれぞれの明るさ、点灯パターンを制御したいのです。自動車なので車体がアースになっていて、電球ソケットのケース自体がマイナス端子を兼ねている為です。絶縁するのが大変なのでプラスを共通にしたくないのです。
そう言えば以前の私の質問（フォトカプラについて）で、ｋａｂａｓａｎさんよりこのような回答を頂いておりました。

複数の電球を接地コモンで使用したかったのですね。納得。

別の解決方法も勉強のため１個紹介します。
ＰＮＰトランジスタ、またはＰチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴを１個使用すれば達成できます。これがもっとも安価です。（ＦＥＴ５０円くらい）

（ゲート）－（抵抗１００Ω程度）－ＰＩＣ出力
（ドレイン）－（電球）－（１２Ｖの－側）
（ソース）－（＋５Ｖ、＋１２Ｖ共通電源）

２個の電源の＋が共通となります。昔は＋接地回路等と呼ばれました。
ＰＩＣの出力論理は逆となります。
最近のＰチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴはドレインソース間のＯＮ抵抗が低く、トランジスタよりも発熱が少ないのでオススメです。

ちなみにこの場合の接続は以下の通りであってますか？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＰＩＣ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　抵抗１００Ω
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：
（ＰチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ）　　　　ソース　　ゲート　ドレイン
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５Ｖ、１２Ｖ電源＋　　　　　電球
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧＮＤ

これでＯＫでしたらＰ型ＦＥＴでお奨めはありますでしょうか？
よろしくお願いします。

回答No.3

hirombo

＞マイコンからの信号（５Ｖ、２０ｍＡ）で１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗ程度の交流電流を制御可能な直流用ＳＳＲをご存知の方おられませんか？

質問に意味不明な点がありますが、結局ＳＳＲの出力側（負荷側）が１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗ程度の直流回路で、ＳＳＲをコントロールする入力側がＤＣ５Ｖ、２０ｍＡ以下と言うことで良いのでしょうか？
この仕様で良ければ例えばオムロン：Ｇ３ＮＡ－Ｄ２１０Ｂ　ＤＣ５－２４等があります。
入力電流５ｍＡ以下、定格負荷電圧ＤＣ５－２００Ｖ定格負荷電流０．１－４Ａ（放熱板なし）です。

参考URL：

http://www.fa.omron.co.jp/lineup/product/992/index_3.html

補足

ありがとうございます。
１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗ程度の交流電流・・・×
１２Ｖ１０Ｗ～５０Ｗ程度の直流電流・・・○
でした。
なるほどこんなＳＳＲがあるんですね。
Ｎｏ.４の方のおっしゃる通りＰＷＭ制御には向かないのでしょうか？

回答No.2

kabasan

追記です。秋月で探されてるならコレ↓

参考URL：

http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=2sk&s=score&p=1&r=1&page=#I-00246

補足

ありがとうございます。
パワーＭＯＳ　ＦＥＴですか。
私は１度も使った事がないド素人です。
見たところトランジスタと似てますね。
マイコンからの信号、電球への配線はどのようにするんですか？
あと、トランジスタで言うエミッタフォロアー（複数の電球を個別に点灯させ、電球のマイナスは共通にしたい）にしたいんですが、教えていただいた物で出来ますか？
よろしくお願いします。

回答No.1

kabasan

そういう用途でしたら「パワーＭＯＳ　ＦＥＴ」で充分だと思います。