非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの違いは何ですか？

非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの違いは何ですか？

非ラッチ・リレーは、コイルに電力が印加されている間のみオン状態を維持しますが、ラッチ・リレーは、電力が切れた後でもその状態を維持します。これらの2つのリレータイプは動作が異なるため、異なるシナリオで優れています。技術が進化し続けるのに伴い、これらのリレータイプの違いを理解することは、設計エンジニアにとってますます重要になっています。Same Skyは、それぞれのタイプのリレーが重要でありながら、さまざまなシナリオで使用されているため、両方のパワーリレータイプを提供しています。ここでは、2 つのタイプ間の基本的な違い、利点、欠点と、それぞれの実装におけるベストプラクティスについて掘り下げていきたいと思います。リレーのコンテンツに関心がありますか？その他のブログのトピックをご覧ください。

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リレーの基礎

ラッチ・リレーと非ラッチ・リレーについて深く掘り下げる前に、リレー構造の基本を理解することが重要です。リレーについては、ブログ「What You Need to Know About Relays」で詳しく説明しましたが、ここでは、そのコア機能を簡単に確認します。電気機械式リレーは、通電時に磁場を生成するコイル、接点を開閉するために動作するアーマチュアと、非ラッチ設計でアーマチュアをデフォルト位置に戻すリターンスプリングで構成しています。接点は、SPST（単極単投）かSPDT（単極双投）などの異なる配置で構成できます。

機械式デバイスとして、スイッチングは瞬時ではなく、電気機械式リレーは、性能に影響を与える重要なタイミング特性を持っています。主なタイミング特性には、以下を含みます。

• 動作時間： コイルが通電された後に、接点の状態が変化するのにかかる時間。
• 復帰時間： コイル電源が切断された後、接点がデフォルト状態に戻るまでにかかる時間。
• 接点バウンス： スイッチング中の一連の短時間で迅速な開閉イベントで、多くの場合デバウンス回路を必要とする。
• 最小パルス幅： リレーを確実にスイッチするかラッチするために必要な、最短のドライブパルス幅。

これらのパラメータは、高速システムかラッチ・リレーで、さらに重要になります。

非ラッチ・リレーとは何ですか？

非ラッチ・リレー（モノスタブルリレーとも呼ばれます）は、単一の安定状態しかなく、動作状態を維持するために、コイルに連続して電流を流す必要があります。コイルが非通電状態になると（つまり、電流がコイルを通って流れなくなると）、リターンスプリングによって、接点がデフォルトの安定位置に戻ります。そのため、非ラッチ・リレーは、電源喪失時にフェイルセーフ状態に戻る必要がある安全重要のシステムに最適です。非ラッチ・リレーのもう一つの利点は、その駆動回路が簡単で、安価で実装できることです。しかし、動作中に連続電流が必要なため、電力消費が増加し、リレーを長時間動作させると、コイルが加熱して寿命が短くなる可能性があります。利用可能なさまざまなタイプの選択をご覧いただくには、Same Skyの非ラッチ・パワーリレーと信号リレーのセレクションをご参照ください。

ラッチ・リレーとは何ですか？

ラッチ・リレーはバイスタブルリレーとも呼ばれ、コイル電源が切れても、最後に切り替えた位置を保持する点が特長です。ラッチ・リレーは、永久磁石か機械的ラッチを使用して、アーマチュアを所定の位置に保持し、短い電気パルスでリセットするか切り替えることができます。ラッチ・リレーは保持電流を必要としないため、待機電力の使用を大幅に削減するか、不要にできます。コイルは非常に短期間しか使用しないため、それほど熱にさらされず、熱による劣化を低減します。最後に、ラッチ・リレーは電源喪失時でも最後の状態を保持するため、動作状態の維持が重要なシステムで非常に有用です。しかし、設計とエンジニアリングには、常にトレードオフがあります。ラッチ・リレーは、非ラッチ・リレーよりも複雑な駆動回路が必要であり、単一コイルのタイプには極性反転回路が必要です。永久磁石を使用するバージョンでは、これらの磁石が過電流によって消磁するか、過度の機械的衝撃によって外れる可能性があり、故障につながることがあります。実際のオプションは、Same Skyのラッチ・パワーリレーのセレクションをご覧ください。

単一コイルのラッチ・リレーと、二重コイルのラッチ・リレーの違いは何ですか？

単一コイルのラッチ・リレーと、二重コイルのラッチ・リレーはどちらも、コイルへの電源を切った後でも切り替え状態を維持しますが、動作は異なります。単一コイルのラッチ・リレーでは、リレーのラッチとラッチ解除の両方に使用されるコイルが1つあります。二重コイルのラッチ・リレーは、一方で2つの別々のコイルを使用します。1つはリレーをラッチし、もう1つはラッチを解除します。どちらのタイプのラッチ・リレーも、連続的な電源なしで状態を保持します。しかし、単一コイルのリレーはリセットするためにコイルの極性を反転させる必要がありますが、二重コイルのリレーはリセットのために別々のピンのペアを使用します。これは、より多くのピンとわずかに大きなフットプリントを使用しますが、極性反転を必要としないため、回路はより簡単になります。

非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの比較

簡単に比較するために、この表は、非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの違いを示しています。

ラッチ・リレーか非ラッチ・リレーの実装におけるベストプラクティス

いかに最高品質のリレーでも、適切なアプリケーションで使用する場合は、最適な性能と長寿命を確保するために、ベストプラクティスを遵守する必要があります。適切な容量選定、慎重な配置と、適切に設計した回路への統合によって、何年もトラブルなく動作するか、早期に故障するかの違いが生じます。経験豊富な設計者のコツとテクニックの完全なツールキットを、この記事の1つのセクションに凝縮することはできませんが、大きな利点をもたらすいくつかの基本的な実践があります。

直流を使用する非ラッチ・リレーのコイルの場合、最も重要なステップの1つは、コイルに並列に、フライバックダイオードを使用することです。この単一の簡単な部品は、コイルの非通電時に発生する電圧スパイクを抑制し、駆動電子回路と周囲の回路を損傷から保護します。さらに、突入電流を低減することで、リレー、その接点と、上流の電源経路部品をさらに保護し、全体的な信頼性を向上させることができます。これは、電源投入時に大きな電流サージを引き込む可能性のある容量性負荷か磁化負荷を切り替える場合に、特に重要です。

ラッチ・リレーでは、動作の正確な制御に、最大の改善領域が見られます。専用ドライバICかHブリッジを使用することで、単一コイル設計の極性反転を簡素化し、一貫した動作を確保できます。パルス幅の制御も重要です。パルスが短すぎると、リレーが動作しないことがあります。長すぎると、コイルが不必要に過熱している間に、エネルギーが無駄になってしまいます。要求の厳しいアプリケーションでは、機械的な障害がラッチ設計で意図しないスイッチングを引き起こすことがあるため、振動と衝撃の保護を考慮することも賢明です。

いずれのタイプのリレーにも、より一般的なベストプラクティスがあります。接点定格をディレートし、リレーを最大限界まで追い込まないようにする必要があります。また、熱の蓄積に対処できるよう、十分な換気または熱管理を確保し、埃の多い環境や湿気の多い環境では、密閉型のオプションを選択するようにしてください。これらのいくつかの対策により、設計者は、非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの両方で、信頼性と寿命を劇的に向上させることができます。

非ラッチ・リレーとラッチ・リレーの選択方法

適切なリレーの選択は、アプリケーションのニーズを理解することから始まります。コイルの電圧と電流は使用可能な電源と一致している必要がありますが、接点定格は負荷タイプに適したものでなければなりません。ベストプラクティスのセクションで述べたように、リレーの容量選定では、リレーが最大容量で動作し続けないように、適切なディレーティングを行う必要があります。リレーの最大開閉電圧も、システムの動作要件と一致するか、それを上回る必要がありますが、電力予算も考慮する必要があります。安全上の考慮事項と環境条件は、決定に影響を与えるので、アプリケーションの要件を満たす適切な機能を備えたリレーを選択する必要があります。

これらはリレー選択における一般的な要件ですが、非ラッチ・リレーとラッチ・リレーに関して、確認することができる具体的な質問がいくつかあります。

結論

非ラッチ・リレーとラッチ・リレーを選択するには、エネルギー効率、設計の複雑さと、アプリケーションのニーズとのバランスを取る必要があります。非ラッチ・リレーは、簡単な操作とフェイルセーフ機能を提供し、ラッチ・リレーは、低消費電力のパフォーマンスと状態保持を提供します。Same Skyは、両方のタイプを提供して、エンジニアと設計者がそれぞれの設計課題に適したソリューションを見つけることができるようにしています。

主な取り組み

• 非ラッチ・リレーは、常時コイル電力を必要としており、これによって、通電状態を維持し、電源が切れると自動的にデフォルトの位置に戻ります。
• ラッチ・リレーは、電流を消費することなく、最後の開閉状態を維持し、待機電力を減らし、電源遮断時でも動作状態を維持します。
• 単一コイルのラッチ・リレーは、リレーをセットするかリセットする際に、極性反転に依存し、二重コイルのラッチ・リレーは、駆動回路を簡素化するために別個の制御ピンを使用します。