ソリッド ステート リレー (SSR リレー)

ソリッド ステート リレーは、エレクトロメカニカル リレーと同じように動作します。ただし非接触型です。トライアック、サイリスタ、パワー トランジスタなどの電子部品がスイッチング素子として用いられているため動作します。​ SSR への入力信号により、出力が非導通状態から導通状態に切り替わり、負荷回路のオンとオフも切り替わります。電気機械リレーなどのように、磁気回路で中間信号を使用して、入力と出力のガルバニック絶縁を行う代わりに、SSR では中間信号に光電子工学、静電容量式接続、および電界結合を利用しています。このため、SSR は応答が速く、振動と衝撃への耐性も高く、スイッチング時も静粛であるうえに、埃、ガス、およびその他の汚染物質の存在にも影響を受けません。

材質の設計上、ソリッド ステート リレーにはスイッチングの範囲と容量に制約があり、スイッチング部品のサイズと温度抵抗性にも制限があります。SSR は、ノーマル オープン (NO) 出力のみで、AC と DC には異なるスイッチング素子が必要となる一方で、これらの製品は無接点システムを使用しているため、スイッチング寿命が長くなり、特定の条件下ではスイッチングの信頼性が向上するほか、負荷電流がゼロと交差した際にスイッチがオフに、負荷電圧がゼロと交差した際にスイッチがオンになるといった、特定のサイクルでの AC 負荷の切り替えが可能となります。また大半の場合では、SSR を他の電子回路から直接制御できます。

逆に言えば、ソリッド ステート リレーでは、オフ状態において負荷回路でガルバニック分離は行われず、また SSR はサージ、スパイク、および強い電界など、外部からの電気的影響を受けやすいため、保護回路と超速断型ヒューズが必要となります。より高い電力負荷のスイッチングが必要となることも、使用上の考慮事項となります。このような種類の用途では、高出力スイッチングに適した、より高い入力電力が必要です。その結果これらの要件により、高電流のスイッチングを行う場合では、スイッチング素子から熱が発生するため、今後このデバイスにはヒートシンクがより多く使用されるようになると予測されます。他のこの種類の用途と同様に、ヒートシンクの追加により、部品全体のサイズ/重量が大きくなることを考慮する必要があります。

当社のソリッド ステート リレーは、きわめて信頼性に優れた AC、DC、または双方向負荷のスイッチングに対応できるように作成されており、本質的にスイッチング時の雑音が少なく、非常に長寿命であることが特長です。 このような SSR の設計では、半導体の電気特性と光学特性を利用して、スイッチングと出力絶縁を行います。可動部品がないため、摩耗による接点跳動の問題がなくなります。さらに、低電圧オンおよびゼロ電流オフにより、電気的雑音 (逆起電力) による過渡現象もなくなります。

TE の SSR は、高速なスイッチング時間と非常に長い寿命を必要とするさまざまな用途で利用できます。この他に設計の特長には、厚膜ハイブリッド回路技術の利用、パネル取り付け構成、W または Y MIL レベルへのスクリーニング (該当する場合)、および MIL 規格または適用される DSCC 図面規格の承認などが含まれます。

一例を挙げると、KILOVAC ブランドの MS14 シリーズ サブミニチュア SSR では、1000 Vrms 入出力絶縁が可能な最先端の光起電性光絶縁が採用されているほか、電力 MOSFET 出力チップを使用することで、最大 350 mA および 400 Vdc の双方向負荷や DC のきわめて信頼性の高い高速スイッチングが可能となります。入力に対して電流による制御とバッファ処理を行うことで、電力損失が最小限に抑えられ、CMOS または TTL から直接リレーを動作させることが可能となります。リレーは、カスタムのハーメティック シールされた薄型 0.100 グリッド構成で封止されているため、高密度の PC 回路基板においてスペースを節約できます。