コイルの逆起電力

質問

パワーリレーをON/OFFするのに
12V→コイル→ＧＮＤ
という接続で、12Vの電源が印加されたらリレーがＯＮして5Vなり24Vが出力されるという回路を考えているのですが、この場合、逆起電力対策は考えなくてもよいのでしょうか？
FETなどを利用してON/OFFする場合逆起電力によって破壊されないようにツェナー等を挿入すると思いますが、とくに制御が無い場合は対策無しでよいのでしょうか？

この12Vがコイルだけでなく、システム電源として利用されている場合、対策をしないと12Vで駆動しているIC類を破壊してしまうようなことはあるのでしょうか？？

回答No.5

anachrockt · ベストアンサー

逆起電力Vrってぇのは，Vr=-Ldi/dtだとゆうことはおわかりですよね．
di/dtを小さくすれば無問題です．
12Vが電源だとして，12Vとコイル間にスイッチが入っていなければ，対策不要です．
とゆうのは，12V電源にはパスコン（正確にはバルクキャパシタ）として大きな電解コンデンサが入っているはずです．
電源スイッチが切られると，12V電源は徐々に低下するからコイルに流れる電流も徐々に低下し，逆起電力の影響は気にすることはありません．
市販されている電源ユニットには，突入電流保護のためAC入力に直列抵抗等が入ってます．
電源が立ち上がって出力が出だすと，この抵抗をサイリスタやリレーでショートします．
サイリスタはオン電圧が高いため，数100W以上の物では効率向上のためにリレーが入っている場合が多いです．
そのリレーのコイルは出力に並列に入り，逆起電力の保護は何もありません．

なお，12Vとコイル間にスイッチが入っているときは，逆起電力の保護としてコイルに並列にダイオードを入れます．

お礼

上記、補足ではなく、お礼でした。

補足

12Vとコイルの間にスイッチはありません。
DC-DCコンバータ出力の１２Vを直接コイルに入力しています。
おっしゃられるように、DC-DCの出力には1000uやらのコンデンサがぼんぼんついております。

なるほど、スイッチでON/OFFするか否かが重要なのですね。
わかりやすい御説明、ありがとうございます！

回答No.4

maccha_neko

うーんと，逆起電力と呼ばれるものがどうして起きるのかということを，体感的というのか，イメージしておくといいと思います．
要するにコイルの場合には磁束の形でエネルギーを蓄えていて，常に電流を一定に保持しようとします．スイッチがOFFにされても一定の電流を流し続けようとしますが，電流の流れる先が無い（インピーダンスが非常に高い）となると電圧が跳ね上がって無理やりにでも電流を流そうとします．
このためリレーの電源をON/OFFするときにスイッチの接点で火花が飛んだりすることになります．

電源とスイッチとリレー，その他の負荷の接続関係を図にしてスイッチがOFFにされたときのリレーの電流の流れを描いてみると，分かりやすいと思いますが，電流の逃げ場が無くて可愛そうでしょう？
その逃げ場としてリレーと並列にダイオードを入れてやるわけですね．
リレーのエネルギー自体はなるべく高い電圧で放出させたほうが（なるべく大きな抵抗を負荷として放出させたほうが）早く無くなりますので，OFF時の「キレ」を考えるならダイオードと直列にツェナーなどを入れて高めの電圧で放出させた方が有利でしょうけど・・まぁ普通はそこまで問題にはならないのでダイオードで良いでしょう．

あと，このときの電流を見ればわかるとおりで，電源を流れる電流がリレー分だけ急に減ることになります．
このような急激な電流変化に対する電源そのものの安定度の影響や，コイルを流れる電流の増減と，配線の抵抗による電圧降下の影響などに十分配慮する必要があります．

お礼

御説明いただいたスイッチとはコイルに印加する12V電源のスイッチですかね？
コイルに12Vを印加することでONとなるスイッチでしょうか？
(当方、C接点のパワースイッチを想定しております)

電流がリレー分だけ急に減るのは仰せられるとおりですね。
システム電源とリレーのコイルに使用する電源は分けて使用することとしました。
ありがとうございます。

回答No.3

IrGacria

逆起電力対策は必ずするべきです。オムロンのWEBサイトに良い解説があります。
５ＶだったらＬにもよるのでしょうが、たいていは小信号用ダイオード１個で済む話ですよ。

参考URL：

http://www.fa.omron.co.jp/guide/cautions/7.html

お礼

まさにOMRONのリレーを使用するところでした。
ガイドを参考にさせていただきます。
ありがとうございます。

回答No.2

KEN_2

最低リレーのコイルに逆起電力吸収用のダイオードを挿入し、制御が無い場合でも対策します。
対策していないと周囲にノイズをばら撒きますので、通常は挿入するのが定石です。
ツエナー・ダイオードは耐圧が低いので、あまり使われません。

＞この12Vがコイルだけでなく、システム電源として利用されている場合、対策をしないと12Vで駆動しているIC類を破壊してしまうようなことはあるのでしょうか？？
パワーリレーの消費電流と12V系のバランスで決まりますが、軽微な消費電流の場合デカップリング回路を付けて使用しますので破壊しにくいですが、通常パワー系のリレー電源とシステム電源は別系統にして設計します。

お礼

ノイズを撒き散らす、たしかにそうでした。
ありがとうございます。

システム電源は別に作ることとしました。
安易に考えすぎでした。

回答No.1

Cupper

壊れる可能性は十分あります

ただし最近の制御機器はそのあたりの対策が取られているものが多いので
良く確認してからダイオードを挿入するなどの対策をしましょう

てか、そんな電源をシステムの電源として使っちゃダメ

お礼

御回答ありがとうございます。
ダイオードを挿入いたします。

あと、コイルの電源はコイルだけに使用することとしました。
すいません(^^;