DCモータのONーOFFをパワーMOSFETで

質問

現在エアコンプレッサー（AC100vのモーター）を使用しています。
タンクの圧力スイッチからリレーでモーターがONーOFFされています

これをDC１２Vのモーターに変えようと思っています。定格電流が40Aで、ONーOFFはネットで調べるとパワーMOSFETを使用することは判ったのですが実際がよくわかりません。
ゲートには圧力スイッチからくる12vを抵抗で分圧していいのかと思っています。ただ、どんな規格の抵抗を使えばいいのか判りません。

回路図と実際に使用するパワーMOSFET、抵抗などの商品名を教えてください。
又、他によい方法があれば指摘いただければと思います。
よろしくお願いします。

回答No.4

ninoue · ベストアンサー

注意点を追加します。
DCモーターの定格40Aとの事ですが、モーター起動時にスピードアップするまでの間、大きな起動電流が流れます。
その値はモーターの抵抗(損失)が5%-10%程度だとすると、定格電流の20倍ー10倍程度にもなります。

従って単なるソリッドステートリレーでは、この突入電流に対応する為に一秒程度の短時間許容電流値が800A-400A以上?等を選択する必要があり、実用的では無いと思われます。

また、切断時にはDCモーターに流れている電流がコイル分のため流れ続ける為の保護回路:ダイオードがトランジスタと並列に逆向きに接続されている必要があります。

以上の点等を考えると電磁接触器:コンタクターを使われる方が安全だと考えられます。

お礼

参考になりなりましたありがとうございます。
電磁リレーが組み込まれた圧力スイッチを見つけましたので購入してトライしてみます。
ありがとうございました。

回答No.3

ninoue

>ソリッドステートリレー　
>Output voltage:24-380VAC Output current:100A

の採用を検討されているとの事ですが、これはAC負荷専用であり、DC負荷に適用した場合には一度ON信号が入った後は入力信号がOFFになっても、負荷電流は流れつづける事になります。

次を参照ください。
http://www3.panasonic.biz/ac/j/control/relay/solid-state/related_information/techinfo.jsp
SSRの分類と回路構成

出力素子がトライアックではなくトランジスタの場合のみDC出力のON/OFFに対応可能ですので、適用負荷DCを確認して購入ください。

或いはケースカバー付き電磁接触器等も検討されたら如何ですか。
その場合、DCモーター負荷はAC負荷よりも切断時のアーク等の為に切り難く、同一フレームでも1/2-1/3の定格電流値が指定されていたりするので注意が必要です。
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/hdn/mgsw/sentei04.htm

回答No.2

ninoue

モーターオフ時のサージ電圧対策、モーターの定格電流、オン時の突入電流等について考慮しておかないと、MOSFETが壊れたりして上手くいかない事が多いのではと思われます。

現状でどのような問題があって、それをDCモーターに変更する事により解決できるのかがはっきりしません。

自分で回路図や必要なMOSFETを調べる事が出来ないのであれば、AC100vのモーターを現状のまま使い続けられるのが良いのではないでしょうか。

補足

回答ありがとうございます。

戸外でコンプレッサーを使う必要があり、又騒音の関係でエンジンが使用できないのでバッテリー駆動を考えていました。
海外通販で現在使用している物と同程度の馬力のDCコンプレッサーを注文しましたのでこれをタンクに取り付けようと考えていました。
タンクの圧力によりモーターはON-OFFを繰り返します。しかし、圧力スイッチに20Aとあり明らかにオーバーしますので方法を考えていました。

解体してみたら圧力スイッチは簡単な構造でタンクの圧力をダイヤフラムが受けてそれでスイッチを開閉するだけものものでリレーではありませんでした。

Output current:100Aとうソリッドステートリレーを見つけましたので、それでON-OFFできないかと考えています。

　Output voltage:24-380VAC Output current:100A
　Input voltage:3-32VDC Input current:DC3-25mA
　On voltage: ＜ 1V

上のような仕様ですが、今考えている方法は、バッテリーから圧力スイッチを経由してゲートのInputに接続、Outputにモーターの電源を接続するです。
バッテリーからソリッドステートリレーのゲートに直接接続することになり不安が残りますが、これで大丈夫でしょうか？

回答No.1

TT414

>ゲートには圧力スイッチからくる12vを抵抗で分圧していいのかと思っています。ただ、どんな規格の抵抗を使えばいいのか判りません。

分圧する必要はありません、MOSFETはゲートに20V程度はかけられます。

それよりも圧力スイッチの出力をFETに直接つなげられるのでしょうか？
圧力スイッチの出力がアナログの場合PWMなどに変更しなければいけないか、シュミットゲートでデジタルに変更しなければいけません。デジタルの場合でもシュミットゲートなどが必要でしょう。

補足

回答ありがとうございます。

戸外でコンプレッサーを使う必要があり、又騒音の関係でエンジンが使用できないのでバッテリー駆動を考えていました。
海外通販で現在使用している物と同程度の馬力のDCコンプレッサーを注文しましたのでこれをタンクに取り付けようと考えていました。
タンクの圧力によりモーターはON-OFFを繰り返します。しかし、圧力スイッチに20Aとあり明らかにオーバーしますので方法を考えていました。

解体してみたら圧力スイッチは簡単な構造でタンクの圧力をダイヤフラムが受けてそれでスイッチを開閉するだけものものでリレーではありませんでした。

Output current:100Aとうソリッドステートリレーを見つけましたので、それでON-OFFできないかと考えています。

　Output voltage:24-380VAC Output current:100A
　Input voltage:3-32VDC Input current:DC3-25mA
　On voltage: ＜ 1V

上のような仕様ですが、今考えている方法は、バッテリーから圧力スイッチを経由してゲートのInputに接続、Outputにモーターの電源を接続するです。
バッテリーからソリッドステートリレーのゲートに直接接続することになり不安が残りますが、これで大丈夫でしょうか？