디레이팅은 신뢰성 설계에 필수적인 요소이며, 제품 수명에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
본 제품의 사용 조건(사용 온도, 전류, 전압 등)이 절대 최대 정격 이내더라도 고부하(고온, 고습, 고전류, 고전압 등)로 연속 사용하면 신뢰성이 현저하게 저하될 우려가 있으므로, 절대 최대 정격에 대한 충분한 디레이팅을 취하고 실제 기기에서 확인하신 후 사용하십시오.
또한 용도에 상관없이 인명 및 재산에 막대한 영향이 예측되고, 높은 안전성이 요구되는 기기에 사용하실 때는 보호 회로나 다중 회로와 같은 이중 회로를 설치하여 기기의 안전성을 도모하고, 안전성 테스트를 실시해 주십시오.
각 단자의 전압·전류값이 절대 최대 정격을 초과하면 과전압·과전류로 인해 내부 소자의 열화가 발생합니다. 심한 경우에는 배선의 용단이나 실리콘 P/N 접합부의 파괴로 이어질 수 있습니다.
따라서, 채용 시에는 순간적으로라도 최대 정격값을 초과하지 않도록 설계해 주십시오.
본 제품은 트라이악 점호용으로만 사용하며, 트라이악이 ON 하는 조건에서 사용해 주십시오.
33번 단자는 릴레이 내부 회로에 사용하므로 외부 회로와 연결하지 마십시오. (6pin)
5번 단자는 게이트와 연결되어 있습니다.
5번 단자와 6번 단자를 직접 연결하지 마십시오.
릴레이 통전 중에 입출력 단자 간 단락이 발생하면 내부 IC가 파괴될 수 있으니 주의해 주십시오.
규격 이하의 부하를 사용하는 경우 오동작할 우려가 있으므로 더미 저항을 사용해 주십시오.
최소 부하 전류 규격값
입력 단자에 역방향 서지 전압이 가해지는 경우에는 입력 단자와 역병렬로 다이오드를 연결하고, 입력 단자에 역내압 이상의 역전압을 인가하지 마십시오.
그 대표적인 회로 예는 다음과 같습니다.
[ 포토트라이악 커플러(6pin) ]
입력 측에 큰 노이즈나 서지가 인가되면 오동작이 발생하거나 파괴될 수 있습니다. 이러한 경우 C, R 등을 통한 노이즈 흡수 회로를 삽입해 주십시오.
그 대표적인 회로 예는 다음과 같습니다.
각 상품의 권장 동작 조건을 참조해 주십시오.
또한, 이러한 조건은 사용 환경의 영향을 받으므로 다른 항목도 함께 확인해 주십시오.
입력 측 전원에 리플이 있는 경우에는 다음 사항에 주의하여 사용하십시오.
① Emin. 에서 LED 전류는 ‘권장 입력 전류값에 대해’ 의 값을 확보해 주십시오.
② Emax. 에서 LED 전류는 50mA 이하로 해주십시오.
① Emin. 에서 조작 전압의 최소값 이상을 확보해 주십시오.
② Emax. 에서 조작 전압의 최대값 이하로 해주십시오.
| 품명 | 입력 측 조작 전압이 역으로 연결된 경우 |
|---|---|
| AQ1, AQ-J, AQ-A (AC) | 실수로 입력 단자를 반대로 연결해도 역연결 방지용 다이오드가 내장되어 있어 파괴되지는 않지만 동작하지 않습니다. |
| AQ-H, AQ-G, AQ8, AQ-A (DC) | 실수로 입력 단자를 반대로 연결하면 파괴될 우려가 있으므로 조작 전압의 극성에 충분히 주의해 주십시오. (혹은 역연결 방지 다이오드를 연결해 주십시오.) |
아래 그림은 일반적인 트라이악 구동 회로입니다. 부하 측에 노이즈나 서지가 인가되면 오동작하거나 파괴될 수 있으므로 스너버 회로나 배리스터를 삽입해 주십시오.
그 대표적인 회로 예는 다음과 같습니다.
[ 포토트라이악 커플러 SOP4, DIP4 타입 ]
[ 포토트라이악 커플러 DIP6 타입 ]
[ AQ-H ]
주) 5번(게이트) 단자에 외장형 저항 등을 연결할 필요는 없습니다.
① AC 출력 타입
부하 측에 큰 노이즈나 서지가 인가되면 오동작하거나 파괴될 수 있습니다. 이러한 경우에는 배리스터를 삽입해 주십시오.
② DC 출력 타입
절대 최대 정격을 초과하는 스파이크 전압이 발생하는 유도성 부하는 부하에 발생하는 스파이크 전압을 제한해 주십시오.
그 대표적인 회로 예는 다음과 같습니다.
납땜 플럭스 등의 세척은 유기 용매를 이용한 침지 세척을 권장합니다. 부득이하게 초음파 세척을 할 경우에는 아래의 조건에 맞추고, 미리 고장 발생이 없는지 실제 사용 상태에서 충분히 확인하신 후 실시하시기 바랍니다.
주) 초음파 세척조의 단위 면적(바닥 면적)에 대한 초음파 출력입니다.
① IRS 법(리플로우)
(권장 조건 리플로우 횟수: 2회 이하, 측정 위치: 단자 납땜부)
T1=150~180°C
T2=230°C
T3=240~250°C
t1=60~120초
t2=30초 이내
t3=10초 이내
② 기타 표면 실장 납땜 방식
상기 이외의 납땜 방법(VPS, 열풍 가열, 핫 플레이트 가열, 레이저 가열, 펄스 히터 가열 등)은 릴레이에 미치는 영향이 다르므로 실제 기기에서 확인하신 후 사용해 주십시오.
③ 납땜 인두법
인두 팁 온도: 350~400°C
납땜 인두: 30~60W
납땜 시간: 3초 이내
① DWS 방식
(권장 조건 횟수: 1회, 측정 위치: 단자 납땜부 온도*1)
T1=120°C
T2=260°C이내
t1=60초 이내
t2+t3=5초 이내
*1 납땜 온도 260°C 이내
② 기타 침지 납땜 방식(권장 횟수: 1회)
예열: 120°C 이하 120초 이하 측정 위치: 단자 납땜부
납땜: 260°C 이하 5초 이하※ 측정 위치: 납땜 온도
※포토트라이악 커플러, AQ-H는 10초 이하
③ 납땜 인두법
인두 팁 온도: 350~400°C
납땜 인두: 30~60W
납땜 시간: 3초 이내
●땜납은 합금 조성 Sn3.0Ag0.5Cu인 것을 권장합니다.
흡습한 상태에서 납땜 실장 시의 열 응력을 가하면 수분이 기화, 팽창하고 패키지 내부 응력이 증가하여 패키지 표면에 팽창, 균열 등이 발생하는 경우가 있습니다. 본 제품은 습도에 민감하여 방습 밀봉 포장을 했으나, 보관 시에는 아래 내용에 주의해 주십시오.
주위가 고온다습한 환경에서 온도가 고온에서 저온으로 급변하거나, 저온에서 고온다습한 환경으로 급히 옮겼을 때 수증기가 응축해 릴레이에 물방울이 맺히는 현상입니다. 결로로 인해 수분이 맺힌 경우 절연 열화 등 고장의 원인이 됩니다. 결로로 인한 고장은 보증되지 않습니다. 탑재 기기의 열 방산 현상이 결로를 촉진할 수 있으므로, 실제 사용 상태에서 최악의 조건으로 평가해 주십시오. (특히 제품 근처에 고발열체가 있는 경우에는 주의해야 합니다.)
※ 각 그림을 클릭하면 그림이 확대됩니다.
| 해당 상품 | 테이프 형상 및 치수 | 종이 테이핑 릴 형상 및 치수 |
|---|---|---|
| SOP4pin 타입 |  ① 1, 2번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○SX(위 그림) ② 3, 4번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○SZ |  |
| DIP4pin 타입 |  ① 1, 2번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○AX ② 3, 4번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○AZ |  |
| DIP6pin 타입 |  ① 1, 2, 3번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○AX ② 4, 5, 6번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○AZ |  |
| DIP6pin 와이드 단자 타입 |  ① 1, 6번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○WAY ② 3, 4번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 APT○○○○WAW |  |
| 해당 상품 | 테이프 형상 및 치수 | 종이 테이핑 릴 형상 및 치수 |
|---|---|---|
| 8pin SMD 타입 |  ① 1, 2, 3, 4번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 AQH○○○○AX(위 그림) ② 5, 6, 8번 단자가 당기는 방향인 경우: 품번 AQH○○○○AZ |  |
포토트라이악 커플러, AQ-H 솔리드스테이트 릴레이는 아래 그림에서 1번 단자가 스토퍼 B의 방향이 되도록 스틱 포장되어 있습니다. 프린트판 실장 시 릴레이의 방향성에 주의해 주십시오.
[ 포토트라이악 커플러 SOP 타입 ]
[ 포토트라이악 커플러 DIP 타입 및 AQ-H 솔리드스테이트 릴레이 ]
SSR의 부하 전압 크기가 허용 전압 이하여도 리액턴스가 큰 유도 부하인 경우 전압이 매우 빨라(dv/dt가 커짐)지므로, 입력 유무와 관계없이 출력이 통전될 수 있습니다. (L 부하 오점호)
당사 SSR 계열에는 스너버 회로가 내장되어 있습니다. (AQ-H 제외) 여기서는 일반적인 스너버 회로 선정에 대해 설명합니다.
SSR 회로의 C 충전 시 상수 τ는 ①의 식입니다.
τ=(RL+R)×C ……… ①
dv/dt 내량 이하가 되도록 ①의 식을 설정하면
C=0.632VA/((dv/dt)×(RL+R)) … ②
입니다. C=0.1~0.2μF로 선정하면 dv/dt는 수 V~수+V/μs 이하로 제어할 수 있습니다. 콘덴서는 MP 콘덴서 또는 금속화 폴리에스터 필름을 사용해 주십시오. 100V 라인에서는 250~400V, 200V 라인에서는 400~600V인 것을 사용해 주십시오.
R(콘덴서 C에서의 방전 전류를 제한하는 것)이 없는 경우에는 SSR이 켜질 때 급격한 상승(dv/dt)으로 피크값이 높은 방전 전류가 흐릅니다.
이 때문에 SSR 내부의 소자가 파괴될 수 있으므로 반드시 R을 삽입해야 합니다. 일반적으로 100V 라인에서 R=10~100Ω, 200V 라인에서 R=20~100Ω 정도를 삽입합니다. (켜질 때의 방전 전류 허용값은 SSR 내부 소자에 따라 다릅니다). C의 방전 전류, 충전 전류에 따른 R의 전력 손실 P는 ③의 식과 같지만, 100V 라인에서는 1/2W, 200V 라인에서는 2W 이상인 것을 사용해 주십시오.
f=전원 주파수
또한 전원을 끌 때 C와 회로의 L에서 링잉하여 SSR 양 끝에 스파이크 전압이 발생합니다. R은 이 링잉을 방지하는 제동 저항으로서 효과가 있습니다. 또한 R은 무유도 저항이 좋아 탄소 피막 또는 금속 피막 저항이 많이 사용됩니다.
일반적으로 C=0.1μF, R=20~100Ω을 권장합니다. 또한 유도 부하에서는 공진하는 경우가 있으므로 주의해 주십시오.
SSR을 이용해 신뢰성 높은 기기나 장치로 하려면 열적 취급에 충분히 주의해 주십시오. 특히 전력 손실로 인해 접합부의 열 방출은 SSR의 기능 및 수명 측면에서 매우 중요합니다.
프린트 기판 실장형 SSR의 정격 통전 전류는 자연 냉각, 주위 온도 40°C ※1 에서 흐를 수 있는 전류로 규정되어 있습니다. 따라서 설치 장소의 주위 온도가 40°C 이상인 경우에는 통전 전류에 대한 주위 온도 특성을 바탕으로 통전 전류를 줄여서 사용해야 합니다.
또한 근접한 다른 부품이 열원인 경우에는 거리가 10mm 이상 떨어져 있어야 합니다.
5A 이상의 SSR인 경우에는 표1의 전용 방열기 또는 규정된 방열판을 사용해 주십시오. 이 경우 방열 조건을 개선하기 위해 열전도성 컴파운드(Momentive Performance Materials Japan YG6111 또는 TSK5303 등) 등을 SSR과 방열판 사이에 도포해 주십시오. SSR의 외부 방열판 및 설치 방법은 해당 상품의 ‘데이터 및 사용 방법’ 또는 ‘사용 시 주의사항’을 참조해 주십시오.
※1: 상품, 사용 조건에 따라 다를 수 있습니다. 각 상품별로 확인해 주십시오.
| 품종 | 전용 방열기 | 부하 전류 |
|---|---|---|
| AQ1208 | AQ1802 | 10 A |
| AQ-J (10 A) | AQP810※2 | 10 A |
| AQP813 | ||
| AQP812※2 | ||
| AQ-J (15 A) | AQP810※2 | 15 A |
| AQP813 | ||
| AQP812※2 | ||
| AQ-J (25 A) | AQP810※2 | 20 A |
| AQP813 | ||
| AQP812※2 | ||
| AQP815 | 25 A | |
| AQ-A (15 A) | AQP813 | 15 A |
| AQP812※2 | ||
| AQ-A (25 A) | AQP814 | 25 A |
| AQP813 | ||
| AQP812※2 | ||
| AQ-A(40 A) | AQP813 | 30 A |
| AQP812※2 | ||
| AQP814 | 40 A | |
| AQP815 | ||
| AQ-A DC (10 A) | AQP812※2 | 8 A |
| AQP815 | 10 A | |
| AQ-A DC (30 A) | AQP812※2 | 30 A |
※2 DIN 레일에 설치 가능한 슬림 방열기
SSR을 이용해 고신뢰성 회로를 설계하려면 SSR의 특성·한계값 등을 이해하신 후 적절한 보호 소자를 삽입해 주십시오.
SSR의 부하 전원에는 여러 요인으로 과전압이 발생하는데, 그 발생 요인을 알고 대책을 세워야 합니다.
과도 전압에 대한 소자 보호 방법에는 다음과 같은 것이 있습니다.
(controlled avalanche 소자 등)
변압기 2차 측에서 스위치를 개방하고, 차단 속도가 느린 스위치를 사용한다.
CR 서지 흡수기 혹은 배리스터를 전원 측 혹은 SSR의 양 끝에 연결한다.
특히 전원 투입 시, 전원 개방 시 등 서지 전압 및 외래 서지가 소자 정격 전압의 값을 초과하지 않도록 주의해 주십시오. 정격을 초과하는 서지가 발생하는 경우 서지 흡수 회로와 서지 흡수용 소자(예: ZNR 파나소닉 인더스트리 제품)를 삽입해 주십시오.
ZNR의 정격 전압 선택
① 전원 전압의 피크값
② 전원 전압의 변동값
③ ZNR의 열화(1mA±약 10%)
④ ZNR의 허용차(정격 전압의 ±10%)
예를 들면 100V 라인의 경우 ①×②×③×④ = (100×√2)×1.1×1.1×1.1 = 188(V) 의 정격 전압을 가진 ZNR을 선택합니다.
ZNR의 제품 예(파나소닉 인더스트리 제품)
| 형식 | 배리스터 전압 | 최대 허용 회로 전압 | 최대 제한 전압 | 최대 평균 펄스 전력 | 에너지 내량 | 서지 전류 내량 | 정전 용량(참고값) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (10/1000μs) | (2ms) | 1time | (8/20μs) 2time | |||||||
| V1mA (V) | ACrms (V) | DC (V) | V50A (V) | (W) | (J) | (J) | (A) | (A) | @1KHz (pF) | |
| ERZV14D201 | 200 (185~225) | 130 | 170 | 340 | 0.6 | 70 | 50 | 6,000 | 5,000 | 770 |
| ERZV14D221 | 220 (198~242) | 140 | 180 | 360 | 0.6 | 78 | 55 | 6,000 | 5,000 | 740 |
| ERZV14D241 | 240 (216~264) | 150 | 200 | 395 | 0.6 | 84 | 60 | 6,000 | 5,000 | 700 |
| ERZV14D271 | 270 (247~303) | 175 | 225 | 455 | 0.6 | 99 | 70 | 6,000 | 5,000 | 640 |
| ERZV14D361 | 360 (324~396) | 230 | 300 | 595 | 0.6 | 130 | 90 | 6,000 | 4,500 | 540 |
| ERZV14D391 | 390 (351~429) | 250 | 320 | 650 | 0.6 | 140 | 100 | 6,000 | 4,500 | 500 |
| ERZV14D431 | 430 (387~473) | 275 | 350 | 710 | 0.6 | 155 | 110 | 6,000 | 4,500 | 450 |
| ERZV14D471 | 470 (423~517) | 300 | 385 | 775 | 0.6 | 175 | 125 | 6,000 | 4,500 | 400 |
| ERZV14D621 | 620 (558~682) | 385 | 505 | 1,025 | 0.6 | 190 | 136 | 5,000 | 4,500 | 330 |
| ERZV14D681 | 680 (612~748) | 420 | 560 | 1,120 | 0.6 | 190 | 136 | 5,000 | 4,500 | 320 |
D: φ17.5max.
T: 6.5max.
H: 20.5max.
W: 7.5±1
(단위 mm)
SSR을 이용한 회로에 과전류에 대한 보호가 이루어지지 않을 경우 SSR이 파괴될 수 있습니다. 반도체에서 봤을 때 연속 통전하는 과부하 ON 전류에 대한 정격 접합 온도를 초과하지 않도록 SSR 선택 및 회로 설계를 해주십시오.
(예: 모터, 백열전구 등의 돌입 전류)
반도체의 수명 동안 약 수십 번 이하의 빈도로만 발생하는 과전류에 대해서는 서지 ON 전류 정격을 적용합니다. 이 정격에는 보호 협조 기구가 필요합니다.
과전류에 대한 소자의 보호 방법에는 다음과 같은 것이 있습니다.
한류 리액터를 전원에 직렬로 삽입한다.
한류 퓨즈 혹은 브레이커를 전원에 직렬로 삽입한다.
과전류 보호 협조의 퓨즈 선택 실시 예
SSR에 가장 적합한 부하로, 제로크로스 효과로 노이즈 발생을 크게 줄일 수 있습니다.
텅스텐램프, 할로겐램프 등은 돌입 전류가 크게 흐릅니다. (제로크로스 방식 SSR에서 약 7~8배, 비제로크로스 방식에서 최악의 경우 약 9~12배) 이 돌입 전류의 피크값이 SSR의 서지 ON 전류값의 50% 이하가 되도록 SSR을 선정해 주십시오.
AC 구동 전자 개폐기 및 솔레노이드 밸브는 기동 시에 돌입 전류가 흐릅니다. 이 돌입 전류의 피크값이 서지 ON 전류값의 50% 이하가 되도록 SSR을 선정해 주십시오. 특히 소형 솔레노이드 밸브, AC 구동 릴레이는 누설 전류로 인해 SSR이 OFF 되어도 부하의 양 끝에 전압이 남아 부하가 오동작하는 경우가 있습니다. 이러한 경우 부하에 병렬로 더미 저항을 연결해 주십시오.
●정격 이상의 부하로 사용하는 경우
전동기 시동 시에는 전체 부하 전류의 5~8배 정도의 시동 전류의 대칭적인 교류분에 직류분이 중첩되어 더욱 커집니다. 이 시동 전류가 흐르는 시간, 즉 시동 시간은 부하와 전원 용량의 크기에 따라 각각 다릅니다. 실제 사용 상태에서 시동 전류와 시동 시간을 측정해, 이 시동 전류의 피크값이 SSR의 서지 ON 전류값의 50% 이하가 되도록 SSR을 선정해 주십시오. 또한, 전동기 부하를 차단하면 전동기의 역기 전압을 위해 전원 전압 이상의 전압이 SSR에 인가됩니다. 유도 전동기의 경우에는 약 1.3배, 동기 전동기의 경우에는 약 2배의 전압이 되므로 주의해 주십시오.
정·역방향 운전 시에는 전동기의 역기 전압을 위해 시동 전류와 시동 시간이 단순 시동 시에 비해 부하가 대폭 가혹해지므로 이 경우에도 실측해 주십시오.
콘덴서 시동형 단상 유도 전동기의 경우에는 정·역방향 제어 시 콘덴서의 방전 전류가 발생하므로, 반드시 SSR과 직렬로 억제 저항 또는 한류 리액터를 삽입해야 합니다. 또한, SSR 출력 양 끝에는 전원 전압의 배가 되는 전압이 발생하므로 SSR의 허용 전압에 충분히 주의해 주십시오.
그리고 가역 제어를 하는 경우에는 정전용 SSR과 역전용 SSR이 동시에 켜지지 않도록 설계해 주십시오.
콘덴서 부하(예: 스위칭 레귤레이터 등)에 SSR을 사용하는 경우 콘덴서에 충전하는 동안 돌입 전류가 흐릅니다. 이 돌입 전류의 피크값이 SSR의 서지 ON 전류값의 50% 이하가 되도록 SSR을 선정해 주십시오. 또한, SSR과 직렬로 연결된 스위치 개폐 시 1사이클 이하의 오동작을 하는 경우가 있습니다. 이 경우에는 dv/dt 억제 리액턴스 L(200~500μH)을 SSR에 직렬로 삽입해 주십시오.
일반 전자 장치에는 보통 라인 필터가 내장되어 있습니다. 이 라인 필터의 콘덴서로 인해 주전원 스위치 개폐 시 SSR이 dv/dt에 의한 오동작을 할 수 있습니다. 이 경우에는 SSR에 직렬 dv/dt 억제용 리액턴스(200~500μH)를 삽입해 주십시오.
(1) 백열전구 부하
돌입 전류/정격 전류 = i/io ≒ 10~15배
(2) 수은등 부하 i/io ≒ 3배
일반적으로 방전등 회로는 방전관, 변압기, 초크 코일, 콘덴서 등이 결합되어 있으며, 특히 고역률형으로 전원 임피던스가 낮은 경우에는 20~40배의 돌입 전류가 흐르는 것도 있으므로 주의해 주십시오.
(3) 형광등 부하 i/io ≒ 5~10배
(4) 모터 부하 i/io ≒ 5~10배
(5) 솔레노이드 부하 i/io ≒ 10~20배
인덕턴스가 크기 때문에 차단 시의 아크 지속 시간이 길어져 접점이 쉽게 마모될 수 있으므로 주의해 주십시오.
(6) 전자 접촉기 부하 i/io ≒ 3~10배
(7) 콘덴서 부하 i/io ≒ 20~40배
(1) IC의 출력이 ‘High’일 때 동작
(2) IC의 출력이 ‘Low’일 때 동작
A 단자: ON 입력 펄스
B 단자: OFF 입력 펄스
※포토트라이악 커플러, AQ-H는 전류 구동 타입입니다.
(1) 포토트라이악 커플러
(2) AQ-H 솔리드스테이트 릴레이
