リードリレーの用途は何ですか?

A リードリレー 最小限の接触抵抗、ゼロに近い漏れ電流、信頼性の高い電気絶縁で信号を切り替える必要がある回路のあらゆる場所で使用されます。そのため、自動テスト装置、医療機器、RF およびマイクロ波システム、産業用オートメーション、セキュリティ システム、計器類に広く使用されています。 Power Electronic Tips によると、リードリレーは最大で 1kHz また、密閉された接点のおかげで、数十億回の動作を実現できます。接点は、同じ耐用年数の間、開いた接点スイッチを劣化させるほこり、湿気、汚染の影響を受けません。この速度、精度、長期信頼性の組み合わせが、生のスイッチング電力よりも信号精度が重要なアプリケーションにおいてリードリレーがデフォルトの選択肢であり続ける主な理由です。

密閉型接点設計が重要な理由

リードリレーの特徴は、不活性ガスが充填されたガラスカプセル内に 2 つの強磁性接点ブレードが封入された密閉型リードスイッチです。 Power Electronic Tips は、この密閉構造により接点が外部環境の影響を受けず、影響を受けないことを意味し、オープンフレームリレー設計と比較してアーク放電や汚染を最小限に抑えることができると述べています。この密閉型アーキテクチャにより、リード リレーは小型 DIL および SIL パッケージによって回路基板の設置面積が非常に小さくなり、競合する電気機械デバイスよりもコイルの消費電力が低くなるため、コンパクトでバッテリ駆動の高密度実装回路設計に適しています。

自動試験装置：最大のアプリケーションカテゴリー

一般に ATE と呼ばれる自動テスト装置は、テスト システムが非常に高いサイクル カウントと非常にクリーンな信号スイッチングの両方を必要とするため、リード リレーの最も要求が厳しく、広く引用されているアプリケーションの 1 つです。リード リレー アプリケーション エンジニアが公開した技術図は、これが実際になぜ重要なのかを示しています。5 年間の予測耐用年数で継続的に稼働する ATE システムは、テストごとに 4 つのリレーを閉じて 1 分あたり 10 回のテストを実行し、おおよその累積が発生します。 1億300万回のリレー閉鎖 寿命全体にわたって、リード スイッチの一般的な定格寿命を十分に上回る可能性があります。 10億サイクル 切り替えられる負荷に応じて異なります。 PCB 設計エンジニア向けに発行されたリード リレー選択ガイダンスによると、ATE およびデータ収集アプリケーションに使用されるリード リレーは、通常、3 マイクロボルト未満の低熱起電力と、1,000 万回の動作にわたって約プラスまたはマイナス 5 ミリオームの長期接触抵抗安定性を備えた仕様となっています。

医療機器とセーフティクリティカルスイッチ

医療機器では、リードリレーの真のガルバニック絶縁は、性能上の利点だけでなく、多くの場合安全要件でもあります。医療機器の設計に関するアプリケーションガイダンスでは、リードリレーは除細動器、電気外科発電機、医療監視および制御された治療機器で広く使用されており、リレーは必要なときに確実に動作し、低電圧制御回路に障害が発生した場合でもフェールセーフを維持する必要があると記載されています。通常よりも高いコイル抵抗で構築されたリードリレーは、消費電流が低いため、スイッチングの信頼性を犠牲にすることなくバッテリ寿命が延長されるため、バッテリ駆動のポータブル医療機器にも一般的に指定されています。リードリレーは、医療機器の製造自体の品質保証に使用される自動試験装置にも使用され、医療機器のライフサイクルの両側で役割を果たします。

RFおよびマイクロ波信号のスイッチング

リードリレーは、通信や試験装置で無線周波数およびマイクロ波信号をルーティングするためにも広く使用されています。リードスイッチのパッケージングに関する特許文書には、一部のリードリレーのアプリケーションでは 500 MHz を超えるスイッチング信号周波数が必要であり、現在のリードリレーの設計は最大 8 ～ 10 GHz の範囲で動作可能であり、その範囲をさらに 18 GHz に拡張することを目的としたエンジニアリング作業が進行中であると記載されています。このため、汎用信号設計ではなく RF 性能のために特定のリレー パッケージが選択されている場合、リード リレーは、RF テストベンチ、通信機器、および重大な挿入損失を引き起こすことなくスイッチが高周波で信号の完全性を維持する必要がある回路基板設計にとって実用的な選択肢となります。

産業オートメーション、セキュリティ、計測器

リードリレーは、試験および医療用途を超えて、一般産業および安全性の幅広い役割を果たします。 Utmel のリード リレー アプリケーションの概要では、現在使用されている最も影響力のある 10 のアプリケーション カテゴリとして、自動テスト装置、RF およびマイクロ波スイッチング、医療機器、自動車エレクトロニクス、産業用制御、代替エネルギー システム、計装、通信、スマート ホーム セキュリティ、および信号処理が挙げられています。位置および速度のセンシングは、セキュリティ システム、防火安全装置、通信インフラストラクチャ、およびプロセス制御システムにわたって特に一般的な使用例であり、リード リレーの漏れがない状態とハーメチック シールにより、長期間の無人サービス期間にわたって信頼性を維持する必要があるセンシング アプリケーションに最適です。

一般的なリードリレーの応用分野

• 高いサイクル寿命と低い信号歪みを必要とする自動試験装置およびデータ収集システム
• 除細動器、監視装置、携帯用診断ツールなどの医療機器
• 通信およびテストベンチアプリケーション向けのRFおよびマイクロ波スイッチング
• PLC 入出力モジュールおよびプロセス制御システムを含む産業オートメーション
• 位置または近接センシングを使用したセキュリティ、防火、安全システム
• 低漏れ電流と低コイル電力が重要なバッテリ駆動のポータブル電子機器

用途別に確認すべき主な仕様

リードリレーとソリッドステートの代替品

高電圧および高精度測定アプリケーションの場合、リードリレーはソリッドステートリレーと比較されることが多く、各テクノロジーには明確な利点があります。リードリレーは、漏れ電流がゼロで接触抵抗が無視できる真のガルバニック絶縁を提供します。これにより、リレー自体による測定誤差の発生が防止されます。これは、精度が製品の品質に直接影響する自動テスト装置、半導体テスト、およびデータ収集システムにとって不可欠な特性です。これと同じ物理的絶縁が、除細動器や MRI システムなどの安全性が重要な機器が、半導体ベースの代替品ではなくリード リレー スイッチングに依存する理由です。これらの用途におけるフェール セーフ絶縁は、半導体接合の完全性に依存できないためです。また、リード リレーは、多くのソリッド ステート スイッチング設計のより複雑な駆動要件と比較して、単純な駆動回路を使用する低から中量産の生産において、システムの総コストと設計の複雑さを最小限に抑える傾向があります。

アプリケーションに適したリードリレーの選択

1. スイッチング電圧と電流を負荷に合わせて、サージや突入状態に対するマージンを確保します。
2. 低レベル信号および精密測定用途には金メッキ接点を指定してください
3. ATE、DAQ、高精度アナログ回路の接触抵抗と熱起電力の仕様を確認する
4. 誤ったトリガーを防ぐために、高 EMI 環境ではシールドされたコイル設計を選択してください。
5. 産業オートメーションの UL508 や IEC 61010 などの関連規格、または医療機器の該当する医療機器安全規格への準拠を確認します。

リードリレーは、自動試験装置、医療機器、RF およびマイクロ波システム、産業オートメーション、セキュリティ用途で使用されています。その密閉された接点が、非常に低い接触抵抗、ほぼゼロの漏れ電流、最大 1 kHz までの高速スイッチング速度、および 10 億回を超えるサイクル寿命という珍しい組み合わせを実現しているためです。これらと同じ特性により、半導体スイッチがエラーを引き起こしたり安全でない故障を引き起こす可能性がある安全性が重要なデバイスや精密測定システムにおいて、リードリレーからのガルバニック絶縁が不可欠になります。適切に指定された リードリレー アプリケーションが高スループットのテスト システム、ポータブル医療機器、またはコンパクトな産業用制御パネルであっても、エンジニアに高感度の信号を正確に切り替えるための信頼できる方法を提供します。