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電子部品広告特集 各社紹介

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省エネ性能向上に貢献

リレー・ソレノイド

高信頼性で用途幅広く

リレーは電気回路の中で、電流のオンとオフを切り替える電子部品。リレーという名称の通り、入力された電気信号を受け取って、出力部分に受け渡す役目を担っている。このため継電器とも呼ばれる。

一般的な電磁リレーは、電磁石により接点を機械的に開閉することでオンとオフを切り替える。電磁リレーは、コイルの中心部分に鉄心を配置し、コイルに電流が流れた時に、電磁石の効果で鉄心が直線的な往復運動でオンとオフを切り替える。プリント基板に搭載できる小型のPCBリレーや電源装置など大電流・高電圧に対応したパワーリレー、封止接点型のリードリレーなどの種類がある。

半導体をスイッチング素子に利用したリレーは、半導体リレーやソリッドステートリレー(SSR)と呼ばれ、応答速度が速く小型化が可能という特徴がある。電磁リレーの鉄心ように機械的に動作する可動接点を持たない無接点リレーであるため、接点の消耗がなく長寿命であるとともに、ノイズや動作音が発生せず接触不良も起こしにくい。

ソレノイドも電磁リレーと同様に、電磁石を使用して電気エネルギーを機械的な直線運動に変換する電子部品。固定鉄心(ヨーク)の周囲にコイルを巻き、固定鉄心の中心部に強磁性体を用いた可動鉄心(プランジャー)を配置した構造になっている。コイルに電流を流すことでプランジャーがヨーク内から押し出されたり引き込まれたりする。この直線運動を電気回路のオン/オフに利用したり、電磁ポンプの弁機構、動力などにも利用したりできる。

ソレノイドは構造が簡単で、使用する部品点数も少ない。そのため高い信頼性を備えている。電源のオン/オフの用途では家電製品からOA機器、自動販売機など大型で耐久性が求められる機器に使用されている。そのほかにもソレノイドバルブとして、産業機器では油圧や空気圧を制御する電磁弁として用いられるなど、応用範囲が広い。

電源部品

高効率化へ新素材開発も

電気回路に平滑な直流を供給するのがスイッチング電源。従来の家電製品などに使用するACアダプターでは、鉄心を使用した電源トランスを使っていたため大きく重いことや完全に平滑化できないこと、変圧する際に熱が発生するため電力のロスが小さくなかった。これに対して半導体を使用したスイッチング電源は、大きく重い部品を使用しないため小型軽量化が可能となった。パソコンのACアダプターは小型化され、携帯電話用では小型軽量化された。

スイッチング電源は、商用電源として供給される交流100ボルトを直流に整流し、パワー半導体を使用して周波数を持った交流に変換。そして高周波トランスを使用して整流する。

スイッチング素子として使用されるパワー素子には、バイポーラトランジスタ、パワーMOSFET、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)が使用される。パワーMOSFETは、小型電子機器用に高速のスイッチングが必要な機器に搭載され、産業機器や車両用など大電流・高電圧の電力変換にはIGBTを搭載したインバーターが用いられる。再生可能エネルギーを用いた発電では、直流を交流に変換・整流するためにインバーター搭載のパワーコンディショナーが不可欠だ。

従来のパワー素子は半導体と同じシリコンを使用したが、より高効率の材料として炭化ケイ素(SiC)が実用化、次世代パワーデバイス用の素材として窒化ガリウム(GaN)の開発も進んでいる。SiCやGaNの使用で、電源をオンにしたときの損失とスイッチングの際の損失を大幅に低減できる。電力損失の原因となる熱の発生を抑制できるため冷却部品の小型化が可能となり、電源装置自体の小型化や高効率化が可能になる。

パワー素子は、エコカー向けに需要が拡大している。エコカーは電力供給の安定化や効率化が性能向上に不可欠。電子機器搭載量が増えているため、電力マネジメントも重要だ。高い信頼性とともに低損失の電源部品や装置の開発もエコカーの高性能化を支えている。

各社紹介

タイコ エレクトロニクス ジャパン
合同会社

ミツミ電機株式会社

ヒロセ電機株式会社

日本航空電子工業株式会社

イリソ電子工業株式会社

ホシデン株式会社

太陽誘電株式会社

株式会社日本ファインケム

信明電機株式会社

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