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【初級編】シンクとは?ソースとは?出力ユニット選定のキホン 覚えておきたい4つの事

2020年3月19日


この記事ではよく使う出力方式において、どのように出力ユニットを選べばよいか?という事で、覚えておきたい出力方式4つについて解説します。

トランジスタ出力の「シンク」とは

実回路とは少し異なりますが、動作を簡単にイメージして頂けるかと思います。

 

 

シンク出力とはNPN型トランジスタが使用されている出力で、コモンはマイナス側になります。図を例に、どのような順番で出力されてランプが点灯するか見ていきましょう。

まずY000がOFF→ONとなります。するとNPNトランジスタのベース(B)からエミッタ(E)へ電流が流れます。

 

 

すると、コレクタ(C)からエミッタ(E)へ電流が流れます。するとランプに電流が流れ、ランプが点灯します。

 

シンク出力についてはQシリーズの型式ですと、QY40P、QY41P、QY42Pあたりになります。

 

この時点で「NPNって何だろう?」、「コモンって何だろう?」と思った方は、こちらの記事で解説していますのでご覧いただけると幸いです。

【初級編】NPNとは?PNPとは?入力ユニット選定のキホン 覚えておきたい4つの事

  この記事ではよく使うDC入力において、どのように入力ユニットを選べばよいか?という事で、覚えておきたい入力方式4つについて解説します。 目次 コモンとはプラスコモンとはマイナスコモンとは ...

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トランジスタ出力の「ソース」とは

ソース出力とはPNP型トランジスタが使用されている出力で、コモンはプラス側になります。

 

 

まずY000がOFF→ONとなります。するとPNPトランジスタのエミッタ(E)からベース(B)へ電流が流れます。

 

 

すると、エミッタ(E)からコレクタ(C)へ電流が流れます。するとランプに電流が流れ、ランプが点灯します。

 

ソース出力についてはQシリーズの型式ですと、QY80、QY81P、QY82Pあたりになります。

 

トランジスタ出力のメリットとデメリット

トランジスタ出力のメリットとデメリットについて解説します。この辺りも選定する基準になります。

■メリット

・機械的な接点によるON/OFFではないので長寿命

・出力応答が速い(1ms以下~数ms)

■デメリット

・基本的に直流(DC12V~24V)での使用に限られる

・出力電流が少ない(QY42Pの場合は1点当たり0.1A以下で1コモン2A以下)

・突入電圧、サージに弱い

 

kazuki
出力ユニットのうち7割以上でトランジスタ出力が選定されているそうです。コモンを持たずに全点独立した出力ユニットや1ユニットでシンク/ソース両方使えるものもありますよ。用途によって使い分けてくださいね。

 

リレー出力とは

リレー出力とはユニット内部に機械的な接点が使用されている出力で、コモンはDCで使用する場合はマイナス側になります。

 

 

Y000がOFF→ONとなります。すると内部リレーの接点がONして導通します。そうすることでランプに電流が流れて、ランプがONする仕組みになっています。

 

リレー出力についてはQシリーズの型式ですと、QY10あたりになります。

 

リレー出力のメリットとデメリット

リレー出力のメリットとデメリットについて解説します。この辺りも選定する基準になります。

■メリット

・出力電流が大きい(QY10の場合は2A以下)

・交流(AC100V~AC240V)、直流(DC24V)両方使用できる

■デメリット

・出力応答が遅い(20ms以下~100ms程度)

・機械的な接点によるON/OFFなので寿命がトランジスタ出力に比べて短い

 

トライアック出力とは

ここまで聞くと、「じゃあ交流で使えるトランジスタ出力みたいな、いいとこどりした出力ユニットはないの?」と疑問になりますが、きちんと用意されています。それがトライアック出力ユニットです。

詳細の絵は省略しますが、これまで紹介したような接続となります。

 

このトライアック出力、どのようなものかと言いますとトライアックという素子を使用した出力ユニットで交流電流をON/OFFします。

 

応答速度もトランジスタ出力くらい早いので、交流で応答性を求める場合は、このトライアック出力が使用される場合があります。

 

ただし注意点があります

負荷抵抗が小さいと駆動してくれません。Qシリーズ出力ユニットQY22の場合はAC100Vだと消費電流25mA以上でないと駆動しません。この最小の電流値の事を「最小開閉容量」と呼びます。

 

そしたら、負荷が小さい場合はどうすればよいか?・・・負荷に対して抵抗を接続してください。

このように抵抗を接続することでトライアックに流す電流値を多くすることが出来ます。この抵抗の事を「ブリーダ抵抗」と呼びます。そうすることで、少ない消費の負荷でも使用することが出来ます。あまりこの抵抗を使用することはありませんが、いざという時のために覚えておく必要があります

 

トライアック出力のメリットとデメリット

トライアック出力のメリットとデメリットについて解説します。この辺りも選定する基準になります。

■メリット

・トランジスタ出力のように機械的な接点によるON/OFFではないので長寿命

・出力応答が速い(1ms以下~数ms)

・交流で使うことが出来る

■デメリット

・交流用なので交流での使用に限られる

・負荷が小さい場合はブリーダ抵抗が必要

 

まとめ

今回の記事を要約するとこんな感じです。

ポイント要約

①トランジスタ出力は産業界でよく使用されている

②トランジスタ出力の「シンク」とはマイナスコモンのこと

③トランジスタ出力の「ソース」とはプラスコモンのこと

④交流で消費電流の大きいものを出力するときは「リレー出力ユニット」。(ただし1出力2A以下。1コモンで8A以下)

⑤交流かつトランジスタ出力の応答を求めるなら「トライアック出力ユニット」

 

kazuki
トランジスタ出力はよく使用されるので、ここは押さえておく必要アリです!

 

  • この記事を書いた人

kazuki

電気設計・PLCソフト設計業務を主にやっています。20歳から搬送装置メーカー・半導体製造装置メーカーを経て、現在は兵庫県明石市でFAソフトウェア 設計・合同会社テクニカルシーケンスを経営。

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