JP3471582B2 - ソリッドステートリレー - Google Patents

ソリッドステートリレー

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JP3471582B2 JP26612597A JP26612597A JP3471582B2 JP 3471582 B2 JP3471582 B2 JP 3471582B2 JP 26612597 A JP26612597 A JP 26612597A JP 26612597 A JP26612597 A JP 26612597A JP 3471582 B2 JP3471582 B2 JP 3471582B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフォトカプラ等の絶
縁回路と駆動素子とを1つのパッケージに組み込んだソ
リッドステートリレーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来例のソリッドステートリレー
を示す構造図である。51はフォトトライアックカプラ
であり、受光素子と発光素子が内蔵されている。フォト
トライアックカプラ51はその各端子が、リードフレー
ム52a、52c、52d、52eにそれぞれ接続され
ている。54はトライアックチップであり、リードフレ
ーム52a上にダイボンドされている。トライアックチ
ップ54はその上面にゲート電極54aおよびT1電極
54bを有しており、ゲート電極54aはワイヤ53a
によってリードフレーム52cと電気的に接続されてい
る。また、T1電極54bはリードフレーム52bと電
気的に接続されている。点線で示される封止樹脂55で
モールドすることによりソリッドステートリレー50が
形成される。封止樹脂55の外部には入力端子56aお
よび56bと出力端子57aおよび57bの4つの端子
の一部が露出している。
【0003】図6は従来例のソリッドステートリレーを
示す回路図である。入力端子56aと56bに電流が流
れるとフォトトライアックカプラ51内の発光素子51
aが流れた電流に対応して発光する。発光素子51aと
しては発光ダイオード等が使用される。
【0004】発光素子51aから発せられた放射光によ
ってフォトトライアックカプラ51内の受光素子51b
がその放射光のレベルに対応して電流発生し、駆動素子
であるトライアックチップ54を点弧する。これによっ
て出力端子57aと57bとの間に介在している交流電
源からの電力を調整することにより負荷電流を制御する
ことが可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ソリッドステートリレーにおいては、出力端子間にノイ
ズなどの過電圧が印加されたとき、その電圧値がある一
定のレベルをこえるとソリッドステートリレーが誤動作
を起こすことがある。誤動作を引き起こす可能性のある
電圧値は受光素子やトライアックチップの耐量により決
定されるが、近年、電子機器のデジタル化に伴いソリッ
ドステートリレーのノイズ耐量に対する要求値が厳しく
なってきており、耐量を向上させる必要が生じてきた。
【0006】本発明は上述の問題を鑑みてなされたもの
であり、耐ノイズ性を向上させたソリッドステートリレ
ーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
ソリッドステートリレーは、入力側からの入力信号に対
応して発光する発光素子と、該発光素子の光を受光する
ための受光素子と、該受光素子からの駆動信号を受けて
駆動する駆動素子とを備えたソリッドステートリレーに
おいて、前記駆動素子のゲートと前記駆動素子のゲート
設置側の出力電極または出力端子との間にコンデンサ
電気的に直接接続されていることを特徴とするものであ
る。
【0008】また、本発明の請求項2記載のソリッドス
テートリレーは、前記コンデンサは駆動素子上に形成さ
れた電極に直接設置されてなることを特徴とするもので
ある。
【0009】また、本発明の請求項3記載のソリッドス
テートリレーは、駆動素子上面のコンデンサ設置部とワ
イヤボンディング部の電極の材質が違うことを特徴とす
るものである。
【0010】また、本発明の請求項4記載のソリッドス
テートリレーは、前記コンデンサはソリッドステートリ
レー内部のリードフレーム間に設置されたことを特徴と
するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態であ
るソリッドステートリレーを示す構造図である。11は
フォトトライアックカプラであり、受光素子と発光素子
が内蔵されている。フォトトライアックカプラ11はそ
の各端子が、リードフレーム12a、12c、12d、
12eにそれぞれ接続されている。14はトライアック
チップであり、リードフレーム12a上にダイボンドさ
れている。トライアックチップ14はその上面にゲート
電極14aおよび出力電極であるT1電極14bを有し
ており、電極14aはワイヤ13aによってリードフレ
ーム12cと電気的に接続さている。また、電極14b
はリードフレーム12bと電気的に接続されている。
【0012】また、トライアックチップ14上のゲート
電極14aとT1電極14bとにまたがってコンデンサ
18が取付けられている。すなわち、トライアックチッ
プ14のゲートとトライアックチップのゲート接地側の
出力電極との間に設置される。
【0013】点線で表される封止樹脂15でモールドす
ることによりソリッドリレー10が形成される。リード
フレームの一部は端子として形成されており、アノード
端子である入力端子16aおよびカソード端子である入
力端子16bと、一般にT1端子と呼ばれている出力端
子17aと一般にT2端子と呼ばれている出力端子17
bの4つの端子の一部が封止樹脂15の外側に露出して
いる。リードフレーム12cはトライアックチップ14
のゲート端子に相当する部分であるが、外部に露出させ
る必要はなく、封止樹脂15の内部にあるほうが対ノイ
ズ性および絶縁特性において有利である。
【0014】図2は図1のソリッドステートリレーの回
路図である、入力端子16aと16bに電流が流れると
フォトトライアックカプラ11内の発光素子11aが流
れた電流に対応して発光する。発光素子11aとしては
発光ダイオード等が使用される。
【0015】発光素子11aから発せられた放射光によ
ってフォトトライアックカプラ11内の受光素子11b
がその放射光のレベルに対応して電流発生し、駆動素子
であるトライアックチップ14を点弧する。
【0016】コンデンサ18はゲートとT1電極の間に
設置されており、パルスノイズ耐量および入力信号を印
加しない状態でソリッドステートリレーのT1−T2間
に急峻な立ち上がりの純電圧を印加した場合の電圧の上
昇率である臨界オフ電圧上昇率を高めることができ、耐
ノイズ性を向上させることができる。
【0017】また、外部に別途コンデンサが付加される
場合にはトライアックのゲート部が端子として封止樹脂
外部に露出するため、ゲート端子部よりノイズが侵入す
る怖れがあるが、コンデンサを封止樹脂内部に内蔵する
ことにより、ゲート端子部よりノイズが侵入することが
なく、耐ノイズ性を向上させることができる。
【0018】図7はソリッドステートリレーのパルスノ
イズ耐量を測定回路を示すブロック図である。ソリッド
ステートリレー21のT1電極とT2電極の間にスナバ
回路である抵抗22(抵抗値R)とコンデンサ23(容
量C)が接続されている。T1電極にはノイズシュミレ
ータ25を介してAC電源26が接続されており、T2
電極には電磁弁等の負荷が接続され、さらに、ノイズシ
ュミレータ25を介してAC電源26に接続されてい
る。この回路において、ノイズシュミレータによって大
地などの基準点と各線間対に現れるコモンモードノイズ
を与えた。
【0019】表1はソリッドステートリレーのゲートに
コンデンサを取付けた場合とコンデンサが無い場合との
パルスノイズ耐量を示す実験結果を示している。
【0020】
【表1】
【0021】表1において、コンデンサを取付けた場合
のパルスノイズ耐量2000〜2100(V)であるの
に対し、コンデンサがない場合には1700〜1800
(V)である。すなわち、コンデンサを取付けることに
よりパルスノイズに対する耐量が向上している。
【0022】表2はソリッドステートリレーのゲートに
コンデンサを取付けた場合とコンデンサが無い場合との
臨界オフ電圧上昇率を示す実験結果を示している。
【0023】
【表2】
【0024】表2において、コンデンサを取付けた場合
の臨界オフ値上昇率は、1800(V/μs)以上であ
るのに対し、コンデンサが無い場合には700〜129
0(V/μs)である。すなわち、コンデンサを取付け
ることにより、臨界オフ電圧上昇率が向上している。V
DはソリッドステートリレーのT1電極とT2電極との
間に印加される電圧である。
【0025】図3は本願発明の別の実施形態であるソリ
ッドステートリレーを示す構造図である。回路的には図
1に示すソリッドステートリレーと同じであるが、トラ
イアックチップ14上面にはゲート電極14a、14c
とT1電極14b、14dの4つの電極が設けられてお
り、ゲート電極14aとゲート電極14cは同電位であ
り、また、T1電極14bとT2電極14dは同電位で
ある。ゲート電極14a、T1電極14bはハンダ付け
性の良いニッケル電極等で形成されており、また、ゲー
ト電極14c、T1電極14dはワイヤボンディング性
の良いアルミで電極等で形成されている。コンデンサ1
8はゲート電極14aとT1電極14bに直接半田付け
されている。また、T1電極14dはリードフレーム1
2bとワイヤ13bで電気的に接続され、ゲート電極1
4cはリードフレーム12cとワイヤ13aで電気的に
接続されている。コンデンサ18を設置する電極部分と
ワイヤボンディングする電極部分を別の材質で構成する
ことにより、コンデンサをトライアックチップ上に確実
に設置でき、また、リードフレームとワイヤで確実に結
線することができる。
【0026】図4は本願発明の別の実施形態であるソリ
ッドステートリレーを示す構造図である。T1出力端子
とゲートの間である、すなわち、リードフレーム12b
とリードフレーム12cとの間に、コンデンサ18が設
置されている。図4の構成においても、回路的には図2
と同等であり、図1、図3に示されるソリッドステート
リレーと同様に耐ノイズ性を向上させることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明の請求項1記載のソリッドステー
トリレーは、入力側からの入力信号に対応して発光する
発光素子と、該発光素子の光を受光するための受光素子
と、該受光素子からの駆動信号を受けて駆動する駆動素
子とを備えたソリッドステートリレーにおいて、前記駆
動素子のゲートと前記駆動素子のゲート設置側の出力電
極または出力端子との間にコンデンサが電気的に直接接
続されていることを特徴とするものであり、ソリッドス
テートリレーの耐ノイズ性を向上させることができ、信
頼性を高めることができる。
【0028】また、本発明の請求項2記載のソリッドス
テートリレーは、前記コンデンサは駆動素子上に形成さ
れた電極に直接設置されてなることを特徴とするもので
あり、コンデンサを封止樹脂内部に内蔵させることによ
り、ソリッドステートリレーの耐ノイズ性を向上させる
ことができ、信頼性を高めることができる。
【0029】また、本発明の請求項3記載のソリッドス
テートリレーは、駆動素子上面のコンデンサ設置部とワ
イヤボンディング部の電極の材質が違うことを特徴とす
るものであり、駆動素子上面にコンデンサを確実に設置
できるとともに、駆動素子とリードフレームとをワイヤ
によって確実に結線することができる。
【0030】また、本発明の請求項4記載のソリッドス
テートリレーは、前記コンデンサはソリッドステートリ
レー内部のリードフレーム間に設置されたことを特徴と
するものであり、コンデンサを封止樹脂内部に内蔵させ
ることにより、ソリッドステートリレーの耐ノイズ性を
向上させることができ、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるソリッドステート
リレーを示す構造図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるソリッドステート
リレーを示す回路図である。
【図3】本発明の別の実施の形態であるソリッドステー
トリレーを示す構造図である。
【図4】本発明の別の実施の形態であるソリッドステー
トリレーを示す構造図である。
【図5】従来例のソリッドステートリレーを示す構造図
である。
【図6】従来例のソリッドステートリレーを示す回路図
である。
【図7】ソリッドステートリレーのパルスノイズ耐量を
測定回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 ソリッドステートリレー 11 フォトトライアックカプラ 11a 発光素子 11b 受光素子 12a、12b、12c、12d リードフレーム 13a、13b ワイヤ 14 トライアックチップ 14a ゲート電極 14b T1電極 15 封止樹脂 16a、16b 入力端子 17a、17b 出力端子 18 コンデンサ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力側からの入力信号に対応して発光する
    発光素子と、該発光素子の光を受光するための受光素子
    と、該受光素子からの駆動信号を受けて駆動する駆動素
    子とを備えたソリッドステートリレーにおいて、 前記駆動素子のゲートと、前記駆動素子のゲート設置側
    の出力電極または出力端子との間にコンデンサが電気的
    に直接接続されていることを特徴とするソリッドステー
    トリレー。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のソリッドステートリレー
    において、前記コンデンサは駆動素子上に形成された電
    極に直接設置されてなることを特徴とするソリッドステ
    ートリレー。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のソリッドステートリレー
    において、駆動素子上面のコンデンサ設置部とワイヤボ
    ンディング部の電極の材質が違うことを特徴とするソリ
    ッドステートリレー。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のソリッドステートリレー
    において、前記コンデンサはソリッドステートリレー内
    部のリードフレーム間に設置されたことを特徴とするソ
    リッドステートリレー。
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