逆流防止用ダイオードについて

前は、PICなどを使って自作でいろいろと電子工作を楽しんでおりました。車のリアルタイム燃費計なども過去に作りました。

しばらく、電子工作から離れていてすっかり、いろいろと忘れてしまっています（汗）

先日、会社の上司から天体観測で使うシガーソケットの取り出しケーブルを作って欲しいと言われて、安全な物をとのことでしたのでヒューズなどをいれて作りました。

↓簡単な図（崩れて見えにくいですが）
　　　　　　　　　　　　　┌───────────┐
　　　　　　　　　　　　┌┤＋　シガーソケット　－├─整流用ダイオード（１Ａ）─┐
　　　　　　　　　　　　│└───────────┘　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　　│┌───────────┐　　　　　　　　　　　　　　│
１２Ｖ──ヒューズ───┼┤＋　シガーソケット　－├─整流用ダイオード（１Ａ）─┼─ GND
　　　　　　　　　　　　│└───────────┘　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　　│┌───────────┐　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　　└┤＋　シガーソケット　－├─整流用ダイオード（１Ａ）─┘
　　　　　　　　　　　　　└───────────┘

1Aで十分だろうと思って作ったのですが、天体観測で使うのに、3Aくらいは消費電流があるとのことで、回路を考え直しています。

今は、ケーブルの途中で半田付けして熱収縮チューブで保護している状態ですが、いっそのこと、途中でユニバーサル基盤を使って、配線の分岐とダイオードの設置（－側）をしようと思っています。

どうせなら、ノイズ対策のコンデンサでも入れてみようかと思ってくらいですが、流石にここまでは必要ないかな？とも思います。

使用する機材は、冷却CCDカメラや赤道議、曇り防止の鏡筒に巻くニクロム線入りの電気あんかのようなもの（なんていうのか知りません）だそうです。その中でも1Aを越えるのは冷却CCDカメラだけです。

逆流防止用のダイオードも必要ないと言えば必要ないかも知れませんが、高い機材なので念のため・・・

初歩的な質問ですが、－側に付けようが消費電流が3Aなら、もっと耐電流の高い5Aなどのダイオードを入れないとだめですよね？

手持ちのパーツは1Aと小電力用しかなかったので、新しく買おうと思っています。候補はER504なのですが、他のオススメや、回路の考え方等アドバイスを頂けると助かります。

No.11 ベストアンサー 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/11 20:52

>家でコンセントからACアダプターを使って使うこともあるようですし・・・

>
>うーん、また認識がずれてたりするのかな。。。（＾＾；

十中八九、ずれている。と思いますが、

何はともあれ

>なにも、保護回路を介さず使っている人がほとんどの様ですから、心配することはないとは思いますが・・・

で割り切れるのであれば、気にする必要は無いと思いますよ。

No.10 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/10 22:03

>簡単に言うと、ツェナーダイオードで定電圧化されるので、サージが起こっても、電圧は一定に保たれ、逆流も起こらないということですよね？

誤解されていなければ良いのですが、
電圧は一定の変動範囲内に抑えられる、他の負荷からの逆流は起こるかも知れないがトランシル等へ流れて
負荷装置が壊れない程度になるのであればよしとする。
という割りきりです。

>正直、ヒューズと逆流防止の整流用ダイオードでも十分かな？と思っております。
ヒューズでも良いと思いますが、
天体観測用途で12Vのバッテリーを使用して冷却CCDカメラを駆動する場合
質問にあるようなER504の様な整流用ダイオードによる逆流防止は止めておく事をお勧めします。

ER504の順方向電圧降下は大きく
http://www.digchip.com/datasheets/parts/datashee …
2Aの条件で1.2Vあります。
寒冷環境下の12Vのバッテリーで、1.2Vのロスは結構イタイです。

この回答へのお礼

いろいろ、ありがとうございました。

ポリスイッチで保護するだけでも十分かな？とも思いましたが、トランシルが手に入りづらそうなので、バリスタにしてみました。
家でコンセントからACアダプターを使って使うこともあるようですし・・・

うーん、また認識がずれてたりするのかな。。。（＾＾；

ちなみに、選んだのは
ポリスイッチ：RUEF250
サージアブソーバ/ZNR：ERZV05D180

です。なにも、保護回路を介さず使っている人がほとんどの様ですから、心配することはないとは思いますが・・・

回路図はちょっと前に作った物で行こうかと思っています。

お礼日時：2008/12/11 10:02

No.9 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/09 22:03

>確認しました。

使用する機器で一番消費電流が大きいので最大2Aということでパーツを選んでみました。

消費電流の大きさも重要ですが、突入電流の大きさ等は不明でしょうか?
突入電流があまり無いのであれば、普通のヒューズの方が早いですし、
突入電流が多いのであれば、ポリスイッチの方が過早遮断の心配が少ない
はずです。


>ツェナーダイオードと整流用ダイオードで等価回路になるんですか？

等価回路でいえば、ツェナーダイオード1つと同じですよ。
一般的なツェナーダイオードと異なり、瞬間的な大電流に耐える事を目的に作成されていて、
一般的なツェナーダイオード1つでは代用する事が困難ですけど

この回答へのお礼

お世話になります。

突入電流はわかりません。しかし、安価に売られている３連のシガーソケットをそのまま使っている人もいるようです。
ですので、そこまで神経質になることはないと思います。

正直、ヒューズと逆流防止の整流用ダイオードでも十分かな？と思っております。

安全に越したことはないので・・・

＞等価回路でいえば、ツェナーダイオード1つと同じですよ。
やっと理解できました（＾＾；
簡単に言うと、ツェナーダイオードで定電圧化されるので、サージが起こっても、電圧は一定に保たれ、逆流も起こらないということですよね？

トランシルで調べても全然どんなものか詳細がわからずにちょっともやもやしてました。
っていうことは、サージ吸収用のツェナーダイオードなども候補に入れられますね。

パーツの選定をし直してみます。

お礼日時：2008/12/10 09:20

No.8 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/07 19:45

>トランシルの使い方というのは、回路図のバリスタに置き換えるという使い方でいいのでしょうか？

OKです。
方向性があるので注意してください。ツェナーダイオードと同様に、カソードを+、アノードを-になる様に接続します。

>トランシルで作りたいんですが、使っていた通販のページには売ってなくて・・・
>面倒なんで1カ所でパーツを仕入れたいのですが・・・

1店でポリスイッチとトランシルを両方扱っていて、
なおかつ、個人向け少数販売にも対応してくれる。って事ですよね、
それは別質問を立てて広く情報を募ってみた方が良いかも、

ただ、繰りかえしますが、
そもそも負荷装置の詳細仕様が不明という事ですから、単なる取り越し苦労かも知れません、
ヒューズもホームセンターやカー用品店等で容易に入手できる車用のヒューズで良いかも知れません。
負荷装置の突入電流等が大きくなく、作業ミスでショートさせた場合の遮断までの時間を重視したい場合は、むしろそちらの方が良いかも知れません。
本来は、負荷装置の仕様を確認する事をお勧めします。

追伸、
秋月で販売されている部品を再度眺めていて気づきましたが、
1N5338Bを4本直列に接続したものと、1N5822を1本を並列に接続する。
でも可能なように思われます。

1N5338B
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%2 …
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/1N5333 …

この回答へのお礼

いろいろありがとうございました。

ショップに関しては新たに聞いてみます。

確認しました。使用する機器で一番消費電流が大きいので最大2Aということでパーツを選んでみました。

ポリスイッチはRUEF250
トランシルは1.5KE22A(一覧がなかったので他のとは比べてはいませんが．．．)

トランシルは性能比較の表が見つからなくて、よくわかっていませんが、データシートを見る分にはいいのかな？とも思います。
ツェナーダイオードと整流用ダイオードで等価回路になるんですか？

お礼日時：2008/12/09 13:46

No.7 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/05 23:42

>ちなみに、ヒューズはポリスイッチがあるため必要ないという認識でいいのでしょうか？　念のために入れておいたほうがいいのでしょうか？

必要ないという認識で良いです。

>トランシルとはバリスタと同じ様な物でしょうか？

いいえ、特性の異なるバリスタでは代用にはなりません。

蛇足ですが、バリスタで
>そもそも16-18Vという狭い範囲でいいのでしょうか？
は、なにか誤解があるような気がします、それは
16Vかもしれないし18Vかもしれない、大体それぐらいの間で
けっこうバラツキはある。という意です。

>サージが起こったときというのは、電圧も変わったりするのでしょうか？
サージ電圧では、変わるからこそのサージ電圧です。変わらなかったら言葉の意味が矛盾します。
サージ電流でも、内部抵抗を持つ電池、抵抗を持つ配線を流れる以上、電圧は変わります。

>できたら、秋月か共立で売っているパーツでオススメのがあれば教えて下さい。
本末転倒の様な気がしますが、
そうであればトランシルは諦めて、
1N5822　などは如何がでしょう。
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%2 …
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/1N5820 …
ただし、保護専用の素子では無く、保護用に使った場合にどこまで耐えられるかのメーカー保証はありません。

他、気休めにコンデンサも並列で付けておくとか、
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%2 …

この回答へのお礼

お世話になります。

バリスタの表記はそういう意味だったんですね（＾＾；
勉強になりました。

トランシルで作りたいんですが、使っていた通販のページには売ってなくて・・・
面倒なんで1カ所でパーツを仕入れたいのですが・・・
もしオススメのインターネットショップなどありましたらご教授ください。

トランシルの使い方というのは、回路図のバリスタに置き換えるという使い方でいいのでしょうか？

何度も何度も申し訳ありませんが、よろしくお願いします

お礼日時：2008/12/07 09:33

No.6 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/04 23:46

>最後の「ER504」というファーストリカバリダイオードをトランシルというのに置き換えるというイメージでしょうか？

いいえ、少し異なります。

ER504は無しにして、シガーソケットの外殻はGNDへ直結し、
トランシルをシガーソケット両端に対して並列に接続です。

正常時は、トランシルには電流は流れず
異常な高電圧や逆電圧が掛った時には、トランシルへ流れる様にする事によって
装置を保護します。

無闇に堰き止めようとするのではなく、受け流す経路を用意しておくイメージです。


トランシル : 過渡電圧サプレッサ・クランプ・ダイオード
http://www.st-japan.co.jp/products/families/prot …

この回答への補足

回路図のリンクがおかしくなってしまいました。

こちらです。
http://park.geocities.jp/rx7_fd3s_6/oshiete/kair …

補足日時：2008/12/05 10:58

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

ちなみに、ヒューズはポリスイッチがあるため必要ないという認識でいいのでしょうか？　念のために入れておいたほうがいいのでしょうか？

トランシルとはバリスタと同じ様な物でしょうか？
とりえず、以前にバリスタの回路記号を作っていたのでバリスタで回路図を書いてみました。

http://park.geocities.jp/rx7_fd3s_6/oshiete/kair …​

こんな感じでしょうか？
ただ、このバリスタやトランシルですが、どれを選べばいいのか？

使用するのは12Vのバッテリーで充電しながら使うことはないと思います。ということは、12V前後が最大電圧ということになると思います。
もし、充電しながらだと14～16Vくらいですかね？
サージが起こったときというのは、電圧も変わったりするのでしょうか？

パーツを買いに行く時間がないので、秋月、共立に注文しようと思っていたのですが、どちらもトランシルという名前では商品がありませんでした。バリスタでも代用できるのであれば↓で妥当でしょうか？

ERZV05D180
ERZV05D180CS
でも、バリスタ電圧16-18Vということは、16～18Vの電圧がかかったときに抵抗値が低くなり電流が流れ出すということですよね？
逆流した場合で12Vの電圧だったら、意味がないということですか？

そもそも16-18Vという狭い範囲でいいのでしょうか？
幅を持たせるにはいくつかを並列に繋げたりするんでしょうか？

知識が乏しくて、的を外しているかもしれません。
考え方が根本的に間違ってるのかな？
できたら、秋月か共立で売っているパーツでオススメのがあれば教えて下さい。

お礼日時：2008/12/05 10:57

No.5 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/03 21:21

>これは、サージが起こった際にヒューズが飛んで他の機材にも影響が出るという意味でしょうか？

やはり、なにか誤解がある様に思われます。

この種の回路でサージという場合、2種類、
・サージ電流:モーターや電球、容量性負荷などでは、電源投入直後で大きな電流が流れる場合があります。電圧降下の他、ノイズにより機器によっては誤動作が発生する場合があります。
・サージ電圧:コイル等や、長いケーブルに流れている電流をいきなり遮断すると、電流はそれまで流れていた方向に流れ続けようとする性質があるため、瞬間的に高い電圧が発生します。ノイズによる誤動作の他、高電圧による装置破壊に至る場合があります。

このどちらに対しても、ヒューズは対策になりません。

サージ電流について、
モーターや電球、容量性負荷に通電する度にヒューズが切れたのでは機器が使えないため、
一般に市販されているヒューズは少々のサージ電流では溶断に至らないように工夫されています。
したがって、普通「ヒューズがあるので」はサージ電流の対策としては有効ではありません。

サージ電圧について、
電流遮断等によって発生しますから、ヒューズはむしろ原因の一つです。
例えば、負荷の末端で作業ミス等で短絡→電流増加→ヒューズ溶断→電流遮断→サージ電圧発生→装置破損
など。

>実際にこの機材は私は使ったことないし、サージが起こるのか、逆流が起こりうるのかまったくわかりません。どんなのが来ても対応できるようなのがベストですが、やっぱり難しいでしょうか？
難しいです。
どんな"規模"のサージ等にも対応できるというのは無駄が多すぎますし、
>オススメの回路はどんな感じになるか
そもそも安心を求める。と言う場合、
負荷となる機材の詳細を確認せずに"安心"できるはずは無いです。



負荷によりけりであるので、あくまでも一例に過ぎませんが、
溶断系ヒューズではなくポリスイッチ系を用いる、
直列ダイオードで堰き止めるのではなく、トランシルなどで受け流す。方向で例えば

+12V-ポリスイッチ-(シガーソケット // トランシル)-GND
これを3セット
という選択肢もあると思いますよ。

ポリスイッチとトランシルですが
RLD30P300UF　と　1.5KE22A　等とか

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

いろいろと、勘違いしている部分がありそうですね・・・
やっぱり難しい！（汗）

長いケーブルをいきなり遮断することでサージが起こるというのは知りませんでした。
いままでこういう回路を作ったことなかったので、知識がかなり偏っています。

いろいろ勉強になりました。

ただ、トランシルというのがいまいちわからないです。
ダイオードとは違うんですよね？
どこかにはツェナーダイオードのようなものって書かれていましたが、
ツェナーダイオードってたしかその両端の電圧を揃えるとかそんな感じだったと記憶しています。　低電圧を取る場合は３端子レギュレーターを使用していたので、PICライターを作るときしか使ったことないです。

ちなみに、トランシルというのがわからなかったので、ダイオードとして回路図を作ってみました。
テキストだと崩れてしまうので、回路図エディタ（７年ぶりくらいに使いました・・・）で書いた画像を下記にアップしました。
http://park.geocities.jp/rx7_fd3s_6/oshiete/kair …

最後の「ER504」というファーストリカバリダイオードをトランシルというのに置き換えるというイメージでしょうか？

お礼日時：2008/12/04 14:06

No.4 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/03 00:15

>さて、今回の趣旨ですが、サージに関してはヒューズがあるので、そちらで問題ないと思っています。

それは、何かの錯誤ではないかと思います。
むしろ「ヒューズがあるから、サージの問題に配慮しなければならない。」でしよう。

>保護したいのは、例えばバッテリーなどを搭載した機材を繋げるとした場合などで逆流が起こることがあると思い、それを防ぎたかったのです。
>ニクロム線の電子カイロのような物だったり、冷却CCDなどがあって、どう動くか不安だったのです。

その様な場合、考えなければならないのは、むしろ
「止めることによる悪影響はないのか。」
です。

>例えば、ソーラー発電の場合に発電しなくなったときに逆流しないようにダイオードを入れたりしますよね。
の場合、逆流元がバッテリーであることが自明であるので良いのですが
長いケーブルやコイルに流れている電流を急に遮断することにより発生するサージを考慮する場合
中途半端に堰き止めるのは、逆に問題を悪化させる可能性もあります。

>基本的な事ですが、負荷の前と後（＋側と－側）とで、電流や電圧に差はないですよね？
文意を誤解しているかも知れませんが、
電流は変わりませんが、電圧には差があって当然です。
それとも、電圧は直列回路を構成する各構成要素両端電圧の総和の意でしょうか?

>ちなみに、ダイオードは＋側か－側どちらの方がいいのでしょう？
基本的に車用のパーツであるシガーソケットを使う場合、＋側をお勧めします。

自分が使うために自分が作るのであれば、基本的にどちらでもいいとは思うのですが、
シガーソケットの場合、普通、外殻はバッテリーのマイナス側にそのまま接続(同電位)ですから、
他人が使用する物にセオリーと異なることをするのは無用な誤解や事故の元です。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>むしろ「ヒューズがあるから、サージの問題に配慮しなければならない。」でしよう。

これは、サージが起こった際にヒューズが飛んで他の機材にも影響が出るという意味でしょうか？


>その様な場合、考えなければならないのは、むしろ
>「止めることによる悪影響はないのか。」
>です。

これは悩むところですね。機材が損傷するような場合は止めたいけど、それ以外はそのまま稼働させたいです。
実際にこの機材は私は使ったことないし、サージが起こるのか、逆流が起こりうるのかまったくわかりません。どんなのが来ても対応できるようなのがベストですが、やっぱり難しいでしょうか？

負荷の前後で、電流や電圧に差がないかですが、これはよく考えたら電圧は差があって当然ですね。昔回路を組んでた頃を思い出したら、電圧降下を考慮して直列のLED数を調整した記憶があります。

だんだんと思い出してきました（汗）

なんか、結局どうしたらいいのかわからなくなってきました（－－；
この使用方法で、組むとしたらオススメの回路はどんな感じになるかアドバイス頂いた方が早そうですね。

できたら、ヒューズは１つ、途中でユニバーサル基盤などで、安全に動かす為のパーツを組み込みつつ、３つに分岐という感じがいいかな？と思ってます。

オススメの回路を教えていただけると助かります。

お礼日時：2008/12/03 09:05

No.3 回答者： hs001120 回答日時： 2008/12/02 22:00

質問で言う

>逆流防止
というのは、
12V電源の逆接続時の機材保護という趣旨ですか?
それとも
シガーソケット後に長いケーブルやコイルなどが繋がっている場合のサージからの機材保護という趣旨でしょうか?

前者であれば、ER504などではなく、
VFが小さく、かつ必要十分なVRがある HRF503A などの方が良いと思います。

後者であれば、上記に加えて24V程度のトランシルを各ソケットに並列接続するとか。


蛇足ですが、
>この回路でなぜプラスアースと思われたのかわかりません。マイナスアースにしか見えないと思うのですが、何か書き方が悪かったのかな？
ついては、失礼ながら私にも最初は意味不明な図に見えました。
ひとえに、
>（崩れて見えにくいですが）
の所為です。
崩れて見えるのは自動改行処理の他に、フォントがプロポーショナルか固定ピッチかなどに依存します。
これは、使っているブラウザが何かによって違うのです。
Antaresさんの使っているブラウザでは、少し崩れて見えるだけかもしれませんが、
他の人の環境でも同じ程度には見える。とは限りません。
データを別アプリケーションで固定ピッチ表示にして意図が見えました。

例えば

+12V─ヒューズ─(シガーソケット─整流用ダイオード）─ GND

(シガーソケット─整流用ダイオード）の組を並列に3つ用意

と言うような書き方だと、フォントタイプがプロポーショナルでも固定ピッチでもあまり関係なくなりますよ

ただ、このサイトでも、写真や図面のUPも可能になるらしいのでタイミングが悪かったかも。

参考URL：http://www.st-japan.co.jp/products/families/prot …

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

確かに崩れて見にくいのはわかっていますが、これってインターネットでは、フォントを等幅に変えたり、テキストエディタにコピペしたり、スペースが抜けたりすると適当に図が合うように補間したり・・・

このようなことはみなさん、普通にやってる事だと思っておりました。
特に今回の質問の様な電子回路などを答えてくれる方は当然と思っていた部分があったので、意味がわかりませんでした・・・

自分のものさしで測っていた部分がありました。お詫び致します。

さて、今回の趣旨ですが、サージに関してはヒューズがあるので、そちらで問題ないと思っています。

保護したいのは、例えばバッテリーなどを搭載した機材を繋げるとした場合などで逆流が起こることがあると思い、それを防ぎたかったのです。
ニクロム線の電子カイロのような物だったり、冷却CCDなどがあって、どう動くか不安だったのです。

例えば、ソーラー発電の場合に発電しなくなったときに逆流しないようにダイオードを入れたりしますよね。
使う機材から考えると、逆流は起こりにくいとは思いますが、念のためということで・・・

基本的な事ですが、負荷の前と後（＋側と－側）とで、電流や電圧に差はないですよね？
これは、ブレッドボードで試したら早いのですが・・・

ブレッドボードとデジタルオシロは物置の奥の方に片づけてしまっていて、大変だったりするので、躊躇してます（汗）

ちなみに、ダイオードは＋側か－側どちらの方がいいのでしょう？
基本的にどちらでもいいとは思うのですが、こちらの方がいいというのがあればご教授下さい。

お礼日時：2008/12/02 22:46

No.2 回答者： umota 回答日時： 2008/12/02 14:45

プラスアース車は無い=車からならダイオードの必要がないのではという意味です。

シガーソケットとあったので車のことと思いましたが
AC アダプタとも書かれていません。
回路図には負荷が無いので短絡しています。
1A*3 の負荷とも書かれていませんでした。

他のエスパーに期待してください。

この回答へのお礼

ごめんなさい。私がわかってないのかもしれませんが、プラスアースだろうとマイナスアースだろうと、ダイオードは必要だと思います。

ACアダプタと書く必要はないと思います。
ちなみに、12Vのバッテリーを使用しています。
普通の回路図にわざわざ、ACアダプタと書きますか？
通常、+5Vとか書きます。仮にACアダプタと書いたところで何か変わりますか？

回路図に負荷はありません。しかし、シガーソケットの図が書かれています。シガーソケットに何か繋がない限りショート（短絡）しません。

1Ax3の負荷と書く必要があるのでしょうか？
３つ繋げる必要があり、そのうち１つが3A程度使い、残りは1A未満です。
質問にも、「1Aを越えるのは冷却CCDカメラだけです」と書いています。

申し訳ないですが、私のレベルが低すぎるのか、何をおっしゃっているのかわかりませんでした。
申し訳ありませんが、もう少しレベルを落としてください。

お礼日時：2008/12/02 15:09