繰り返しサージ耐量にすぐれたチップバリスタ
独自の材料を採用しているTDKのチップバリスタAVRシリーズは、繰り返しサージに強いのが特長です。高速で頻繁なON/OFF動作で使用される小型の電磁弁やステッピングモータなどにおいて、ツェナーダイオードなどと置き換えできる製品も提供しています。
電磁弁やステッピングモータなどでも、ツェナーダイオードなどとの置き換えが可能
この記事では、繰り返しサージ耐量にすぐれたTDKのチップバリスタAVRシリーズの特徴と置き換えメリットをご紹介します。
モータやトランス、電磁弁(ソレノイドバルブ)など、コイルを利用した誘導性負荷をもつ装置では、電源OFF時にコイルの自己誘導作用により大きな逆起電力が生じ、供給電圧の数倍～10倍以上の高いピークをもつパルス性のサージが発生します。このサージは回路を誤動作させたり、半導体素子などの周辺部品を破損したりするおそれがあり、サージアブソーバ、サージキラーなどとも呼ばれる各種のサージ保護デバイスが使用されます。
回路電圧が比較的低いシステムにおいては、チップバリスタ、ツェナーダイオード、TVSダイオードなどが使用されています。いずれもサージを生む過電圧を抑制することで回路を保護します(図1)。積層工法で製造されるチップバリスタは、小型ながらサージ吸収性能にすぐれ、また実装面でスペースメリットやコストメリットもあることから、サージ保護用やESD(静電気放電)対策用として電子機器で多用されています。しかし、従来、電磁弁やステッピングモータなど(図2)、ON/OFFを頻繁に繰り返して使われることの多い誘導性負荷の装置においては、伝統的にもっぱらツェナーダイオードやTVSダイオードなどが選択されてきました。チップバリスタは頻繁なON/OFFにともなって発生する繰り返しサージに対して弱いというイメージがもたれていたからです。
独自の材料を採用しているTDKのチップバリスタAVRシリーズは、繰り返しサージに強いのが特長です。高速で頻繁なON/OFF動作で使用される小型の電磁弁やステッピングモータなどにおいて、ツェナーダイオードなどと置き換えできる製品も提供しています。また、ツェナーダイオードなどとの置き換えは、さまざまなメリットももたらします。
直流電圧を繰り返しON／OFFを行うと、電子機器中に存在する誘導性負荷により、OFFによって電圧が急激に下がった場合にそれを補償するように逆起電力が発生します。
交流であれば、正弦波上に滑らかな電圧低下によりそこまで問題にはならないのですが、急峻なON/OFFをする直流では、誘導性負荷の逆起電力により、回路中の電子機器を破損してしまう可能性もあります。
そこで設置する機器がバリスタと呼ばれる素子です。バリスタはオームの法則が適用されない抵抗（非線形回路素子）で、電圧が高くなればなるほど、電気抵抗が低くなる特性を持っています。
そのため、通常の電圧であれば、電気抵抗が高く、バリスタ中に流れる電流は極めて小さくなりますが、通常よりも大きな電圧がバリスタにかかった場合、電気抵抗が小さくなり電流を流すという操作を行うことができます。
これと同様の動作を行って回路を守っている機器がアレスタ（避雷器）になります。
アレスタも、通常時は抵抗が高いため電流を流しませんが、雷などの異常電圧が電源ラインから入力された場合に、電気抵抗が小さくなり、アレスタを通して異常電圧がアースへ逃げることによって電気機器を守るという動作を行っています。
バリスタは、この異常電圧が誘導性負荷からの逆起電力によるもので、逆起電力が規定以上となった場合に、電流をアースへ逃がすという動作を行います。
TDKのチップバリスタの強みとしては繰り返しサージに強いということが挙げられます。
アレスタでも、異常電圧の電圧が想定以上となった場合に、アレスタ本体が破損してしまうということがよく発生します。これは雷などの自然災害によるものですので仕方がありませんが、バリスタは直流スイッチのON/OFFですので、簡単に壊れてしまっては困ります。
近年では電磁弁やステッピングモータなど直流のスイッチングにより動作する機器が増えてきました。一秒間にON/OFFを何度も繰り返すようなことも珍しくありません。こうした機器へ対応できるバリスタとして繰り返しサージに強いということが非常に重要となります。
公式プレスリリースはこちら: チップバリスタ/セラミック過渡電圧サプレッサ：「繰り返しサージ耐量にすぐれたチップバリスタ」が公開されました。
