DC24VリレーをDC30Vで動作させる方法とは？ダイオード直列接続の考え方と注意点を解説

DC24V用の電磁開閉器やリレーを、DC30V前後の電源で使用したい場合、どのような方法が適しているのか迷うことがあります。特に整流ダイオードを直列に接続して電圧を調整する方法が考えられますが、リレーの動作電圧や安全性を考慮する必要があります。

この記事では、ダイオードによる電圧降下の仕組み、DC24Vリレーを高い電圧で使用する場合の注意点、より適した方法について分かりやすく解説します。

DC24VリレーをDC30Vで使用する場合に確認すべきこと

DC24V用のリレーをDC30V程度の電源で動作させたい場合、まず確認すべきなのは、そのリレーの許容電圧範囲です。

リレーには定格電圧がありますが、実際には多少の電圧変動を考慮した動作範囲が設定されていることが多くあります。例えばDC24Vリレーの場合、製品によってはDC30V程度でも問題なく動作するものがあります。

ただし、定格を超えた電圧を長時間印加すると、コイルの発熱が増加し、寿命低下や故障につながる可能性があります。

ダイオードを直列に配置すると、ダイオードの順方向電圧によって電圧を少し低下させることができます。

一般的なシリコンダイオードでは、電流が流れると約0.6V～0.8V程度の電圧降下が発生します。そのため、複数個直列に接続することで電圧を下げることができます。

例えば、DC30VをDC24V付近まで下げたい場合、約6V分の電圧降下が必要になります。単純計算では、0.7V降下するダイオードを約8～9個程度直列にする考え方になります。

ダイオードを使った電圧調整は簡単な方法ですが、いくつか注意点があります。

まず、ダイオードの電圧降下量は一定ではありません。流れる電流や温度によって変化するため、正確な電圧制御には向いていません。

また、リレーのコイル電流によってダイオードで発生する電圧降下が変わるため、同じ回路でもリレーの種類が変わると期待した電圧にならない場合があります。

今回のように「30V前後で厳密性は不要」という用途であれば利用できる可能性はありますが、機器の信頼性が重要な場合は別の方法を検討した方が安全です。

安定した電圧にしたい場合は、DC-DCコンバーターを使用する方法があります。

降圧型DC-DCコンバーターであれば、DC30V程度の入力をDC24Vに変換できます。出力電圧を調整できるタイプもあり、リレーの定格電圧に合わせやすいというメリットがあります。

抵抗を直列に入れて電圧を下げる方法もあります。しかし、抵抗による電圧降下は電流値によって変化するため、リレーのようにコイル電流が変化する負荷にはあまり適していません。

一時的な実験や簡易的な用途では使える場合がありますが、安定した動作を求める場合は注意が必要です。

電磁開閉器を制御する用途によっては、PWM制御やリレー駆動用の専用回路を使用する方法もあります。

特に頻繁な開閉を行う装置では、単純に電圧を下げるだけではなく、コイルの発熱や消費電力を考慮した制御が有効です。

小規模な制御回路や試験用途であれば、まずリレーの仕様書を確認し、DC30V程度が許容範囲内かを判断することが重要です。

例えば、短時間の動作確認であれば問題なく動く場合がありますが、設備として長期間使用する場合は定格内で使用することが望ましいです。

また、電磁開閉器の場合はコイルだけでなく接点側の仕様も確認する必要があります。制御電圧と負荷側の電圧は別々に考える必要があります。

DC24VリレーをDC30V前後で動作させる場合、ダイオードを直列接続して電圧を下げる方法は、簡易的な対策として利用できます。

ただし、ダイオードの電圧降下は電流や温度によって変化するため、安定性が必要な用途ではDC-DCコンバーターなどの使用が適しています。

実際の使用では、リレーの仕様書に記載された許容電圧範囲を確認し、用途や必要な信頼性に応じて最適な方法を選択することが大切です。