SWITCHとは何ですか？ スイッチは、機器の電源をオン/オフするために使用されるデバイスに他なりません。ほとんどの場合、この機器はファン、テレビなどの電気機器です。回路から電流を流すには、閉路（ループ）が必要です。スイッチがオフの場合、回路が開いており、導体に電流が流れず、機器の電源がオフになっていることを意味します（オフ状態）。それをオンにするには、スイッチをオンにする必要があります。これにより、完全な回路が作成され、パスが閉じられます。そのため、電流が機器を流れてオンになる可能性があります。したがって、スイッチの機能は、回路を作成（スイッチがオン）および遮断（スイッチがオフ）することです。
制御システム工学では、スイッチが重要な役割を果たします。スイッチには主に機械式スイッチと電気式スイッチの2種類があります。機械式スイッチを操作するには、スイッチと物理的または手動で接触する必要があります。電気スイッチは、物理的または手動の接触を必要とせず、操作を実行する機能を備えています。電気スイッチは、半導体の作用下で動作します。
メカニカルスイッチ：
メカニカルスイッチはさらに、極と貫通の数に基づいてさまざまなタイプのスイッチに分類されます。極とは、スイッチで使用可能な入力回路（電源回路）の数を意味します。スローとは、スイッチで使用可能な出力回路の数（電流が流れることができるパスの数）を意味します。
- 単極単投（SPST）
- 単極双投（SPDT）
- 双極単投（DPST）
- 双極双投（DPDT）
- 2極6投（2P6T）
- モーメンタリ操作スイッチ/モーメンタリ制御スイッチ
- ボタンを押す
- 圧力スイッチ
- 温度スイッチ
- トグルスイッチ
- ロータリースイッチ
機械的スイッチ、2枚の金属板は、完全な回路に互いに接触フロー割り込みに電流を開回路に互いに分離する現在のため。
1）単極単投（SPST）： このスイッチは2つの端子で構成されています。 1つの入力端子は極と呼ばれ、1つの出力端子はスローと呼ばれます。したがって、このスイッチの名前は 単極単投です。 このスイッチは、スイッチの最も単純な例です。一般に、このスイッチはシングルループで使用されます。つまり、回路は1つのクローズパスのみを制御する必要があります。単極単投スイッチの記号は図-1aのとおりです。このスイッチは、図1bに示すように、機器、ソース、または要素と直列に接続されています。
2）単極双投（SPDT）： このスイッチは3つの端子で構成されています。図-2aに示すように、1つの入力端子（極）と2つの出力端子（スロー）。このスイッチを使用することにより、図2に示すように、2つのループに電流または信号を供給することができます。このスイッチは、セレクタースイッチと呼ばれることもあります。
3）双極単投（DPST）： このスイッチは4つの端子で構成されています。図-3aに示すように、2つの入力端子（極）と2つの出力端子（スロー）。このスイッチは、2つのSPSTスイッチと非常によく似ています。両方のスイッチが単一の肝臓に接続されているため、両方のスイッチが同時に動作します。これらのスイッチは、図3bに示すように、2つの回路を同時に制御する場合に使用されます。
4）双極双投（DPDT）： このスイッチは6つの端子で構成されています。図-4aに示すように、2つの入力端子（極）と各極に2つの端子があるため、合計4つの出力端子（スロー）になります。このスイッチの操作は、2つの別々のSPDTスイッチが同時に動作するのと同様です。このスイッチでは、入力（極）の2つの端子が、スイッチの位置1にある出力（throw-1）の1つのセット（2）に接続されています。スイッチの位置を変更すると、図4bに示すように、この入力が2番目の出力セット（端子2）に接続されます。ここで例に示すように、位置1でモーターが時計回りに回転している場合、位置2に変更すると、モーターが反時計回りに回転するとします。
5）2極6投（2P6T）： これは14個の端子で構成されています。図-5aに示すように、2つの入力端子（極）と各極に6つの端子があるため、合計12の出力端子（スロー）になります。一般的に、このタイプのスイッチは、共通入力端子を備えた回路の切り替えに使用されます。
6）モーメンタリ操作スイッチ：
- 押しボタンスイッチ：スイッチ を押すと、スイッチの接点が閉じて回路が閉じて電流が流れ、ボタンから圧力を取り除くと、スイッチの接点が開いて回路が遮断されます。したがって、このスイッチは、接点を開閉することによって回路を制御できる瞬間的な接点スイッチです。押しボタンスイッチでは、スイッチから圧力を取り除くと、接点を開くためのスプリングの配置があります。
- 圧力スイッチ： このタイプのスイッチは、C字型のダイヤフラムで構成されています。圧力によると、このダイヤフラムは圧力を示しています。これらのスイッチは、産業用途で空気、水、または油の圧力を感知するために使用されます。このスイッチは、システムの圧力が設定値から増加または減少したときに動作します。
- 温度スイッチ： このタイプのスイッチは、RTD（測温抵抗体）などの温度検出デバイスで構成されています。このスイッチは、測定温度の値に応じて動作します。
- トグルスイッチ： このタイプのスイッチは、一般的に家庭用アプリケーションで電化製品のオンとオフに使用されます。オンとオフのアプライアンスに上下に移動できるレバーがあります。
- ロータリースイッチ： このタイプのスイッチは、1つのラインを多くのラインの1つに接続するために使用されます。通信デバイスのマルチメータ、チャネルセレクタ、レンジセレクタメータリングデバイスバンドセレクタのノブは、このタイプのスイッチの例です。このスイッチは、単極マルチスロースイッチと同じです。ただし、このスイッチの配置は異なります。
電気スイッチ：
電気スイッチは半導体デバイスに他なりません。これらのスイッチは、低コスト、小型、信頼性があるため、より便利です。このスイッチでは、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）などの半導体材料を使用しています。一般に、このタイプのスイッチは、集積回路（IC）、電気モータードライブ、HVACアプリケーションで使用され、デジタル出力（DI）としても広く使用されています。コントローラーの。
- リレー
- バイポーラトランジスタ
- パワーダイオード
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- トライアック
- DIAC
- GTO
1）リレー： リレーは電気機械式の原理で動作するため、このスイッチは電気機械式スイッチとも呼ばれます。電流がコイルを通過すると、コイルの周りに磁場が発生します。この磁場の量は、コイルを通過する電流の量に依存します。接点の配置は、カーテン制限で電流が増加すると、接点が通電されてその位置が変わるように行われます。リレーは、安全のためにバイメタルストリップを使用して温度を検出する場合があります。リレーは、幅広い電圧と電流で利用できます。電力システムでは、リレーは障害の識別に重要な役割を果たします。産業でも、リレーは保護装置として使用されます。ここでリレーの完全な動作を確認してください。
2）バイポーラトランジスタ： バイポーラ接合トランジスタには3つの端子があります。ベース、エミッター、コレクター。トランジスタは3つの領域で動作します。カットオフ、飽和およびアクティブ領域。トランジスタの記号は図-6のようになります。スイッチングの目的で、アクティブ領域は使用されません。ベース端子で十分な量の電流が利用できる場合、トランジスタは飽和領域に入り、電流はコレクタ-エミッタ経路を通って流れ、トランジスタはオンスイッチとして機能します。ベース電流が十分でない場合、回路は開いており、電流はコレクタ-エミッタを流れることができず、トランジスタはカットオフ領域に入ります。この領域では、トランジスタはオフスイッチとして機能します。トランジスタは電子機器アプリケーションの増幅器として使用され、デジタル回路ではANDのようなゲートを作成するためにも使用され、トランジスタは集積回路のスイッチングデバイスとしても使用されます。トランジスタは、MOSFETに比べて抵抗損失が大きいため、高電力アプリケーションには役立ちません。
3）パワーダイオード： パワーダイオードには2つの端子があります。アノードとカソード。ダイオードは、p型とn型の半導体材料で構成され、ダイオードと呼ばれるpn接合を形成します。パワーダイオードの記号は図7のようになります。ダイオードが順方向バイアスの場合、電流は回路を流れ、逆方向バイアスの場合は電流をブロックします。アノードがカソードに対して正の場合、ダイオードは順方向バイアスにあり、スイッチオンとして機能します。同様に、カソードがアノードに対して正の場合、ダイオードは逆バイアスになり、スイッチオフとして機能します。パワーダイオードは、整流器、電圧逓倍回路、電圧クランパー回路などのパワーエレクトロニクスアプリケーションで使用されます。
4）MOSFET： MOSFET-金属酸化物半導体電界効果トランジスタ。 MOSFETには3つの端子があります。ゲート、ドレイン、ソース。 MOSFETは2つの基本的な形式で動作します。空乏タイプと強化タイプ。ゲート-ソース間電圧（V GS）が十分でない場合、MOSFETは空乏型として機能し、MOSFETの空乏モードはOFFスイッチと同様です。ゲート-ソース間電圧（V GS）が十分な場合、MOSFETはエンハンスメントタイプとして機能し、MOSFTEのエンハンスメントモードはONスイッチと同様です。 MOSFETのスイッチング範囲は、数十ネオン秒から数百マイクロ秒です。リニア電圧レギュレータ、チョッパー、可聴周波数パワーアンプなどに使用されるMOSFET。MOSFET回路についてはこちらを確認してください。
5）IGBT： IGBT-絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。 IGBTはBJTとMOSFETの組み合わせです。 IGBTは、高い入力インピーダンスと高いスイッチング速度（MOSFETの特性）、および低い飽和電圧（BJTの特性）を備えています。 IGBTには3つの端子があります。ゲート、エミッター、コレクター。 IGBTはゲート端子を使用して制御できます。ゲート端子をトリガーおよび無効にすることで、オンとオフを切り替えることができます。 IGBTは、GTOと同じように正と負の両方の電圧をブロックできます。 IGBTは、インバーター、トラクションモーター制御、誘導加熱、スイッチモード電源に使用されます。
6）SCR： SCR-シリコン制御整流器。 SCRには3つの端子があります。ゲート、アノード、カソード。 SCRの動作はダイオードと同じですが、SCRは順方向バイアス（カソードが負、アノードが正）のときに導通を開始し、ゲートでの正のクロックパルスも必要です。順バイアスでは、ゲートのクロックパルスがゼロの場合、SCRは強制転流によってオフになり、逆バイアスでは、SCRはダイオードと同じオフ状態のままになります。 SCRは、モーター制御、電力レギュレーター、ランプ調光に使用されます。
7）トライアック： トライアックは、ゲートが接続された状態で逆並列に接続された2つのSCRと同じです。トライアックは双方向デバイスです。トライアックには3つの端子があります。メイン端子1（MT）、メイン端子2（MT2）およびゲート。 MT1端子とMT2端子は制御したい回路に接続されており、ゲートは正電圧または負電圧でパルスをトリガーするために使用できます。 MT2端子がMT1端子に対して正の電圧にあり、ゲートも正にトリガーされると、TRIACのSCR-1がトリガーされます。 MT1端子がMT2端子に対して正の電圧にあり、ゲートも正にトリガーされると、TRIACのSCR-2がトリガーされます。トライアックはACとDCの両方のソースに使用できますが、一般に、トライアックはモーター制御、照明の切り替え（産業用および家庭用）などのACアプリケーションで使用されます。トライアック調光回路についてはこちらを確認してください。
8）DIAC： DIAC-ダイオードACスイッチ。 DIACには2つの端子があります。このスイッチは両方向に操作できます。 DIACの記号は図-12のようになります。 DIACは2つの地域で機能します。フォワードブロッキングまたはリバースブロッキング領域とアバランシェブレークオーバー領域。印加電圧がブレークオーバー電圧よりも低い場合、DIACは順方向ブロッキングまたは逆方向ブロッキング領域で機能します。この領域では、DIACはオフスイッチとして機能します。印加電圧がブレークオーバー電圧よりも大きい場合、アバランシェ降伏が発生し、DIACがオンスイッチとして機能します。 DIACは、TRIACおよびSCRと比較して、低電圧および低電流のアプリケーションでは急激に切り替えることができません。調光、ユニバーサルモーターの制御、熱制御回路に使用されるDIAC。
9）ゲートターンオフサイリスタ： GTOには3つの端子があります。ゲート、アノード、カソード。名前が示すように、このデバイスはゲート端子を介してオフにすることができます。GTOのシンボルは、ゲート端子上の2つの矢印で構成されており、ゲート端子を通る双方向の電流の流れを示しています。このデバイスは、小さな正のゲート電流を流すことでオンになり、ゲート端子からの負のパルスでオフになります。インバーター、ACおよびDCドライブ、誘導加熱器、SVC（静的VAR補正）で使用されるGTO。GTOは、スナバ回路の助けがなければ、誘導性負荷をオフにするために使用することはできません。
