¿Qué es un Relé de estado sólido?
Relé de Estado Sólido o SSR (Solid State Relay) es un dispositivo electrónico que funciona casi igual que el relé electromecánico que todos conocemos, pero que a diferencia de este, no tiene partes móviles. En el relé convencional las partes móviles son la armadura y los contactos que permiten pasar de un estado a otro. En el SSR, esto se logra con semiconductores.
Estructura interna de un SSR típico
En la siguiente imagen se observa que la señal de entrada está aislada de la señal de salida. Esto se logra convirtiendo la señal de entrada en una señal óptica.
Funcionamiento de un relé de estado sólido.
En el circuito de entrada el componente principal es un LED que convierte la señal de activación en una señal luminosa. La señal luminosa es recibida por un fototransistor o similar y la convierte en una señal eléctrica. En esta parte del circuito de salida hay un circuito de disparo, que se encarga de activar el componente principal, que en este caso es un Triac.
Imagen original de Wikipedia
Apariencia de un Relé de Estado Sólido o SSR (Solid State Relay)
El circuito se activa cuando en los terminales de entrada se aplica un voltaje igual o superior al especificado para el SSR y se desactiva cuando este voltaje es menor.
Un circuito de control (Circuito de disparo) determina el momento en que el componente de salida (un Triac) es activado y permite el paso de la corriente hacia la carga.
Tipos de SSR – Relé de Estado Sólido
Zero-switching SSR / ZS: (Conexión de paso por cero)
Éste tipo de SSR es el más común. El voltaje de salida se activa cuando la señal alterna, pasa por el cruce por cero y se mantiene así hasta el cruce por cero que sigue a la des-activación de la señal de control.
Nota: cuando el voltaje en la carga está en el cruce por cero, el consumo de corriente es nulo.
Instant ON SSR / IO (Conexión instantánea)
Este tipo de SSR activa la salida (aplica el voltaje a la carga) en el mismo instante que se aplica la señal de control y se mantiene hasta el cruce por cero que sigue a la desaparición de la señal de control.
Se utiliza para controlar a aplicaciones con más precisión.
Peak Switching SSR / PS (conexión a pico de tensión)
Este tipo de relé, aplica el voltaje a la carga en el primer pico de voltaje que alimenta la misma, después de que se aplica la señal de control, y se mantiene hasta el cruce por cero que sigue a la desaparición de la señal de control.
Analog Switching SSR / AS (Conexión analógica)
Este dispositivo tiene muchas posibilidades de salidas de voltaje y es proporcional al voltaje o la corriente de entrada. Tiene internamente un circuito sincronizador que ejerce control de fase / ángulo.
Son ideales para arranques abajo voltaje (Soft Starting) o para limitar la corriente inicial sobre la carga (In Rush current).
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Ventajas y desventajas de los relés de estado sólido
Ventajas de los SSR
Aislamiento galvánico. Este tipo de aislamiento consiste en la separación de las partes funcionales de un circuito eléctrico para prevenir el paso de portadores de carga.
- Baja corriente de entrada. En el orden de los miliamperios.
- Mayor tiempo de vida (por menor desgaste)
- No hay saltos de corriente propios de los contactos de un relé.
- Operación silenciosa, debido a que no tiene partes mecánicas móviles.
- Menor tiempo de respuesta (en el orden de los milisegundos)
- Puede manejar grandes corrientes de carga (hasta 100 A)
Desventajas de los SSR
- Pérdida de potencia en el circuito de salida debido a la caída de voltaje en el semiconductor que activa la carga.
