Un relé de estado sólido (SSR en inglés) es un dispositivo interruptor electrónico que conmuta el paso de la electricidad cuando una pequeña corriente es aplicada en sus terminales de control. Los SSR consisten en un sensor que responde a una entrada apropiada (señal de control), un interruptor electrónico de estado sólido que conmuta el circuito de carga, y un mecanismo de acoplamiento a partir de la señal de control que activa este interruptor sin partes mecánicas. El relé puede estar diseñado para conmutar corriente alterna o continua. Hace la misma función que el relé electromecánico, pero sin partes móviles.
Los relés de estado sólido utilizan semiconductores de potencia como tiristores y transistores para conmutar corrientes hasta más de 100 amperios. Los relés SSR pueden conmutar a muy altas velocidades (del orden de milisegundos) en comparación a los electromecánicos, y no tienen contactos mecánicos que se desgasten. A la hora de aplicar este tipo de relés debe tenerse en cuenta su baja tolerancia para soportar sobrecargas momentáneas, comparado con los relés electromecánicos, y su mayor resistencia al paso de la corriente en su estado activo.
La señal de control debe acoplarse al circuito de control de una forma que se produzca aislamiento galvánico entre los dos circuitos.
La mayoría de los SSR utilizan acoplamiento óptico. El voltaje de control enciende un LED interno que ilumina y activa un diodo fotosensible (fotovoltaico); la corriente del diodo activa un tiristor, SCR, o MOSFET para conmutar la carga. El optoacoplamiento permite que el circuito de control esté eléctricamente aislado de la carga.
Un SSR basado en un único MOSFET, o múltiples MOSFET en paralelo, puede trabajar bien para cargas de CC. Los MOSFET implementan un diodo que conduce la electricidad en un solo sentido, por lo que un único MOSFET no puede bloquear la corriente en ambas direcciones. Un SSR para CC es básicamente un MOSFET pero manejando mayor corriente y con la peculiaridad de que la entrada está aislada de la salida, además tendrán el terminal positivo y negativo identificados, ya que se pueden dañar si las polaridades se invierten. Cuando se conmutan cargas inductivas debe colocarse un diodo de protección en la salida del SSR para evitar que las corrientes inversas de retorno lo dañen.
Para CA (bi-direccional) se suele emplear un TRIAC que consta de dos SCR conectados en direcciones opuestas. Los TRIAC se utilizan porque la corriente alterna está constantemente cambiando de dirección; cuando la puerta del TRIAC deja de recibir corriente, el TRIAC cortará el paso de electricidad cuando el ciclo de la alterna pase por 0 (que sucede cada 20 ms si es de 50 Hz), por lo que nunca se interrumpe el paso en un pico de la alterna, evitando los altos voltajes transitorios que de otra forma se producirían si se interrumpiera el paso bruscamente debido al colapso repentino del campo magnético sobre el inducido. Esta propiedad se denomina conmutación en "paso por cero".
Los SSR se diferencian por una serie de parámetros incluyendo voltaje de activación y corriente, voltaje de salida y límite de corriente momentánea admitida, si es de CC o CA, la caída de voltaje o la resistencia interna que afecta a la corriente de salida, la resistencia térmica, y los parámetros eléctricos y térmicos para un área de operación segura (p.e., no superando nunca el 70% del amperaje y temperatura tope indicado por el fabricante para alargar su vida útil).
La mayoría de las ventajas son comunes en los equipos de estado sólido sobre los equipos electromecánicos:
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