SSR vs optoacoplador con salida TRIAC

He diseñado (y principalmente implementado, ahora) un sistema para encender y apagar los solenoides de 24 VCA. Para lograr esto, utilicé optoacopladores con salida TRIAC ( serie Sharp PR26MF1xNSZ ). La hoja de datos de este dispositivo lo describe como un "relé de estado sólido", "una integración de un diodo emisor de infrarrojos (IRED), un detector de fototriaco y una salida principal Triac".

Mi interés en tales cosas me ha llevado a buscar otras opciones para esta parte. Me topé con las ofertas de Vishay Semiconductor para piezas similares, y Vishay divide este tipo de componente en dos categorías distintas: relés de estado sólido y optoacopladores con salida TRIAC.

Miré las hojas de datos de Vishay para dos dispositivos representativos, y descubrí que si bien el optoacoplador parece ser bastante similar a la parte Sharp, la parte del relé de estado sólido no usa un TRIAC para la salida. En cambio, parece usar un par de MOSFET como etapa de salida.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de estos dos tipos diferentes de piezas? ¿Cuál sería el beneficio de usar MOSFET como etapa de salida en lugar de un TRIAC? ¿Existe una distinción real entre "relé de estado sólido" y "optoacoplador con salida TRIAC", o "relé de estado sólido" es un término utilizado para cualquier dispositivo que pueda usarse para cambiar CA o CC?

El SSR es un dispositivo de CC de bajo voltaje, pero también puede usarse para CA de bajo voltaje, mientras que el dispositivo triac es solo para uso de CA, generalmente voltaje de red.

Un triac tiene una PNPNestructura, lo que significa que siempre habrá una caída de voltaje a través de él, mientras que los FET son dispositivos resistivos , y para ellos se especifica un , en este caso 0.25 máximo.$R_{ON}$$\Omega$
La caída de voltaje sobre el triac hace que los opto-triacs sean menos convenientes para voltajes bajos, donde pueden caer demasiado del voltaje disponible. Por ejemplo, una caída de 3V en un suministro de 24V significa que pierde el 13%. Entonces parece que en su caso el "SSR" es una mejor opción. Sin embargo, tendrá que mirar la corriente máxima. La hoja de datos dice 2A, pero en el gráfico Absolute Maximum Ratings muestra 1A. Mi conjetura es que esto debería leerse como un valor normalizado, y que el máximo real es de hecho 2A, que debe reducirse a temperaturas más altas.

Hay suficientes cosas interesantes que no se han dicho que otra respuesta puede ser útil.
Además de agregar material nuevo, esto se superpondrá a varios otros para una mejor integridad general.

• TRIAC es un interruptor de CA, excepto en un caso especial.

• El giro se produce cuando el opto se conduce por encima del nivel de habilitación. Si el opto está apagado y la corriente de carga TRIAC está por encima de la corriente de retención, el TRIAC permanecerá encendido hasta el próximo cruce por cero de la señal de carga.

  Si se deja el opto en el TRIAC se refuerza en los siguientes cruces por cero hasta que se apague el opto.

• Corriente de retención: si la corriente de carga está por debajo de la "corriente de retención" mínima, el TRIAC se apagará tan pronto como se apague el opto. Aquí (página 5) la corriente de retención es de 25 mA máx. Si la corriente de carga es superior a 25 mA, el TRIAc se mantendrá hasta el próximo cruce por cero si se desactiva la opción . Debido a que han sido descuidados y no han especificado valores mínimos o típicos para mantener la corriente, todo lo que puede decir acerca de las corrientes por debajo de 25 mA es que el TRIAC puede permanecer encendido cuando el opto está apagado. Este parámetro puede ser de gran importancia cuando se cambian las cargas ligeras.

  Con 5 mA, puede pensar que el TRIAC es un interruptor de cruce por cero, pero puede no serlo. O a 10 mA. Si está cambiando, por ejemplo, una carga inductiva a 230 VCA o aproximadamente 300 V pico, la potencia de carga es de aproximadamente 3 vatios instantáneos en V pico. Si el opto se apaga en Vpeak con una carga inductiva, entonces puede ser necesario disipar o controlar una cantidad apreciable de energía. En tales casos, el diseño del amortiguador puede necesitar ser considerado a pesar de los aspectos de cruce cero.

• El FET SSR tiene 2 x FET conectados "espalda con espalda" para CA. Para CC, los dos FET se pueden conectar en paralelo, duplicando la clasificación actual de 1 A a 2A.

• El TRIAC SSR conmuta en 100 ns máx. El FET SSR es aproximadamente 5 veces más lento y asimétrico en operación y liberación.

• El TRIAC SSR tiene un requisito de LED máximo de 5 mA / 10 mA (2 grados). En su circuito de ejemplo, lo conducen al doble de este valor. El FET SSR tiene una corriente máxima de encendido de 2 mA, 0.5 mA típico y corriente de apagado de 50 uA min.

  Es importante destacar que, a medida que se reduce la corriente optoeléctrica, un SSR TRIAC puede "simplemente dejar de disparar". Un SSR FET tenderá a degradarse con gracia. Sin embargo, tenga en cuenta que una unidad FET baja PUEDE conducir a una disipación de CI mayor de la prevista.

• El TRIAC SSR especifica una tasa mínima de 100 V / uS de aumento de voltaje de salida en estado apagado. En tiempos de subida por encima de esto, el TRIAC puede decidir activar "todo por sí mismo". "Esto puede ser vergonzoso".

  El FET SSR tiende a no tener este límite, pero golpear la salida con una aceleración demasiado rápida 'probablemente no sea inteligente'. El TRIAC permanecerá encendido una vez encendido. SI uno lograra encender el FET, probablemente se apagaría nuevamente poco después. Esto puede o no ser algo bueno.

Más anon tal vez ...

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Los TRIAC y SCR tienen un voltaje significativo, un poco más de una caída de diodo. Los MOSFET pueden encenderse de modo que la caída de voltaje entre ellos sea mucho menor. Por otro lado, los circuitos de control y conducción serán más complicados.

Para aplicaciones de bajo voltaje, la caída de voltaje puede ser significativa. Para aplicaciones de alto voltaje, los pocos 100 mV a través del SCR o TRIAC son una pequeña fracción del total y, por lo tanto, no importan demasiado. El accionamiento más simple y la mayor tolerancia de voltaje del maquillaje bipolar versus FET se vuelve ventajoso.