SSR vs optocoupler com saída TRIAC

Projetei (e principalmente implementei agora) um sistema para ligar e desligar solenoides de 24VAC. Para isso, usei acopladores ópticos com saída TRIAC ( série Sharp PR26MF1xNSZ ). A folha de dados deste dispositivo descreve-o como um "relé de estado sólido", "uma integração de um diodo emissor de infravermelho (IRED), um detector fototrímico e uma saída principal Triac".

Meu interesse por essas coisas me levou a procurar outras opções para esta parte. Eu deparei com as ofertas da Vishay Semiconductor para peças semelhantes, e a Vishay divide esse tipo de componente em duas categorias distintas: relés de estado sólido e optoacopladores com saída TRIAC.

Examinei as folhas de dados da Vishay para dois dispositivos representativos e descobri que, embora o acoplador óptico pareça bastante semelhante à parte Sharp, a parte do relé de estado sólido não usa um TRIAC para saída. Em vez disso, parece usar um par de MOSFETs como estágio de saída.

Quais são as vantagens e desvantagens desses dois tipos diferentes de peças? Qual seria o benefício de usar MOSFETs como estágio de saída em vez de um TRIAC? Existe uma distinção real entre "relé de estado sólido" e "acoplador óptico com saída TRIAC" ou "relé de estado sólido" é um termo usado para qualquer dispositivo que possa ser usado para alternar CA ou CC?

O SSR é um dispositivo CC de baixa voltagem, mas também pode ser usado para CA de baixa voltagem, enquanto o dispositivo triac é apenas para uso de CA, normalmente tensão de rede.

Um triac possui uma PNPNestrutura, o que significa que sempre haverá uma queda de tensão através dele, enquanto os FETs são dispositivos resistivos e, para aqueles que é especificado, neste caso, 0,25 máximo.$R_{ON}$$\Omega$
A queda de tensão sobre o triac torna os opto-triacs menos convenientes para tensões baixas, onde eles podem diminuir muito a tensão disponível. Por exemplo, uma queda de 3V em uma fonte de 24V significa que você perde 13%. Portanto, parece que no seu caso o "SSR" é uma escolha melhor. Você terá que olhar para a corrente máxima, no entanto. A folha de dados diz 2A, mas no gráfico Classificações máximas absolutas mostra 1A. Meu palpite é que isso deve ser lido como um valor normalizado e que o máximo real é de fato 2A, para ser reduzido em temperaturas mais altas.

Há coisas interessantes o suficiente que não foram ditas e que outra resposta pode ser útil.
Além de adicionar novo material, isso se sobrepõe a vários outros, para uma melhor integridade geral.

• TRIAC é um comutador CA, exceto em um caso especial.

• Turnon ocorre quando o opto é conduzido acima do nível de ativação. Se o opto estiver desativado e a corrente de carga TRIAC estiver acima da corrente de retenção, o TRIAC permanecerá ligado até o próximo cruzamento zero do sinal de carga.

  Se o opto for deixado no TRIAC, ele retornará às passagens de zero subseqüentes até que o opto seja desligado.

• Corrente de retenção: Se a corrente de carga estiver abaixo da "corrente de retenção" mínima, o TRIAC será desligado assim que o opto for desligado. Aqui (página 5) a corrente de retenção é de 25 mA máx. Se a corrente de carga está acima de 25 mA o triac vai segurar até o próximo cruzamento zero se opto está desligado. Como foram desleixados e não especificaram valores mínimos ou de tipo para manter a corrente, tudo o que você pode dizer sobre correntes abaixo de 25 mA é que o TRIAC pode permanecer ligado quando o opto é desligado. Este parâmetro pode ter uma importância significativa quando cargas leves estão sendo comutadas.

  Por exemplo, 5mA, você pode pensar que o TRIAC é um interruptor de cruzamento zero, mas pode não ser. Ou a 10 mA. Se você estiver trocando, por exemplo, uma carga indutiva a 230 VCA ou cerca de 300 Vpico, a potência da carga é de aproximadamente 3 Watts instantânea no Vpico. Se o opto for desligado no Vpeak com uma carga indutiva, pode ser necessário dissipar ou controlar uma quantidade considerável de energia. Nesses casos, o projeto do amortecedor pode precisar ser considerado, apesar dos aspectos de cruzamento zero.

• O FET SSR possui 2 x FETs conectados "consecutivos" para AC. Para CC, os dois FETs podem ser conectados em paralelo, dobrando a corrente de 1 A para 2A.

• O TRIAC SSR alterna em 100 ns máx. O FET SSR é cerca de 5 vezes mais lento e assimétrico na operação e liberação.

• O TRIAC SSR possui um requisito de LED máximo de 5 mA / 10 mA (2 graus). No circuito de exemplo, eles dirigem o dobro desse valor. O FET SSR tem um máximo de 2 mA ligado, 0,5 mA típico e 50 uA min desligam a corrente !!!.

  Importante, como a opto-corrente é reduzida, o TRIAC SSR pode "simplesmente parar de disparar". Um SSR FET tenderá a degradar-se normalmente. Observe que a unidade FET baixa PODE levar a uma dissipação de IC maior do que a desejada.

• O TRIAC SSR especifica uma taxa mínima de 100 V / uS de aumento da tensão de saída no estado desligado. Em tempos de elevação acima disso, o TRIAC pode decidir ativar "sozinho". "Isso pode ser embaraçoso".

  O FET SSR tende a não ter esse limite - mas atingir a saída com um tempo de espera muito rápido é 'provavelmente não sábio'. O TRIAC permanecerá ligado uma vez ligado. Se alguém conseguisse ativar o FET, provavelmente desligaria novamente logo em seguida. Isso pode ou não ser uma coisa boa.

Mais anon talvez ...

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TRIACs e SCRs têm uma tensão significativa, um pouco mais de uma queda de diodo. Os MOSFETs podem ser ligados de modo que a queda de tensão entre eles seja muito menor. Por outro lado, os circuitos de controle e direção serão mais complicados.

Para aplicações de baixa tensão, a queda de tensão pode ser significativa. Para aplicações de alta tensão, os poucos 100 mV do SCR ou TRIAC são uma pequena fração do total e, portanto, não importam muito. O acionamento mais simples e a maior tolerância de voltagem da composição bipolar versus FET tornam-se vantajosas.