Accoppiatore SSR vs accoppiatore ottico con uscita TRIAC

Ho progettato (e per lo più implementato, ora) un sistema per accendere e spegnere i solenoidi a 24 V CA. Per raggiungere questo obiettivo, ho usato accoppiatori ottici con uscita TRIAC ( serie Sharp PR26MF1xNSZ ). Il foglio dati per questo dispositivo lo descrive come un "relè a stato solido", "un'integrazione di un diodo a emissione di infrarossi (IRED), un rivelatore a fototriac e un Triac di uscita principale".

Il mio interesse per queste cose mi ha portato a cercare altre opzioni per questa parte. Mi sono imbattuto nelle offerte di Vishay Semiconductor per parti simili e Vishay divide questo tipo di componente in due categorie distinte: relè a stato solido e fotoaccoppiatori con uscita TRIAC.

Ho esaminato i fogli dati di Vishay per due dispositivi rappresentativi e ho scoperto che mentre il fotoaccoppiatore sembra essere abbastanza simile alla parte Sharp, la parte relè a stato solido non utilizza un TRIAC per l'output. Invece, sembra utilizzare una coppia di MOSFET come stadio di uscita.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questi due diversi tipi di parti? Quale sarebbe il vantaggio di utilizzare MOSFET come stadio di uscita invece di un TRIAC? Esiste una reale distinzione tra "relè a stato solido" e "accoppiatore ottico con uscita TRIAC" o "relè a stato solido" è un termine usato per qualsiasi dispositivo che può essere utilizzato per commutare CA o CC?

L'SSR è un dispositivo CC a bassa tensione, ma può anche essere utilizzato per CA a bassa tensione, mentre il dispositivo triac è solo per uso CA, in genere tensione di rete.

Un triac ha una PNPNstruttura, il che significa che ci sarà sempre una caduta di tensione attraverso di esso, mentre i FET sono dispositivi resistivi e per quelli un$R_{ON}$ è specificato, in questo caso 0,25$\Omega$massimo.
La caduta di tensione sopra il triac rende gli opto-triac meno convenienti per le basse tensioni, dove possono perdere troppo della tensione disponibile. Ad esempio, una caduta di 3 V su un'alimentazione a 24 V significa che si perde il 13%. Quindi nel tuo caso sembra che "SSR" sia una scelta migliore. Dovrai comunque vedere la massima corrente. Il foglio dati dice 2A, ma sul grafico delle Valutazioni massime assolute mostra 1A. La mia ipotesi è che questo dovrebbe essere letto come un valore normalizzato e che il massimo effettivo sia effettivamente 2A, da declassare a temperature più elevate.

Ci sono abbastanza cose interessanti che non sono state dette che potrebbe essere utile un'altra risposta.
Oltre ad aggiungere nuovo materiale, questo si sovrapporrà a vari altri per una migliore completezza complessiva.

• TRIAC è un interruttore CA tranne in un caso speciale.

• Turnon si verifica quando opto viene guidato sopra il livello di abilitazione. Se opto viene disattivato e la corrente di carico del TRIAC è superiore alla corrente di mantenimento, il TRIAC rimarrà acceso fino al successivo passaggio per lo zero del segnale di carico.

  Se l'opto viene lasciato sul TRIAC si rifiuterà ai successivi incroci di zero fino a quando l'opto non viene spento.

• Corrente di mantenimento : se la corrente di carico è inferiore alla "corrente di mantenimento" minima, il TRIAC si spegne non appena viene disattivato l'opto. Qui (pagina 5) la corrente di mantenimento è max. 25 mA. Se la corrente di carico è superiore a 25 mA, il TRIAc rimarrà attivo fino allo zero successivo se l'opto è disattivato. Poiché sono stati sciatti e non hanno specificato valori min o typ per mantenere la corrente, tutto ciò che si può dire sulle correnti inferiori a 25 mA è che il TRIAC può rimanere acceso quando l'opto è spento. Questo parametro può avere un'importanza significativa quando si commutano carichi leggeri.

  A dire 5mA potresti pensare che il TRIAC sia un interruttore zero crossing, ma potrebbe non esserlo. O a 10 mA. Se si commuta ad es. Un carico induttivo a 230 V CA o circa 300 Vpeak, la potenza del carico è di circa 3 Watt istantanei su Vpeak. Se l'opto viene disattivato su Vpeak con un carico induttivo, potrebbe essere necessario dissipare o controllare una quantità apprezzabile di energia. In questi casi potrebbe essere necessario prendere in considerazione il design del soppressore nonostante gli aspetti di attraversamento zero.

• Il FET SSR ha 2 x FET collegati "back to back" per AC. Per DC i due FET possono essere collegati in parallelo, raddoppiando la corrente nominale da 1 A a 2A.

• Il TRIAC SSR commuta in 100 ns max. Il SSR FET è circa 5 volte più lento e asimmetrico su funzionamento e rilascio.

• Il TRIAC SSR ha un requisito LED massimo di 5 mA / 10 mA (2 gradi). Nel loro circuito di esempio lo guidano al doppio di questo valore. FET SSR ha un'accensione massima di 2 mA, 0,5 mA tipica e corrente di spegnimento minima di 50 uA !!!.

  È importante sottolineare che, poiché la corrente opto è ridotta, un SSR TRIAC può "smettere di sparare". Un SSR FET tenderà a degradare con grazia. Notare che un drive FET basso può portare a una dissipazione IC superiore al previsto.

• Il TRIAC SSR specifica una velocità minima di 100 V / u di aumento della tensione di uscita in stato off. Nei periodi di aumento sopra questo, il TRIAC può decidere di accendere "tutto da solo". "Questo può essere imbarazzante".

  FET SSR tende a non avere questo limite - ma colpire l'output con un tempo di recupero troppo veloce non è "probabilmente saggio". Il TRIAC rimarrà acceso una volta acceso. Se uno riuscisse ad accendere il FET, probabilmente si spegnerà di nuovo poco dopo. Questa potrebbe essere o meno una buona cosa.

Più anon forse ...

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I TRIAC e gli SCR hanno una tensione significativa, leggermente superiore a una caduta di diodi. I MOSFET possono attivarsi in modo tale che la caduta di tensione che li attraversa sia molto inferiore. D'altro canto, i circuiti di controllo e guida saranno più complicati.

Per applicazioni a bassa tensione, la caduta di tensione può essere significativa. Per applicazioni ad alta tensione, i pochi 100 mV attraversati da SCR o TRIAC rappresentano una piccola frazione del totale e quindi non contano molto. L'azionamento più semplice e la maggiore tolleranza di tensione del trucco bipolare rispetto a FET diventano quindi vantaggiosi.