Differenza tra optoisolatore (fotoaccoppiatore) e relè a stato solido?

Ho cercato relè e optoisolatori. Sono consapevole che esistono diversi optoisolatori, alcuni con un transistor sul lato del rivelatore che consente alla corrente di fluire in una direzione mentre altri con triac sul lato del rivelatore per consentire alla corrente di fluire in entrambe le direzioni:

Dopo aver letto i relè, ho scoperto che funzionano in modo simile ma utilizzando la commutazione meccanica utilizzando elettromagneti per isolare i due lati del circuito.

Mi sarei quindi aspettato che i relè a stato solido fossero una sottocategoria di relè, ma quando li ho guardati, per definizione, svolgono la stessa funzione di un optoisolatore.

Qual è la differenza tra un optoisolatore e un relè a stato solido, se presente? Quale è una sottocategoria di quali e quali sono le differenze in termini di velocità e applicazioni?

Gli optoisolatori sono progettati per commutare una piccola quantità di corrente. Un relè a stato solido in genere contiene un optoisolatore insieme ad alcuni circuiti per commutare una grande quantità di corrente in risposta alla piccola corrente commutata dall'optoisolatore.

I relè a stato solido più comuni utilizzano MOSFET serie back-to-back come elemento di commutazione dell'alimentazione che consente loro di gestire la corrente alternata. Per ottenere una buona tensione di pilotaggio verso il gate isolato viene utilizzata una cella fotovoltaica e questa è una differenza significativa: il LED nell'accoppiamento produce luce e questo genera diversi volt CC nella cella fotovoltaica per attivare fortemente i canali del MOSFET.

Questi tipi di relè a stato solido tendono ad essere un po 'lenti durante la commutazione e può esserci una significativa dissipazione di potenza quando si accendono o si spengono, ma i relè a stato solido tendono ad essere utilizzati come controlli di accensione / spegnimento come interruttori meccanici e di solito non vengono utilizzati con un segnale PWM.

Mi sarei quindi aspettato che i relè a stato solido fossero una sottocategoria di relè, ma quando li ho guardati, per definizione, svolgono la stessa funzione di un optoisolatore.

I relè sono meccanici e fino all'avvento dell'elettronica a stato solido sono stati il ​​modo migliore per accendere e spegnere carichi ad alta potenza. Eventualmente l'usura provocherà un guasto del meccanismo o i contatti si usureranno, in particolare se scintilla. Si noti che i relè forniscono l'isolamento elettrico tra il circuito di controllo (che gestisce la bobina) e il carico (commutato dai contatti). Questo è chiaramente mostrato nel simbolo schematico.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Un altro problema con il relè è che la commutazione è asincrona con la rete. L'accensione o l'interruzione dell'alimentazione a metà ciclo è il caso peggiore per i contatti e per generare rumore elettrico.

Il relè a stato solido (SSR) risolve questi problemi con l'inclusione opzionale di un circuito di rilevamento zero-cross in modo che l'alimentazione venga attivata solo quando la tensione è zero e quasi tutti finiranno il semiciclo corrente quando il segnale di controllo è spento. Senza parti mobili il dispositivo non dovrebbe mai usurarsi e, come hai affermato correttamente, il circuito di controllo è isolato dal carico.

Qual è la differenza tra un optoisolatore e un relè a stato solido, se presente? Quale è una sottocategoria di quali e quali sono le differenze in termini di velocità e applicazioni?

Gli optoisolatori vengono utilizzati per l'isolamento del segnale tra i circuiti nel campo mA. Gli SSR vengono utilizzati per commutare l'alimentazione nell'intervallo degli amplificatori (da 0,1 a centinaia).

Uno svantaggio degli SSR è che, quando accesi, una piccola tensione viene fatta cadere su di essi e dissipano un po 'di calore. Per più di un paio di amplificatori è necessario un dissipatore di calore.