Los relés de estado sólido, se diseñan para evitar la sobre intensidad de ruptura que se produce en los contactos de los relés o contactores y que con un número de maniobras elevados llegan a destruir sus contactos móviles.Para ello se diseña 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.
Las ventajas son comunes en los equipos de estado sólido sobre los equipos electromecánicos:
- Menor tamaño, permitiendo elementos más compactos y automatizables.
- Menor tensión de trabajo, se activan desde 1,5V o menos.
- Funcionamiento totalmente silencioso.
- Los SSR son más rápidos que los relés electromecánicos; su tiempo de conmutación depende del tiempo requerido para encender el LED de control, del orden de microsegundos a milisegundos.
- Vida útil más larga, incluso si se activa muchas veces, ya que no hay partes mecánicas que se desgasten o contactos que se deterioren a altos amperajes.
- La resistencia de salida se mantiene constante independientemente del uso.
- Limpieza de conexión, no hay rebote en la conmutación de los contactos.
- Sin chispas, no se producen arcos eléctricos, lo que permite ser usados en ambientes explosivos donde es crítico que no se produzcan chispas en la conexión.
- Mucho menos sensible al almacenaje y ambiente operativo, como los golpes, vibraciones, humedad, y campos magnéticos externos.
- No produce ondas electromagnéticas que puedan producir interferencias en otros equipos.
- Al poseer una capacidad de conmutación mucho más rápida, existe la posibilidad de falsas conmutaciones debido a cargas transitorias.
- Se requiere una alimentación aislada para el circuito de la puerta de activación.
- Mayor tiempo de recuperación de la corriente inversa transitoria debido a la presencia del cuerpo del diodo.
- Tienen tendencia a quedar en circuito cerrado cuando fallan, mientras que los mecánicos tienden a quedar en abierto, que suele ser preferible.
- Ejemplos de conexionado internos de relés de estado sólido:
- Estructura interna equipo.
- Otro modelo de relé.
