Relés de estado sólido son componentes clave en los sistemas de control de temperatura (como los sistemas de climatización, los sistemas eléctricos de calentamiento de agua, las saunas, las máquinas de moldeo por inyección, etc.) que se utilizan para encender y apagar de forma rápida y precisa los elementos calefactores, logrando así un control preciso de la temperatura.
Todos los relés de estado sólido utilizan principalmente dos métodos de control: el control por paso por cero y el control de activación aleatoria.
¿Qué son los relés de estado sólido de cruce por cero y los relés de estado sólido de activación aleatoria? ¿Cuáles son sus ventajas, desventajas y principales diferencias? ¿Cómo elegir el mejor producto?
Para responder a estas preguntas, ofreceremos una explicación detallada en este artículo.
¿Qué es un relé de estado sólido de cruce por cero?
Un SSR de cruce por cero no se activa inmediatamente tras recibir una señal de control; espera a que la corriente alterna cruce por cero antes de conectar la carga. Estos SSR cuentan con un circuito integrado de detección de tensión de cruce por cero (como se muestra en rojo en el diagrama siguiente).
El funcionamiento del relé de estado sólido de paso por cero es el siguiente: cuando se recibe una señal de entrada de control, la salida del relé de estado sólido no se activa inmediatamente, sino que espera a que la tensión sinusoidal de CA descienda hasta el punto de paso por cero antes de activar el circuito de salida. Cuando se retira la señal de entrada, el relé de estado sólido se desactivará automáticamente en el siguiente punto de paso por cero.
Ventajas de los SSR de paso por cero
- Menor ruido eléctrico: Dado que los relés de estado sólido (SSR) de cruce por cero se activan a una tensión cercana a cero, se reducen los cambios bruscos en la tensión de carga. Esto ayuda a minimizar las interferencias electromagnéticas (EMI).
- Corriente de arranque reducida para numerosas cargas resistivas: Conectar una carga resistiva cerca del punto de paso por cero de la tensión reduce la corriente de arranque inicial en comparación con encenderla en el punto máximo de la onda de CA. De este modo se evita el impacto de los picos de tensión y corriente en la vida útil del calentador.
Desventajas de los SSR de paso por cero
El principal inconveniente es que los relés de estado sólido (SSR) no pueden activarse en cualquier punto de una forma de onda de corriente alterna.
Tras recibir una señal de control, es posible que tenga que esperar al siguiente paso por cero adecuado.
En las aplicaciones típicas de calefacción, este retraso suele ser insignificante. Sin embargo, en el caso de algunas cargas que requieren una conexión eléctrica inmediata, este retraso puede suponer una desventaja significativa.
¿Qué es un relé de estado sólido de activación aleatoria?
A diferencia de los relés de estado sólido de cruce por cero, los relés de estado sólido de activación aleatoria (también conocidos como relés de estado sólido de activación instantánea) no necesitan que la tensión de CA alcance un punto de cruce por cero para activarse.
Cuando se aplica una tensión de control al terminal de control, el terminal de carga entra inmediatamente en conducción. En otras palabras, tras aplicar una señal de control, el terminal de carga puede entrar en conducción en prácticamente cualquier punto de la forma de onda de CA.
Por ejemplo, si se aplica una señal de control cuando la tensión de CA se encuentra cerca de su valor máximo, el relé de estado sólido de activación aleatoria se activará en ese momento sin esperar al siguiente punto de paso por cero.
Ventajas de los relés de estado sólido (SSR) de activación aleatoria
- Respuesta más rápida: Los SSR de activación aleatoria no necesitan esperar al siguiente punto de paso por cero; pueden empezar a conducir inmediatamente después de que se aplique la señal de control.
Desventajas de los relés de estado sólido (SSR) de activación aleatoria
- Ruido eléctrico e interferencias electromagnéticas: La conmutación en cualquier punto de la forma de onda de corriente alterna puede generar un mayor ruido eléctrico e interferencias electromagnéticas.
- Alta corriente de arranque: Además, genera una corriente transitoria elevada, lo que puede afectar a la vida útil de determinadas cargas sensibles a las corrientes de sobretensión, como las lámparas incandescentes o halógenas, los sensores de precisión y los instrumentos.
SSR de cruce por cero frente a SSR de encendido aleatorio: tabla comparativa completa
Los relés de estado sólido (SSR) de cruce por cero y los relés de estado sólido (SSR) de activación aleatoria difieren en muchos aspectos, principalmente en su punto de activación, el retardo de activación, el circuito de detección de cruce por cero, el ruido eléctrico y las interferencias electromagnéticas, entre otros.
En la tabla siguiente se detallan estas diferencias para tu información.
| Característica | SSR de cruce por cero | SSR de encendido aleatorio |
|---|---|---|
Punto de activación |
Cerca del punto de cruce por cero de la tensión alterna |
Cualquier punto de la forma de onda de la corriente alterna |
Retardo de encendido |
Hay que esperar al siguiente paso por cero |
Prácticamente sin retraso en la conmutación |
Circuito de detección de paso por cero |
Sí |
No |
Ruido eléctrico |
Bajo |
Alta |
EMI |
Bajo |
Alta |
Corriente de arranque |
Bajo |
Elevada, aunque depende del punto de conmutación y de la carga |
Control de la temperatura |
Excelente |
Excelente |
Calentadores resistivos |
Adecuado |
Adecuado |
Cargas sensibles a las corrientes de sobretensión |
Adecuado |
No apto |
Aplicaciones típicas |
Calefactores, hornos, sistemas de climatización, calentadores de agua |
Calefactores, hornos, sistemas de climatización, calentadores de agua, iluminación |
¿Cómo elegir entre un SSR de cruce por cero y un SSR de encendido aleatorio?
Tanto los relés de estado sólido de cruce por cero como los de activación aleatoria pueden utilizarse para el control preciso de calefactores y otras cargas.
Si tu circuito requiere reducir el ruido eléctrico y las interferencias electromagnéticas (EMI) hacia otros componentes, utiliza un relé de estado sólido de paso por cero.
Si necesitas un control rápido de los calefactores u otras cargas, te recomendamos encarecidamente que utilices un relé de estado sólido de activación aleatoria.
En el mercado, la mayoría de los relés de estado sólido se fabrican con un modo de control de paso por cero, a menos que se especifiquen requisitos especiales para el Fabricantes y proveedores de relés de estado sólido.
Conclusión
En resumen, tanto si decides utilizar un relé de estado sólido de cruce por cero como uno de activación aleatoria para controlar el calentador, ambos pueden regular con precisión la temperatura del mismo.
La principal diferencia radica en si generan ruido eléctrico y corrientes de sobretensión en la carga.
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