prólogo
Los relés de estado sólido (SSR) son relés de estado sólido que reemplazan a los relés electromecánicos y se usan comúnmente para la conmutación de señales de propósito general y cargas de CA/CC de baja potencia. Consiste en un diodo emisor de luz (LED), un controlador FET fotosensible y un MOSFET de alto voltaje. Cuando el LED se enciende, el relé se enciende (contacto cerrado), y cuando el LED se apaga, se apaga (contacto abierto). Los SSR proporcionan funciones de conmutación y aislamiento galvánico.
Los SSR se utilizan normalmente en aplicaciones en las que los circuitos de alto voltaje deben separarse de los circuitos de bajo voltaje o baja potencia. Mediante el uso de un SSR, los circuitos pueden intercambiar señales y están galvánicamente aislados al mismo tiempo. Los SSR permiten una interfaz segura entre los circuitos de alto y bajo voltaje. Rompe los bucles de tierra para eliminar la diafonía y la interferencia entre los circuitos de alto y bajo voltaje.
Los SSR se utilizan ampliamente en teléfonos, módems, máquinas de fax, sistemas PBX o equipos de oficina central. En aplicaciones de telefonía, siempre es necesario aislar el equipo de telefonía de las líneas telefónicas entrantes. También es importante proteger los equipos electrónicos de voltajes y corrientes dañinos causados por rayos. Los SSR con altas especificaciones de rechazo de transitorios de entrada y salida pueden proporcionar un excelente aislamiento y protección contra sobretensiones. Este informe técnico presenta dos fenómenos comunes de los efectos de voltaje transitorio en los SSR y varios métodos de medición del rechazo transitorio. Además, se recomienda un dispositivo de protección contra sobretensiones para proteger aún más el SSR de sobretensiones peligrosas.
Efecto transitorio de modo común
Como se muestra en la Figura 1a, cuando hay voltajes transitorios con dv/dt alto en los lados de entrada y salida de un SSR, el voltaje se puede aplicar al LED, al circuito de excitación o a la compuerta MOSFET. Si el LED está encendido, la fuente de voltaje está presente en la carga y el voltaje en los pines de salida del SSR es insignificante. Cualquier voltaje transitorio en tierra entre los lados de entrada y salida del SSR provoca una caída momentánea en el voltaje de carga, como se muestra en la Figura 1b. Cuando el LED está apagado, el voltaje a través de la carga es insignificante. Como se muestra en la Figura 1c, se produce un pico de voltaje momentáneo en el voltaje de carga bajo el efecto de un voltaje transitorio a través del SSR. El aislamiento entre los lados de entrada y salida de un SSR se define mediante la especificación de rechazo de transitorios de entrada/salida, comúnmente conocida como especificación de rechazo de modo común (CMR).
Medidas de rechazo de transitorios de entrada/salida
La figura 2 muestra un circuito de prueba de rechazo de transitorios de entrada/salida realizado en el ASSR-322R de Avago Technologies. Los parámetros de prueba son VI-O=1000V, IO=200mA, TA=25°C. Un pulso transitorio de modo común VI-O=1000V es generado por un generador de pulsos y se aplica entre la tierra de entrada y salida del SSR. Se suministran 5V a la salida a través de la carga. La prueba se realiza cambiando el ánodo del LED de entrada entre las posiciones ‘A’ y ‘B’ y conectando el cátodo del LED a un generador de impulsos. En el circuito de posición ‘A’, el ánodo y el cátodo del LED están en cortocircuito con el generador de impulsos y el SSR está apagado. Si la tensión de perturbación VO(OFF) en la salida es inferior a 4 V debido a un transitorio de modo común, el dispositivo no supera la prueba de rechazo de transitorios. En la posición ‘B’, se aplica una corriente de entrada IF=5mA al ánodo del LED y se enciende el SSR. Si se supone que la tensión de perturbación VO(ON) es tensión cero y supera los 0,8 V debido a un transitorio de modo común, el dispositivo no pasa la prueba. El típico rechazo transitorio de entrada/salida dVI-O/dt de ASSR-322R es superior a 10 kV/μs.
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