Un relé electromecánico se desgasta con cada maniobra, y un relé de estado sólido conmuta sin contactos móviles. Por eso el SSR aparece donde se enciende y se apaga una carga miles de veces, como en el control de resistencias calefactoras. Elegirlo bien exige leer su hoja de datos, porque falla de forma distinta a un relé común.
La guía va dirigida al técnico, al técnico en formación y al maker que debe seleccionar o reemplazar un SSR y entender su lado de control. Al terminar sabrás cómo funciona por dentro, qué lo diferencia del electromecánico y qué líneas de la hoja de datos deciden la compra.
Cómo funciona un relé de estado sólido por dentro
Un relé es un interruptor que se acciona con una señal de control, y el electromecánico lo hace con una bobina y contactos. La definición básica de qué es un relé está en el curso de Certhana de Internet de las cosas y domótica; aquí el foco es el dispositivo de potencia.
Un SSR tiene tres bloques. La entrada es el LED de un optoacoplador que se enciende con la señal de control. El aislamiento es óptico: la luz cruza la barrera entre el circuito de control y el de carga sin conexión eléctrica. La salida es un semiconductor de potencia que conduce cuando recibe esa luz: un triac o tiristores para corriente alterna, y un MOSFET para corriente continua.
Bloques internos de un SSR de corriente alterna
- Entrada de controlEl LED de un optoacoplador se enciende con la señal de control
- Aislamiento ópticoLa luz cruza la barrera entre el circuito de control y el de carga
- Detector de paso por ceroEn muchos SSR de alterna, enciende cuando la tensión de la carga se acerca a 0 V
- TriacSemiconductor de potencia que conduce la corriente de la carga
El lado de control es de baja tensión; el lado de carga trabaja con tensión de red y corresponde a personal habilitado.
Muchos SSR de alterna incluyen la función de paso por cero: encienden solo cuando la tensión de la carga se acerca a 0 V, lo que reduce el ruido eléctrico de la conmutación. Un ejemplo es el G3MB-202P de Omron, que conmuta hasta 2 A a 100 a 240 V de corriente alterna con una entrada de 5 V de corriente continua.
La salida decide el tipo de carga. Un SSR de salida de alterna no sirve para corriente continua, y uno de continua usa un transistor. Cómo conmuta ese transistor se explica en el artículo sobre el MOSFET como interruptor, y la elección entre transistores en la diferencia entre BJT y MOSFET. Este tipo de conmutación es parte de la electrónica de potencia; para ver el campo completo, empieza por qué es la electrónica de potencia.
SSR frente a relé electromecánico: qué cambia en la práctica
La diferencia entre relé de estado sólido y electromecánico está en el desgaste, el ruido, la caída de tensión y la fuga. La tabla resume cada criterio.
SSR y relé electromecánico: seis criterios
El SSR no tiene desgaste mecánico, pero cobra con caída de tensión, calor y una pequeña fuga cuando está apagado.
Caso de práctica, con datos ficticios: un SSR conduce 1 A y su caída es de 1,6 V. Disipa 1,6 × 1 = 1,6 W en forma de calor, una potencia que un relé electromecánico no genera. Según Omron, la serie G3MC admite 1 A a 40 °C y 2 A a 25 °C, de modo que la temperatura reduce la corriente permitida.
Cómo elegir un SSR con la hoja de datos
Seis líneas de la hoja de datos deciden la compra, y la necesidad de un disipador para el SSR depende de ellas:
- Tensión de carga: el rango de trabajo, como 75 a 264 V de corriente alterna en el G3MB de Omron.
- Corriente de carga con margen: la corriente nominal baja con la temperatura ambiente.
- Corriente mínima de carga: el G3MB pide 0,1 A o más para conmutar bien.
- Tipo de carga: resistiva, de lámpara o de motor tienen clasificaciones distintas.
- Tensión de control: por ejemplo 5 V o 24 V de corriente continua.
- Calor: la potencia es la caída por la corriente, y si supera lo que tolera sin ayuda, se agrega un disipador.
La corriente de arranque de un motor o de una lámpara supera varias veces la nominal, y la hoja de datos incluye la corriente de pico que el SSR soporta durante un ciclo.
Trabajo en automatización y debo comprar un SSR para controlar una resistencia calefactora de 2 A desde un PLC. ¿Qué reviso en la hoja de datos?
Verifica que la tensión de control coincida con la del PLC, que la tensión y la corriente de carga tengan margen por temperatura, que la salida sea de alterna o de continua según la carga, la corriente mínima y si necesita disipador. La conexión del lado de carga corresponde a personal habilitado.
Pregunta de la práctica
El lado de control: cómo activar un SSR desde un microcontrolador
El lado de control es de baja tensión y es el que se practica. Para activar un SSR con un microcontrolador, revisa la corriente de entrada en la hoja de datos. Si es mayor de lo que un pin entrega con seguridad, y 20 mA es la condición de prueba de las salidas del ATmega328P del Arduino Uno, activa la entrada con un MOSFET de nivel lógico del lado bajo.
El SSR con Arduino parte de una regla: el pin y el relé comparten tierra, y la señal de control va a la entrada del SSR con su polaridad. Los módulos comerciales ya traen la resistencia y el LED de entrada, por lo que conviene leer su ficha.
Cómo conectar un relé de estado sólido en el lado de control cabe en tres pasos: alimenta la entrada con la tensión indicada en la hoja de datos, respeta la polaridad y no superes la corriente de entrada máxima. El lado de carga se trata aparte.
Errores comunes con un SSR
Cinco errores explican la mayoría de fallas y compras equivocadas.
Errores frecuentes al elegir y usar un SSR
Cinco datos de la hoja evitan la mayoría de fallas: disipador, tipo de salida, fuga, carga mínima y margen.
Seguridad: el lado de carga
En la mayoría de las aplicaciones, el lado de carga de un SSR de alterna trabaja con la tensión de red. Su conexión corresponde a personal habilitado según la normativa de cada país, y Certhana no guía cableados ni mediciones en ese lado. El artículo trabaja el lado de control en baja tensión y la lectura de la hoja de datos.
En planta, el SSR forma parte del mantenimiento electrónico. Para ubicar el rol, revisa qué hace un técnico en electrónica industrial y cuánto gana un técnico en electrónica industrial en tu país.
Preguntas frecuentes
¿Puedo controlar un SSR directamente con un pin de Arduino?
Depende de su corriente de entrada. Si la hoja de datos pide menos de lo que el pin entrega con seguridad, sí. Si pide más, activa la entrada con un MOSFET de nivel lógico. Los módulos con circuito de entrada integrado suelen funcionar directo.
¿Un SSR sirve para corriente continua?
Solo si su salida es de continua. Los SSR de salida de alterna usan triac, que no se apaga en una carga de continua. Elige el tipo según la corriente de la carga.
¿Por qué una lámpara LED queda encendida con el SSR apagado?
Por la corriente de fuga. Un SSR apagado deja pasar unos miliamperios, y una carga muy pequeña basta para encender débilmente un LED. La hoja de datos indica la fuga máxima, y la solución corresponde a personal habilitado.
¿Qué acredita la certificación de Certhana sobre relés?
La certificación acredita conocimientos de electrónica de potencia básica y no habilita para trabajos regulados ni para intervenir equipos conectados a la red. El curso es gratuito y se paga la certificación.
Conclusión
Un SSR conmuta sin contactos móviles, pero cobra con calor y fuga. Su elección se resume en seis datos: tensión y corriente de carga, corriente mínima, tipo de carga, tensión de control y disipador. Practica el lado de control con baja tensión y deja el lado de red para personal habilitado.
