Relè statico SSR: controllo senza contatti

Relè meccanico vs. SSR: differenze chiave

Un relè tradizionale (a bobina) usa contatti meccanici in argento che si aprono/chiudono per gravità. Un SSR sostituisce i contatti con semiconduttori:

• Affidabilità MTBF (Mean Time Between Failures, tempo medio tra guasti) — relè meccanico: 10⁶–10⁷ cicli operativi. SSR: virtualmente infiniti (nessuna usura meccanica).
• Arco e interferenze — relè meccanico: ogni apertura crea arco (disturbi elettromagnetici (EM), potenziale esplosione in ambienti esplosivi). SSR: zero arco.
• Velocità commutazione — relè meccanico: ~10–20 ms. SSR: < 1 ms (sincronizzazione zero-crossing (commutazione al passaggio dello zero della tensione) su AC).
• Temperatura dissipata — relè meccanico: nulla (contatti ideali). SSR: calore dalla caduta Vf del triac (~1–2 V a pieno carico). Richiede dissipatore.

Architettura interna: circuito di controllo + circuito di potenza

Un SSR contiene sempre due sezioni isolate galvanicamente:

• Circuito di controllo (input) — riceve il segnale di comando basso (3–32 V DC). Tipicamente usa optoisolatore per isolamento dalla massa di potenza.
• Circuito di potenza (output) — triac (AC) o fotoaccoppiatore + MOSFET (DC). Commuta il carico.

L'optoisolatore garantisce che il circuito di controllo e il circuito di potenza non abbiano contatto diretto, riducendo il rischio di disturbi elettrici e accoppiamenti indesiderati.

SSR AC vs. SSR DC: come scegliere

La differenza principale è la topologia del carico:

• SSR AC (carico AC 230 V, 400 V) — il triac usa sincronizzazione zero-crossing (accende/spegne al passaggio per zero della tensione AC). Riduce transitori e disturbi elettromagnetici (EM). Tipico in impianti civili e industriali.
• SSR DC (carico DC a 12 V, 24 V, 48 V) — usa fotoaccoppiatore + MOSFET o BJT. Nessuna sincronizzazione. Usato in controlli di illuminazione a LED, motori DC, caricabatterie.

Avvertenza: un SSR AC non può controllare un carico DC (il triac si blocca in DC). Scegli sempre il tipo di carico prima dell'acquisto.

Corrente nominale e dissipatore termico

I SSR sono disponibili in correnti da 25 A a 90 A (modulari DIN). La caduta di tensione del triac è ~1–2 V a pieno carico:

• SSR 25 A — carica 230 V AC — dissipazione: 25 A × 1,5 V ≈ 37,5 W. Richiede dissipatore piccolo (~0,5 K/W).
• SSR 40 A — carica 230 V AC — dissipazione: 40 A × 1,5 V ≈ 60 W. Dissipatore medio (~0,3 K/W).
• SSR 60–90 A — dissipazione 90–135 W. Dissipatore grande (alluminio con ventilatore in ambienti molto caldi).

Regola pratica: per SSR > 40 A, sempre montare dissipatore in alluminio con pasta termica (non grasso silicone, che degrada in tempo). Verificare che Tjunction < Tj,max (tipicamente 125 °C).

Sincronizzazione zero-crossing e controllo di fase

Nei SSR AC standard, l'accensione/spegnimento avviene al passaggio per zero della tensione AC (ogni ~10 ms a 50 Hz). Questo riduce picchi di corrente e disturbi EM, ma significa:

• Controllo ON/OFF puro (nessuna regolazione di fase come in un variac).
• Se devi regolare potenza in carico resistivo (es. riscaldatore), devi usare SSR con controllo di fase integrato oppure SSR random turn-on (entrambi meno comuni, più cari).

Protezione di ingresso e sovraccarico

Un SSR ha limiti di protezione:

• Protezione input — segnale di controllo > 32 V danneggia l'optoisolatore. Sempre usare un diodo di protezione inversa (es. 1N4148) se il segnale proviene da contatto meccanico.
• Protezione output — cortocircuito diretto del carico non è protetto. SSR non ha limitatore di corrente interno. Usare sempre fusibile rapido o magnetotermico sul lato carico.