Comment choisir un relais statique : SSR vs relais electromecanique, dimensionnement du dissipateur, commutation au passage par zero vs declenchement aleatoire, charges CA/CC et quand un SSR est le bon choix.
Un relais statique (SSR) commute une charge sans contact mobile : un semi-conducteur fait le travail a la place d'une bobine et d'un anneau. Pour les constructeurs de tableaux, les OEM et les importateurs qui achètent des composants de commande en Asie, cette seule difference change le mode de defaillance, le bruit, la duree de vie et le dissipateur a boulonner. Ce guide explique quand un SSR bat reellement un relais electromecanique (EMR), les calibres de charge et le refroidissement a bien dimensionner, et ou un EMR reste le choix moins cher et plus sur.
A l'interieur d'un SSR, une petite entree opto-isolee commande un composant de puissance - generalement un TRIAC pour les charges CA ou des MOSFET/IGBT pour le CC. Pas d'arc, pas de rebond, rien ne s'use en commutant. La partie commande est generalement 3-32 V CC ou 90-280 V CA ; la sortie porte la charge. Comme la commutation est optique et a etat solide, le relais peut fonctionner des dizaines de millions de fois la ou un EMR aurait soude ou use ses contacts bien avant.
Utilisez un SSR partout ou la commutation est frequente, le silence compte, ou la charge est sensible au rebond et a la CEM - fours, soudeuses plastique, variateurs, materiel de laboratoire.
| Parametre | SSR | EMR |
|---|---|---|
| Chute en conduction | 1-1,6 V dans le composant, dissipee en chaleur | pres de 0 V, negligeable |
| Fuite hors tension | courant de fuite de l'ordre du mA | essentiellement zero |
| Souteno du courant d'appel | limite par la jonction ; marge necessaire | tres forte capacite de fermeture |
| Coupure surcharge | ne peut pas eliminer un defaut | certains types peuvent |
| Cout | plus eleve par pole | plus faible |
Ce qui blesse le plus les concepteurs, c'est la chaleur et la fuite. La tension qui chute dans le SSR est dissipee en chaleur dans le composant, donc chaque ampere de charge exige un dissipateur. Et la petite fuite hors tension signifie qu'une charge n'est jamais tout a fait morte - acceptable pour les chauffeurs, probleme pour une charge qui doit etre totalement dechargee.
La puissance dissipee P est environ courant de charge x chute en conduction. Pour 10 A avec 1,2 V de chute, ce sont environ 12 W de chaleur. Choisissez un dissipateur dont la resistance thermique maintient la jonction sous son maximum (souvent 100-125 C) a votre ambiance. Repère :
| Courant de charge | Dissipateur type |
|---|---|
| jusqu'a 5 A | petit ailet ou montage sur rail DIN |
| 5-15 A | dissipateur moyen extrude ; air force si enclume |
| 15-40 A | grand dissipateur + ventilateur ou montage sur panneau |
Si le SSR vit dans un tableau scelle, deratez fortement ou ajoutez de la ventilation - la chaleur piegee est la premiere cause de defaillance sur site.
Les SSR passage par zero commutent au prochain zero du reseau, supprimant CEM et courant d'appel - le defaut pour chauffeurs et charges resistives. Les SSR a declenchement aleatoire (controle de phase) commutent immediatement, necessaires aux boucles PID rapides et a la variation. Mauvais type et un regulateur de chauffage inonde le tableau de CEM, ou une boucle de phase ne declenche jamais proprement.
Les SSR CA (TRIAC) bloquent les deux demi-alternances hors tension ; les SSR CC utilisent des MOSFET et doivent etre choisis pour la polarite et la tension correctes. Ne montez jamais un SSR CA sur une charge CC - il reste partiellement passant et brule. Indiquez toujours le type de charge, la tension et le courant, y compris le courant d'appel a froid d'un chauffage ou d'une lampe (souvent 10x le courant de marche).
ELEHPD fournit des relais statiques sur rail DIN en versions CA et CC, avec options passage par zero et declenchement aleatoire, de 5 A a 100 A, conformes IEC et prets a se placer a cote des contacteurs, relais thermiques et alimentations dans le meme tableau.
Un SSR n'a pas de contact mobile, sa vie depend donc de la temperature de jonction et non du nombre de cycles ; en commutation frequente il depasse un EMR de plusieurs ordres de grandeur. L'EMR ne gagne que si la commutation est rare et le cout prioritaire.
Tout SSR portant un courant reel dissipe une chaleur egale au courant x chute en conduction (generalement 1-1,6 V). En dessous de quelques amperes le montage sur rail DIN suffit, mais a partir de 5 A il faut un dissipateur dimensionne pour garder la jonction dans la limite. L'oublier est la cause la plus frequente de defaillance.
Non. Les SSR CA utilisent des TRIAC qui bloquent les deux polarites au zero ; les SSR CC utilisent des MOSFET et exigent la bonne polarite. Monter un SSR CA sur une charge CC le laisse partiellement passant et le detruit. Indiquez toujours le type de charge.
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