Différence entre optoisolateur (optocoupleur) et relais statique?

J'ai étudié les relais et les optoisolateurs. Je suis conscient qu'il existe différents optoisolateurs, certains ayant un transistor côté détecteur qui permet au courant de circuler dans une direction tandis qu'il y en a d'autres avec des triacs côté détecteur pour permettre au courant de circuler dans les deux directions:

En lisant sur les relais, j'ai constaté qu'ils fonctionnent de manière similaire mais en utilisant une commutation mécanique à l'aide d'électro-aimants pour isoler les deux côtés du circuit.

Je m'attendais alors à ce que les relais statiques soient une sous-catégorie de relais, mais quand je les ai regardés, par définition, ils remplissent la même fonction qu'un optoisolateur.

Quelle est la différence entre un optoisolateur et un relais à semi-conducteurs, le cas échéant? Quelle est une sous-catégorie et quelles sont les différences en termes de vitesse et d'applications?

Les opto-isolateurs sont conçus pour commuter une petite quantité de courant. Un relais à semi-conducteurs contient généralement un opto-isolateur ainsi que certains circuits pour commuter une grande quantité de courant en réponse au petit courant commuté par l'opto-isolateur.

La plupart des relais statiques utilisent des MOSFET série dos à dos comme élément de commutation de puissance leur permettant de gérer le courant alternatif. Pour obtenir une bonne tension de commande à la porte isolée, une cellule photo-voltaïque est utilisée et c'est une différence significative - la LED dans le couplage produit de la lumière et cela génère plusieurs volts CC dans la cellule photo-voltaïque pour activer fortement les canaux du MOSFET.

Ces types de relais à semi-conducteurs ont tendance à être un peu lents à la commutation et il peut y avoir une dissipation de puissance importante lors de la mise sous tension ou hors tension, mais les relais à semi-conducteurs ont tendance à être utilisés comme des commandes marche / arrêt comme des interrupteurs mécaniques et ne sont généralement pas utilisés avec un signal PWM.

Je m'attendais alors à ce que les relais statiques soient une sous-catégorie de relais, mais quand je les ai regardés, par définition, ils remplissent la même fonction qu'un optoisolateur.

Les relais sont mécaniques et jusqu'à l'avènement de l'électronique à semi-conducteurs, ils étaient le meilleur moyen pratique d'activer et de désactiver des charges à haute puissance. Finalement, l'usure entraînera une défaillance du mécanisme ou les contacts s'useront - en particulier s'ils étincellent. Notez que les relais assurent une isolation électrique entre le circuit de commande (qui actionne la bobine) et la charge (commutée par les contacts). Ceci est clairement indiqué dans le symbole schématique.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Un autre problème avec le relais est que la commutation est asynchrone avec le secteur. La mise sous tension ou l'interruption de l'alimentation en milieu de cycle est le pire des cas pour les contacts et pour générer du bruit électrique.

Le relais à semi-conducteurs (SSR) résout ces problèmes par l'inclusion facultative d'un circuit de détection de passage à zéro afin que l'alimentation ne soit activée que lorsque la tension est nulle et ils termineront presque tous le demi-cycle actuel lorsque le signal de commande est éteindre. En l'absence de pièces mobiles, l'appareil ne doit jamais s'user et, comme vous l'avez correctement indiqué, le circuit de commande est isolé de la charge.

Quelle est la différence entre un optoisolateur et un relais à semi-conducteurs, le cas échéant? Quelle est une sous-catégorie et quelles sont les différences en termes de vitesse et d'applications?

Les opto-isolateurs sont utilisés pour l'isolement du signal entre les circuits dans la plage mA. Les SSR sont utilisés pour commuter l'alimentation dans la plage des amplis (0,1 à des centaines).

Un inconvénient des SSR est que, lorsqu'ils sont allumés, un peu de tension leur tombe et ils dissipent de la chaleur. Pour plus de deux ampères, un dissipateur thermique est nécessaire.