¿Cuáles serían los componentes más adecuados para reemplazar algunos relés?

Estoy trabajando en un producto electrónico basado en un microcontrolador que debe ser capaz de controlar una serie de actuadores: motores 230V AC ON/OFF, motores 24V DC ON/OFF, elemento calefactor 80V/20A ON/OFF. La forma obvia sería usar relés (quizás en combinación con optoacopladores), pero tienen la desventaja de tener un ciclo de vida corto. Mi producto debe tener una vida útil de más de 10 años, entonces, ¿cuál es la mejor manera de reemplazar los relés en este diseño y aún tener aislamiento galvánico?

¿Cuántos ciclos de encendido/apagado tiene al día? ¿Cuál es la corriente de los motores?
Yo diría que no más de 720 ciclos de encendido/apagado por día. En cuanto a la corriente del motor: 2A
NO MÁS (!) de 720. ¡Eso es ENCENDIDO - 1 minuto - APAGADO - 1 minuto - etc.!
Así es. Pero solo el actuador de conmutación más rápido tiene ese número de ciclos. Si el producto funciona las 24 horas continuas, el relé debe encenderse y apagarse (durante unos segundos) cada 2 minutos.

Respuestas (2)

No necesita un optoacoplador para controlar un relé; el relé ya tiene aislamiento.
Pero sus requisitos de conmutación son realmente altos para un relé típico; estamos hablando de 2,6 millones de operaciones durante los 10 años de vida útil. Hay relés que pueden manejar esto, pero son dispositivos industriales de alta resistencia, que costarán mucho más que una solución electrónica.

Hay una serie de soluciones de estado sólido.
Para los motores de CA de 230 V, puede usar un relé de estado sólido (SSR), ya sea como un módulo o construido con componentes discretos alrededor de un opto-triac + triac de potencia .

Los motores de CC se pueden conmutar con MOSFET , nuevamente controlados por un optoacoplador , o con un SSR de CC .

Para la calefacción , supongo que la energía también es CA. Entonces puede usar el SSR , como para los motores de 230V. Si es DC, usaría MOSFET .

(los enlaces a las hojas de datos son solo ejemplos para comenzar)

¿Y cuáles serían las desventajas de usar SSR / MOSFET en lugar de relés? ¿Requieren algún componente adicional para protegerlos de los campos electromagnéticos de los actuadores? Además, ¿podría usar transistores Darlington en lugar de MOSFET?
Puedes usar darlingtons, pero disiparán mucha más energía. El MOSFET al que me vinculé tiene un R D S ( O norte ) de unos solo 50m Ω . El triac necesitará un amortiguador R+C para protegerlo. Los MOSFET necesitan un diodo flyback sobre el motor.
Acabo de comprobar el AC SSR que vinculaste; son muy caros en comparación con un relé: $35 en Digikey. Pero el opto-triac + power triac parece más rentable. Gran respuesta, por cierto. ¡Gracias!
Eche un vistazo a los SSR montados en PCB, son mucho más asequibles y su corriente no es tan alta. Supongo que entre $5 y $10.
Si se trata de un producto de volumen, entonces el uso de componentes de potencia discretos en lugar de SSR comerciales se ofrecerá a un costo más bajo. "Diseñados apropiadamente" [tm], los dispositivos mencionados permitirán muchos años de operación confiable. 10 años factible con el cuidado adecuado. Triacs bien para AC. MOSFETS la opción más fácil y totalmente aceptable para DC. El interruptor de CA completamente controlado se puede hacer con un MOSFET en un puente rectificador completo, pero es poco probable que sea necesario.

Para el servicio de campo, el bien de la mantenibilidad, puede elegir una solución 100% lista para usar. Carril DIN y pocos componentes DIN de una miríada de proveedores de automatización industrial. De esta manera, permitirá que el usuario lo repare, reemplace los relés ópticos, el cableado, etc.

De esta manera, cubrirá más aspectos de los clientes, geografías, pensamientos de inversión a largo plazo, certificaciones, normas de seguridad contra incendios, etc.