Разница между оптоизолятором (оптопарой) и твердотельным реле?

Я изучал реле и оптоизоляторы. Я знаю, что существуют разные оптоизоляторы, некоторые из которых имеют транзистор на стороне детектора, который позволяет току течь в одном направлении, в то время как другие имеют триаки на стороне детектора, чтобы ток мог течь в обоих направлениях:

Читая о реле, я обнаружил, что они работают аналогичным образом, но используют механическое переключение с использованием электромагнитов для изоляции двух сторон цепи.

Я бы тогда ожидал, что твердотельные реле будут подкатегорией реле, но когда я посмотрел их, по определению они выполняют ту же функцию, что и оптоизолятор.

В чем разница между оптоизолятором и твердотельным реле, если таковые имеются? Какая подкатегория какой и каковы различия с точки зрения скорости и приложений?

Оптоизоляторы предназначены для переключения небольшого количества тока. Твердотельное реле обычно содержит оптоизолятор и некоторые схемы для переключения большого количества тока в ответ на небольшой ток, переключаемый оптоизолятором.

Наиболее распространенные твердотельные реле используют двухполосные последовательные полевые транзисторы в качестве переключающего элемента, позволяющего им работать с переменным током. Чтобы получить хорошее управляющее напряжение для изолированного затвора, используется фотоэлемент, и это является существенным отличием - светодиод в соединении производит свет, и это генерирует несколько вольт постоянного тока в фотоэлементе, чтобы сильно активировать каналы MOSFETs.

Эти типы твердотельных реле имеют тенденцию быть немного медленными при переключении, и может быть значительное рассеяние мощности при включении или выключении, но твердотельные реле, как правило, используются в качестве элементов управления вкл / выкл, таких как механические переключатели, и обычно не работают с сигнал ШИМ.

Я бы тогда ожидал, что твердотельные реле будут подкатегорией реле, но когда я посмотрел их, по определению они выполняют ту же функцию, что и оптоизолятор.

Реле являются механическими, и до появления полупроводниковой электроники они были лучшим практическим способом включения и выключения мощных нагрузок. В конечном итоге износ приведет к выходу из строя механизма или износу контактов, особенно если они искрятся. Обратите внимание, что реле обеспечивают электрическую изоляцию между цепью управления (которая управляет катушкой) и нагрузкой (переключаемой контактами). Это четко показано на схематическом обозначении.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Другая проблема с реле заключается в том, что переключение асинхронно с сетью. Включение или прерывание питания в середине цикла является наихудшим случаем для контактов и для генерации электрических помех.

Твердотельное реле (SSR) решает эти проблемы путем дополнительного включения схемы обнаружения пересечения нуля, так что питание включается только при нулевом напряжении, и они почти все завершают текущий полупериод, когда сигнал управления выключено. При отсутствии движущихся частей устройство никогда не должно изнашиваться, и, как вы правильно сказали, цепь управления изолирована от нагрузки.

В чем разница между оптоизолятором и твердотельным реле, если таковые имеются? Какая подкатегория какой и каковы различия с точки зрения скорости и приложений?

Оптоизоляторы используются для изоляции сигналов между цепями в диапазоне мА. SSR используются для переключения мощности в диапазоне усилителей (от 0,1 до сотен).

Одним из недостатков SSR является то, что при включении на них падает небольшое напряжение, и они рассеивают тепло. Для более пары усилителей требуется радиатор.