Por que os relés ainda são utilizados em fornos elétricos?

Comprei recentemente um novo forno elétrico. Possui termostato digital e sistema de controle. Ainda para minha surpresa, consigo ouvir um relé clicando e desligando dentro dele para controlar a energia do seu elemento de aquecimento. O forno é classificado em 4kW (230V).

Eu esperava que estivesse usando um triac para ligar e desligar a energia do elemento. Então por que não?

Não acho que as respostas aqui dupliquem a pergunta sobre o uso de relés em automóveis. Os critérios de projeto para comutação de 230V CA são muito diferentes para 12V DC. Para começar, o LVDC usaria um MOSFET enquanto o CA principal usaria um Triac. Considerações sobre queda de tensão no dispositivo semicondutor e dissipação do calor residual são diferentes. Os regimes de segurança são diferentes. O ambiente operacional é diferente. E assim por diante.

Vantagens dos relés sobre triatcs:

1. Pouca queda de tensão quando ligada. Isso significa que eles não dissipam muita energia. Para dispositivos de alta potência, o custo de lidar com o calor geralmente supera o custo do componente que dissipa o calor.

2. Bom isolamento. A bobina do relé é inerentemente separada eletricamente da chave do relé. Fazer esse isolamento suportar tensões normais da linha de energia é bem fácil e barato.

3. Capaz de suportar altas temperaturas melhor do que os semicondutores. O silício deixa de ser um semicondutor a cerca de 150 ° C. Não é muito difícil fazer relés que possam suportar substancialmente mais. Isso pode ser bastante útil quando em um dispositivo destinado a esquentar.

4. Melhor imunidade ao ruído de entrada. O acoplamento capacitivo disperso, mesmo a partir de picos de energia próximos, captação de RF e similares, não disparará um relé.

Adicionando aos pontos da resposta de Olin:

Se você não precisa dos tempos de comutação rápidos dos dispositivos semicondutores, os relés são bastante robustos e baratos, em comparação com o circuito necessário para implementar um comutador de estado sólido capaz de alternar a mesma quantidade de energia.

Além disso, quando um triac falha, geralmente é "preso" no estado de condução. Não desligará mais.

Pode não ser uma boa idéia ter um semicondutor que, quando danificado (por exemplo) por um pico de tensão ou corrente, ligue o forno na potência máxima enquanto estiver de férias.

Para esclarecer o ponto importante, acho que a Chue X pode estar fazendo: um relé possui excelente isolamento entre a linha e os terminais de carga, enquanto um triac não. Por exemplo, a folha de dados BT136-600 mostra que esse 4A triac possui um vazamento máximo de 0,5 mA. Esse é um triac que seria adequado para um redutor de parede comum. A menos que o dimmer inclua uma chave mecânica, você medirá 120 VCA no lado da carga quando o triac estiver desligado se não houver carga conectada. Se houver uma carga conectada, você medirá uma tensão muito menor, que seria igual à corrente de fuga multiplicada pela resistência da carga.

Como regra geral, você esperaria que um triac de maior potência capaz de 4 KW tivesse maior corrente de vazamento devido à sua área ativa muito maior. Isso criaria um risco substancial de choque no forno quando o elemento estiver queimado ou precisar ser removido para manutenção. Haveria 230 VCA com capacidade de corrente significativa exposta nas conexões do elemento de aquecimento. O uso de um relé garante que o elemento seja isolado com segurança da linha quando o forno estiver desligado.

Em relação aos triatcs opto-isolados: refere-se ao isolamento entre as conexões de linha / carga e as conexões de controle. Isso é necessário para evitar que tensões e correntes perigosas fluam de volta através do sinal de entrada de controle para os eletrônicos que o estão controlando. Uma boa visão geral dos acopladores ópticos , incluindo triacs opto-isolados, está disponível aqui Tutorial do acoplador óptico . Os triatcs opto-isolados ainda possuem corrente de fuga substancial e freqüentemente não são adequados para controlar determinadas cargas. Esse também é o tipo de vazamento que um relé fornece entre a bobina e a carga, conforme mencionado pela resposta de Olin.

Adicionando ao ponto da resposta de Olin, há isolamento entre os lados comutado e de controle. Enquanto um triac requer uma pequena quantidade de corrente entre os dois circuitos.

Ref: Triac versus relé