Un relé de estado sólido falla por motivos físicos distintos a los del relé mecánico al que sustituyó. Si lo compruebas siguiendo los métodos habituales para los relés mecánicos, te llevará a conclusiones erróneas. Su salida de semiconductores presenta fugas de corriente cuando está apagado, puede parecer que no funciona en un multímetro y que funciona correctamente en otro, y suele fallar en la dirección que menos te esperas. Esta guía aborda la secuencia de diagnóstico sobre el terreno: los patrones de síntomas relacionados con la estructura interna que los provoca, las condiciones del circuito en las que el relé no tiene la culpa y unas especificaciones de sustitución que puedas justificar.
¿Es el SSR? Tres comprobaciones que debes hacer antes de cambiar nada
Realiza tres comprobaciones en orden. Cada una de ellas descarta un tipo de diagnóstico erróneo.
Comprobación 1. ¿Llega realmente la señal de control? Mide los terminales de entrada mientras el controlador está en la posición “encendido”. Los SSR de entrada de CC suelen admitir entre 3 y 32 V CC, aproximadamente, y los de entrada de CA, entre 90 y 280 V CA, aproximadamente; el rango exacto figura en la etiqueta. Si hay tensión de entrada pero no se produce la conmutación, es probable que el problema esté en el SSR. Si no hay tensión, el fallo se encuentra en una fase anterior: la salida del controlador, el cableado o un terminal suelto.
Punto 2. Mide la corriente de carga, no solo la tensión. El error de diagnóstico más habitual en los circuitos de SSR es la lectura de tensión. Un SSR en estado de apagado sigue dejando pasar una pequeña corriente de fuga (de carácter estructural, no se trata de un defecto) y, con una carga en circuito abierto o de alta impedancia, esa fuga hace que el terminal de salida alcance una tensión cercana a la tensión total de la línea (tensión fantasma). Una pinza amperimétrica no miente: la corriente es casi nula cuando está apagado y se acerca a la carga nominal cuando está encendido. Utiliza el modo LoZ (baja impedancia) del multímetro, si está disponible, ya que carga el circuito y pone de manifiesto las tensiones fantasma. También sirve una lámpara de prueba incandescente de 60-100 W.
Punto 3. Anticipa el tipo de fallo que menos te esperas. Aquí viene la parte que va en contra de lo que cabría esperar, y en esta guía volveremos sobre ella: cuando un SSR falla, suele hacerlo en posición cerrada. La salida permanece activada. Si un relé no se activa, suele deberse más a un problema del circuito o de la entrada que a una salida averiada. Si un relé no se desactiva, el problema suele estar en el propio relé.
Secuencia de campo
Comprueba que la tensión de entrada en los bornes se encuentre dentro del rango indicado en la etiqueta.
Compara la corriente de carga —que es casi nula cuando el dispositivo está apagado y se aproxima al valor nominal cuando está encendido— e ignora las lecturas de tensión de flotación.
Si el SSR falla en posición cerrada, hay que sospechar que el problema está en el SSR; si falla en posición abierta, hay que sospechar que el problema está en el circuito.
Una advertencia antes de abrir el panel:
Los síntomas del SSR, al detalle: qué significa cada uno y qué hay que comprobar primero
Cada fallo del SSR se manifiesta como uno de los pocos patrones recurrentes. Busca el que corresponda al tuyo, sigue los pasos de la columna «Primera comprobación» y la tabla te indicará la estructura interna que lo explica.
Guía rápida de síntomas del SSR
| Síntoma | Compruébalo primero | La causa principal está en |
|---|---|---|
| Hay señal de entrada, pero el relé no se activa (el LED está apagado o tiene poca intensidad) | Comprueba la polaridad de entrada y el rango de tensión que figuran en la etiqueta; comprueba que el controlador pueda suministrar suficiente corriente | Sección: estructura de entrada |
| Se ha eliminado la entrada, pero la carga sigue encendida | Desconecta la carga y vuelve a realizar la prueba: si la salida sigue conduciendo, significa que el dispositivo de salida ha fallado y está en cortocircuito. | Sección: estructura de salida |
| Conmutación intermitente o irregular | Comprueba si hay ruido inducido en los cables de entrada largos; comprueba la sincronización de la conmutación en función de la carga | Sección: estructura de conmutación |
| El terminal de salida indica “activo” cuando está apagado | Vuelve a medir con el modo LoZ o con una lámpara de prueba antes de descartar el relé; probablemente se trate de una tensión fantasma. | Sección: estructura de salida |
| La carcasa está caliente al tacto o huele a quemado | Mide la corriente de carga real y compárala con la nominal; revisa el disipador térmico, la pasta térmica y la temperatura ambiente. | Sección: estructura térmica |
| La misma posición se agota una y otra vez | Analiza el tipo de carga y su corriente de arranque; comprueba que no falte la protección contra sobrecorriente. | Sección: estructura de conmutación + límites de carga |
Dos de estos patrones, “no se apaga” y “salida en directo”, son los casos en los que se sustituyen gratuitamente los SSR que funcionan correctamente, ya que ambos se evalúan a partir de lecturas de tensión que la fuga de los semiconductores hace que sean poco fiables.
Por qué los SSR fallan de la forma en que lo hacen: cuatro estructuras internas que explican los síntomas
Las cuatro estructuras que hay dentro de cada SSR (entrada, salida, conmutación y térmica) explican cada una de ellas una familia de síntomas. Si se comprende el mecanismo, el diagnóstico deja de ser una cuestión de conjeturas.
La etapa de entrada: por qué la “falta de respuesta” suele ser un problema de medición
La entrada es un LED conectado a un limitador de corriente constante, que normalmente mantiene la corriente en unos 20 mA, independientemente de la tensión de entrada (control.com). Ese diseño proporciona a una de las entradas un amplio rango de tensión, lo que modifica la forma de realizar las pruebas: en el modo de prueba de diodos, un relé estático (SSR) con entrada de corriente continua debería indicar un valor aproximado de entre 1,2 y 2,0 V en sentido directo a través de la entrada. A continuación se exponen dos dificultades.
- “OL” no significa que el relé esté averiado. Muchos medidores no pueden aumentar lo suficiente la tensión de prueba de diodos como para que se encienda el LED, y los SSR de entrada de CA (o los de entrada de CC por encima de unos 5 V) no se pueden someter a ninguna prueba de diodos. Un mismo relé ofrece lecturas diferentes según el medidor. La lectura depende del medidor, no de la realidad del relé.
- Las entradas son sensibles a la polaridad y frágiles. La polaridad inversa o un pico de sobretensión en la entrada son los enemigos clásicos de los aficionados al bricolaje. Comprueba la polaridad en los terminales antes de sospechar que el problema está en el relé.
La etapa de salida: por qué los SSR fallan en posición cerrada, presentan fugas y dan lecturas erróneas al contador
La salida es un interruptor semiconductor (un TRIAC o un par de SCR en configuración «back-to-back» para cargas de CA, y MOSFET para CC) sin contactos mecánicos. Hay tres consecuencias que son la causa principal de la confusión en la práctica.
No se puede probar como si fuera un contacto. Un relé mecánico se evalúa en función de la resistencia. La resistencia de un semiconductor depende de la tensión y la corriente que aplica el medidor, por lo que las lecturas pasivas solo son orientativas. La prueba definitiva se realiza en condiciones reales de funcionamiento: se aplica tensión a la entrada y se observa la salida bajo carga.
Cuando falla, suele hacerlo por cortocircuito. Los libros de texto de ingeniería son muy claros: los relés de estado sólido tienden a fallar provocando un cortocircuito en sus salidas, mientras que los contactos electromecánicos tienden a fallar quedando abiertos (Todo sobre los circuitos). Es mucho más probable que un SSR averiado mantenga su carga alimentada de forma permanente que la desconecte.
Hay una filtración, y el contenido de la misma parece una mentira. La fuga fuera del estado es pequeña (inofensiva para la mayoría de las cargas, medible con instrumentos) y es exclusiva de los dispositivos de estado sólido: los contactos electromecánicos proporcionan una desconexión puramente mecánica sin corriente de fuga (Texas Instruments, Conceptos básicos sobre los relés de estado sólido, 2024). Si multiplicamos esa fuga por la carga en circuito abierto, la tensión de salida se eleva hasta alcanzar un valor cercano a la tensión de red. Esa es la lectura de «tensión fantasma» de la comprobación 2. El relé funciona correctamente. El circuito está abierto. El medidor se ha confundido.
La dirección de la falla
Un SSR defectuoso suele fallar en posición cerrada.
La salida permanece encendida, no se apaga.
Haz el diagnóstico correspondiente y diseña los circuitos de seguridad como si eso fuera a suceder, porque sucederá.
La etapa de conmutación: paso por cero frente a encendido aleatorio
Las salidas de tiristores mantienen la conducción hasta que la corriente de carga desciende por debajo de un umbral de mantenimiento, por lo que un SSR de salida de CA abre el circuito cerca del punto cero de la corriente, en lugar de hacerlo a mitad del ciclo, lo que evita que las cargas inductivas sufran los picos de interrupción que producen los contactos mecánicos (Todo sobre los circuitos). Los relés de activación en el paso por cero amplían este principio a la conexión: se activan cuando la tensión es nula, por lo que una carga resistiva sufre una sobretensión de conmutación mínima. Los relés de activación aleatoria (instantánea) se activan cuando se les solicita. Son necesarios para el control del ángulo de fase o cuando la conmutación debe ser inmediata.
Una aplicación incorrecta de ambos es un peligro oculto. Disparar en un punto desfavorable de la forma de onda, o alimentar una carga cuyo pico de corriente de arranque supere la capacidad de picos del relé, somete a tensión al chip de salida y acaba provocando un cortocircuito en la salida. Cuando la misma posición falle repetidamente, comprueba si el tipo de conmutación es adecuado para la carga antes de revisar el relé.
La fase térmica: los cálculos de reducción de potencia que hay detrás del “sobrecalentamiento”
Un SSR en estado de conducción presenta una caída de tensión en sentido directo. Lo habitual en los modelos de salida de CA es de aproximadamente un voltio a la corriente nominal (consulta el valor en la ficha técnica), mientras que los de salida de CC presentan una caída menor. La caída multiplicada por la corriente genera calor en cada ciclo, sin que haya contactos abiertos que se enfríen, y este calor debe disiparse a través de la placa base, la interfaz térmica y el disipador. Las reducciones de potencia publicadas ponen de manifiesto lo que está en juego: el ejemplo de un fabricante indica que una unidad tiene una capacidad nominal de 25 A con una placa base a 25 °C, pero solo de unos 15 A con una placa base a 60 °C. Una carga que funcionaba bien en invierno puede superar su capacidad nominal en verano, sin que se haya cambiado ningún componente.
Por eso, cuando una carcasa se calienta en exceso, mide la corriente real (no la indicada en la placa de características) y, a continuación, comprueba los cuatro eslabones de la cadena térmica: de la placa base al material de interfaz, de la interfaz al disipador, del disipador al aire y la temperatura ambiente. Comprar un SSR más grande suele ser una solución errónea para una cadena térmica defectuosa.
¿Sospechas que el problema está en el relé, pero no estás seguro de qué lo ha estropeado? Envíanos las especificaciones de la etiqueta y el tipo de carga: te avisaremos si hay alguna incompatibilidad antes de que pidas un recambio.
Envíanos las especificaciones de tu reléCuando cambian las normas: cargas, seguridad y medio ambiente
Estas cuatro estructuras explican la mayoría de los fallos. En esta sección se tratan las excepciones: las cargas, los requisitos de seguridad y los entornos en los que las normas habituales dejan de aplicarse.
Tipos de carga: lo que cada uno exige al SSR
No todas las cargas son iguales para un SSR, y las diferencias se manifiestan en forma de fallos en el campo:
Límites de los tipos de carga para la selección de SSR
| Tipo de carga | Ejemplos típicos | Lo que exige al SSR | Límite de fallo que hay que comprobar |
|---|---|---|---|
| Calentamiento por resistencia | Calentadores, hornos, máquinas de moldeo | Corriente de arranque moderada; tipo de detección de paso por cero adecuado; corriente constante cercana al valor nominal | Los elementos en circuito abierto generan tensiones fantasma que simulan un fallo del SSR; los ciclos térmicos provocan el envejecimiento del chip. |
| Lámparas incandescentes / halógenas | Conjuntos de iluminación, señalización | La corriente de arranque en filamento frío es muy superior a la corriente de régimen | Comprueba la capacidad nominal de picos de corriente del relé, no solo la corriente continua: las unidades con una capacidad nominal inferior a la necesaria fallan en caso de cortocircuito. |
| Motores y cargas inductivas | Ventiladores, bombas | Corriente de arranque varias veces superior a la corriente de funcionamiento; picos de tensión al conmutar | Dimensionar por encima de la corriente de arranque; verificar la protección mediante snubber o MOV contra la fuerza electromotriz inversa |
| Bobinas de solenoide y de contactor | Válvulas, arrancadores magnéticos | Una corriente pequeña y constante; el retroceso inductivo; y las fugas pueden mantener la bobina en su sitio | Es posible que una bobina que “no se suelta” se mantenga en su sitio debido a una fuga; añade un purgador o cambia a un EMR. |
| Cargas conmutadas / capacitivas | Controladores LED, variadores de frecuencia, fuentes de alimentación | Elevada corriente de arranque durante los primeros ciclos de carga | Comprueba la corriente de arranque en relación con la capacidad de resistencia a picos de corriente del relé; considera la posibilidad de utilizar un arranque suave cuando sea posible. |
| Cargas de corriente continua | Calentadores de corriente continua, motores de corriente continua, solenoides | SSR de salida de CC (MOSFET); control de polaridad | Un SSR de CA conectado a una carga de CC nunca se desconecta: la CC no tiene un punto de corriente cero en el que un TRIAC pueda desconectarse. |
| Calefacción trifásica | Hornos industriales, secadoras | A menudo, dos SSR más una rama conectada de forma permanente, según el diseño | Un “terminal con tensión y el SSR desactivado” puede ser un cableado correcto; comprueba el esquema del circuito antes de descartar el relé. |
Límites de seguridad: un relé que se queda cerrado por fallo no puede proteger a nadie
Dado que, en caso de fallo, el estado predeterminado es «cerrado», un SSR es un actuador, nunca un dispositivo de seguridad. Hay tres prácticas que permiten que esto sea viable. En primer lugar, cualquier elemento que deba contar con un sistema de seguridad en caso de fallo (calentadores que puedan sobrecalentarse, accionamientos que deban detenerse) necesita un relé electromecánico o un contactor en serie, de modo que una parada deliberada o una pérdida de alimentación de control provoque una verdadera desconexión mecánica. Los ingenieros en activo dan el mismo consejo por la misma razón: los SSR suelen fallar en posición cerrada, así que hay que anticiparse a ello (electronics.stackexchange). En segundo lugar, protege el SSR con un fusible de semiconductor de acción rápida en la salida. Según la clasificación de la norma IEC 60269, los fusibles de clase aR protegen a los semiconductores contra los cortocircuitos, mientras que los de clase gR también protegen contra las sobrecargas. Los fusibles normales son demasiado lentos para salvar un chip en cortocircuito, por lo que los fabricantes de SSR especifican una protección de acción rápida (Littelfuse). En tercer lugar, cuando una salida atascada pueda provocar el mal funcionamiento de un proceso, se debe añadir un sistema independiente de control de temperatura o nivel que desconecte el dispositivo en serie. Nunca se debe confiar en que el SSR se desconecte por sí solo.
Entorno y desgaste: ¿se desgastan los relés de estado sólido?
No tienen piezas móviles, por lo que no se desgastan como lo hacen los contactos. Pero no son inmortales. Texas Instruments detalla en su catálogo los procesos reales de degradación: la potencia luminosa del LED interno disminuye si se somete a una temperatura o una corriente excesivas de forma prolongada, y el aislamiento se degrada con el paso del tiempo (Texas Instruments, Conceptos básicos sobre los relés de estado sólido, 2024). En la práctica, la vida útil de un SSR viene determinada por su historial térmico (la temperatura a la que ha funcionado el chip y durante cuánto tiempo), y no por un contador de ciclos. Si se reduce la potencia en función de la temperatura ambiente y se mantiene la carcasa limpia y ventilada, el SSR durará más que los contactores de la máquina. Si se hace funcionar al límite de su curva de reducción de potencia en un armario caluroso, es previsible que se estropee prematuramente.
Elegir el recambio: lee la etiqueta antigua y vuelve a calcular la carga
Una vez realizado el diagnóstico y si se confirma que el SSR está realmente averiado, solicita su sustitución copiando los parámetros y, a continuación, vuelve a comprobar los tres que no se pueden copiar.
Copia estos cinco datos de la etiqueta antigua. Todas las etiquetas de los SSR incluyen estos datos, que constituyen la especificación completa: (1) rango y tipo de tensión de entrada (entrada de CC o CA); (2) tipo de salida, CA (TRIAC/SCR) o CC (MOSFET); (3) tensión nominal de carga de salida; (4) intensidad nominal de salida; (5) montaje y formato (montaje en panel tipo “disco de hockey”, carril DIN o placa de circuito impreso).
A continuación, vuelve a calcular —y no copies— estos tres:
- Corriente de carga. La potencia nominal anterior se seleccionó para una carga que podría haber cambiado. Mide la corriente de funcionamiento real. En el caso de las cargas resistivas, la práctica habitual en el sector consiste en dejar un margen por encima de la corriente continua (lo habitual es entre 1,2 y 1,5 veces); en cuanto a las cargas propensas a picos de corriente, deben comprobarse en función de la capacidad de picos del relé, según la tabla de cargas anterior.
- Tipo de carga. Si alguien ha modificado el circuito desde su instalación (por ejemplo, añadiendo un motor a un circuito de calefacción o sustituyendo lámparas incandescentes por controladores LED), las hipótesis sobre la potencia nominal del relé antiguo ya no son válidas.
- Tipo de conmutación. Cruce por cero para cargas resistivas; encendido aleatorio cuando se necesita una conmutación inmediata o controlada por fase. Comprar “el mismo número de referencia” perpetúa el error si la elección original fue errónea.
Y no lo imites en absoluto cuando el relé antiguo haya sido el afectado. Si se trata del tercer fallo en el mismo punto, repara primero la cadena térmica, la sobrecarga o el fusible de protección que falte, y después instala el recambio.
Lista de comprobación para realizar pedidos
Copia los cinco parámetros de la etiqueta (tipo y rango de entrada, salida en CA o CC, tensión de carga, corriente de carga y montaje).
Mide la corriente de carga real antes de fiarte de la potencia nominal anterior.
Vuelve a confirmar el tipo de carga y el tipo de conmutación si se ha modificado el circuito.
Pide al mismo tiempo el fusible semiconductor del lado de salida.
Almacenamiento y venta de recambios SSR: lo que revelan los patrones de fallo a los distribuidores
Para cualquiera que almacene o suministre recambios de SSR, estas referencias constituyen una guía de compra, no solo notas de reparación. Dado que un SSR averiado queda en estado cerrado, la demanda del mercado de repuestos es permanente. Cada salida atascada y cada calentador averiado se traduce en un pedido de recambio, y la primera pregunta del comprador casi nunca se refiere a la marca. Es: “¿qué necesito para que encaje?”. Los cinco parámetros de etiquetado anteriores son los verdaderos criterios para la gestión de existencias: tipo y rango de entrada, tipo de salida, clase de corriente y montaje. En este mercado, una estantería organizada por parámetros es más eficaz que una organizada por marcas. Y dado que las causas fundamentales se encuentran fuera del relé (cadena térmica, picos de carga, falta de protección), el proveedor que pregunta “¿en qué carga está conectado y con qué fusible está protegido?” vende una solución de circuito, no un simple componente.
Si prefieres no tener que especificar las características del recambio de memoria, envíanos la etiqueta del relé antiguo y los datos de tu carga. OMCH’s Asistencia en la selección de productos basada en especificaciones Busca los componentes que se ajustan a las especificaciones y planos en nuestro catálogo, que abarca más de 30 categorías y cuenta con más de 3.000 modelos estándar, y nuestros ingenieros comprueban la ficha técnica antes de que confirmes el pedido. Todos los relés de estado sólido que enviamos cuentan con una garantía de un año, y nuestro servicio de asistencia técnica está disponible las 24 horas del día para resolver aquellos fallos que nunca encajan del todo en lo que dice el manual.
Almacena las especificaciones de recambio, no solo el número de referencia — Condiciones de los distribuidores para SSR y dispositivos de protección
Los relés de estado sólido JGX forman parte de nuestra gama de relés compuesta por siete familias, y ofrecemos un recambio compatible con el fusible o el contactor del mismo circuito: fichas técnicas bajo petición, ayuda con las referencias cruzadas y asistencia en la aplicación cuando un cliente te entregue un relé averiado.
Solicitar precios para distribuidoresReferencias
- Texas Instruments (José Rojo). “Conceptos básicos sobre los relés de estado sólido”. Julio de 2024. https://www.ti.com/lit/pdf/slvafu8
- Todo sobre los circuitos, Lecciones sobre circuitos eléctricos — “Relés de estado sólido”.” https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-5/solid-state-relays/
- Artículos técnicos de control.com. “Solución de problemas en relés de estado sólido”. 2020. https://control.com/technical-articles/troubleshooting-solid-state-relays/
- Fluke. “Multímetros digitales de doble impedancia”.” https://www.fluke.com/en-gb/learn/blog/digital-multimeters/dual-impedance-digital-multimeters
- Littelfuse. “Relés de estado sólido: protección contra cortocircuitos mediante fusible” (ficha técnica de la serie SRP1 CB). https://www.littelfuse.com/assetdocs/srp1-cb-datasheet?assetguid=99127494-71ef-4479-ab9d-0a4a4d9894e0
- electronics.stackexchange. “Protección contra el fallo de un SSR en posición cerrada”. 2019. https://electronics.stackexchange.com/questions/417585/protecting-against-a-ssr-failing-closed
- OMCH. “Relé de estado sólido: cómo funciona” (ejemplo de reducción de potencia citado en esta guía). https://www.omch.com/solid-state-relay/
- OMCH. “Servicio de selección de productos”.” https://www.omch.com/product-selection/
- OMCH. Página web de la empresa. https://www.omch.com/
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