Твердотельные реле (Solid state relays — SSR) большинства фирм выпускаются примерно в одинаковых, хорошо узнаваемых прямоугольных корпусах размером со спичечную коробку. В SSR в качестве силовых полупроводниковых ключей могут использоваться как симисторы (triac), так и, что предпочтительнее, тиристоры (SCR), включенные встречно-параллельно.
Симисторные SSR, как правило, имеют более низкую стоимость и предназначены в основном только для коммутации резистивной нагрузки. В мощных твердотельных реле используются только тиристоры. SSR включают и выключают нагрузку только в точке перехода синусоидальной волны тока через ноль, таким образом значительно снижая броски тока и импульсные помехи при коммутации. Так как твердотельные реле не имеют механических контактов, они могут иметь неограниченное количество и большую частоту включений/выключений. SSR могут быть идеальным продуктом с точки зрения надежности, работоспособности и долговечности, если при их применении внимательно отнестись к трем важным моментам. А именно, отсутствию перенапряжений, перегрузок по току и превышения температуры. Далее будет рассказано о том, как избежать этих факторов.
Твердотельные реле часто используются в промышленных системах управления электронагревателями (совместно с регуляторами температуры), для пуска электродвигателей (благодаря хорошей способности выдерживать кратковременные пусковые токи), в компьютерных системах управления (благодаря минимальному управляющему сигналу), включения/ выключения ламп освещения (коммутация при переходе тока через ноль увеличивает срок службы ламп) и для других задач управления нагрузкой различного типа. При использовании SSR в системах управления температурой, они могут обеспечить короткий цикл вкл/выкл, что значительно повышает точность регулирования и увеличивает ресурс нагревателей за счет сокращения теплового удара. Например, для нагрева на 25% можно задать такой цикл: 0,05 с вкл, 0,15 с выкл, 0,05 с вкл, … Это соответствует тому, что 3 периода напряжения вкл, 9 периодов напряжения выкл, 3 вкл, 9 выкл, и т. д. Таким образом, при пропуске полных периодов напряжения и коммутации нагрузки при переходе тока через ноль помехи не генерируются, а мощность плавно нарастает благодаря инерции тепловых процессов. Нагрев происходит стабильно без колебаний, при низком тепловом напряжении, что благоприятно сказывается на сроке службы нагревательного элемента.