Yo sugeriría que cuando el relé se cierra/abre y hace/rompe los 400 VDC, puede estar generando una onda EM que choque o pare en seco tu MCU.
Yo estudiaría esta posibilidad.
Puedes probar a añadir amortiguadores en los contactos del relé. Tradicionalmente, se trata de una red RC que absorbe la energía que, de otro modo, se produciría en los contactos. Puede que haya otros supresores de contacto más modernos que puedas probar.
Puede que no sea la misma razón, pero para que conste...
Hace muchos años tuve un gran problema con un diseño en el que un relé mecánico conmutaba la red eléctrica que iba a un motor de CA. Cuando el relé se abrió, nuestro microprocesador (MPU) se congeló por completo. No había actividad en el bus y sólo el ciclado de la alimentación permitía que la MPU se recuperara. Este fallo se repetía en seis máquinas de prueba. Tardé dos días en encontrar la causa. Fue cuando lo probé con las luces apagadas que me di cuenta de la chispa a través de los contactos del relé. En realidad, el relé empezó a conmutar cuando la tensión de red había caído alrededor de 80 Vca, y no a los 340 V pico de la red de 240 V.
Obsérvese que la placa de circuito impreso del microprocesador estaba en uno de los lados de una placa de acero de 4 mm de grosor (unos 800 x 600 mm) excelentemente conectada a tierra. El relé estaba al otro lado de la placa, unos 30 cm más abajo y entre más acero conectado a tierra. Todo ese metal conectado a tierra no evitó el problema.
Necesitábamos la desconexión completa de un relé mecánico por otras razones, así que diseñé una placa para poner un SSR en serie con el relé y, por tanto, con la red eléctrica del motor. La placa controlaba la secuencia de tiempo de los relés (ON era: relé encendido, esperar 10 ms recorrido del contacto, SSR encendido; OFF era: SSR apagado, 20 ms para que la red cruce el siguiente 1/2 ciclo con margen, relé apagado). Esto lo solucionó y fabricamos al menos 20.000 unidades de esa máquina sin más problemas.
Meses más tarde, vimos otra congelación en el microprocesador cuando una pieza metálica aislada recogió una gran carga estática y más tarde tocó la estructura metálica de acero conectada a tierra. Las chispas, el contacto y la descarga a tierra hacían saltar el microprocesador. Para entonces, ya lo habíamos detectado y habíamos puesto a tierra la pieza metálica, lo que impidió que se cargara y solucionó el problema. Usamos una pistola de descarga estática para probarlo todo, quitando y volviendo a poner la tira de puesta a tierra y viendo cómo el problema volvía y desaparecía.
