Galvanisk isolasjon: grunnleggende typer og driftsprinsipp

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

En kretsløsning kalt "galvanisk isolasjon" finnes ofte i elektronisk og elektrisk praksis. Av denne grunn er det viktig å gjøre brukeren kjent med hva det er. I tillegg vil det være interessant å forstå de eksisterende variantene av "løse" knuter og prinsippet om deres handling.

Hva det er?

Galvanisk isolasjon er en metode for overføring av elektrisitet eller informasjon mellom inngangs- og utgangskretser, der deler av kretsen ikke er direkte koblet til hverandre. Behovet for det oppstår i tilfeller der det er nødvendig å sikre sikkerheten ved drift i sekundære kretser samtidig som den overførte kraften opprettholdes.

I tillegg, takket være denne teknikken, dannes en uavhengig krets i den sekundære kretsen, som tillater:

  • delvis redusere påvirkningen av interferens som virker i primærkretsen;
  • for å forbedre nøyaktigheten av målinger i målekretsene;
  • forbedre lasttilpasning.

Til slutt reduserer frakoblingen sannsynligheten for skade på utstyr som er koblet til det sekundære.

Driftsprinsipp

Det er mest praktisk å forklare prinsippet om drift av galvanisk isolasjon ved hjelp av eksemplet på en transformator der sekundærviklingen ikke er elektrisk koblet til den primære.

instagram viewer

Ofte oppstår vanskeligheten med å forstå reduksjonen av risikoen for elektrisk støt når inngangs- og utgangskretsene er uavhengige. Faktum er at hvis en ulykke (sammenbrudd av isolasjon og å treffe et farlig potensiale i saken) skjer direkte i forsyningslinjen, virker kraften til hele nettverket på personen som berører den.

I nærvær av frakobling vil strømstyrken ikke bare være begrenset av motstanden til menneskekroppen, men også av transformatorens kraft (eller annet element som brukes i denne kapasiteten). Hvis apparathuset som er koblet til sekundærkretsen er jordet, vil risikoen for personskade reduseres til et minimum.

Typer av galvanisk isolasjon

Det er flere kjente metoder for kunstig å separere forsynings- og belastningskretser.

Oftest brukt til dette:

  • Induktiv (eller transformator) krets.
  • Optoelektroniske par halvlederelementer.

Ved implementering av den første metoden brukes en separasjonsenhet - en transformator som i dette tilfellet ikke krever en kjerne. Overføringskoeffisienten er vanligvis enhet, det vil si at spenningen i sekundærviklingen er lik inngangen.

Ulempene med dette alternativet inkluderer:

  • omfanget av designet;
  • muligheten for å bruke bare i vekselstrømskretser;
  • delvis oppbevaring av forstyrrelser fra primære kretser.

Det er mulig å kvitte seg med disse ulempene på grunn av bruken av en spesiell type frakobling, kalt optoelektronisk.

Optoelektroniske par

Hovedelementene ved slik frakobling er optokoblinger, som er implementert i kretser basert på dioder, tyristorer, så vel som transistorer og andre elektroniske komponenter som er følsomme for lys. Funksjonen til det primære elementet i forsamlingen utføres av en emitterende lysdiode, og mediet som overfører den nyttige pulsen er et lysledende felt opprettet inne i det optoelektroniske paret.

I disse enhetene tillater den elektriske nøytraliteten til lysstrømmen deg å organisere en effektiv frakopling av inngangs- og utgangskretser, samt for å sikre koordinering av noder med forskjellige komplekser motstand. Fordelene inkluderer kompaktheten til enheten og en betydelig reduksjon i støynivået ved utgangen.