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.
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.