En kredsløsning kaldet "galvanisk isolering" forekommer ret ofte i elektronisk og elektrisk praksis. Af denne grund er det vigtigt at gøre brugeren fortrolig med, hvad den er. Derudover vil det være interessant at forstå de eksisterende sorter af "løsne" knuder og princippet om deres handling.
Hvad er det?
Galvanisk isolering er en metode til overførsel af elektricitet eller information mellem input og output kredsløb, hvor dele af kredsløbet ikke er direkte forbundet med hinanden. Behovet for det opstår i tilfælde, hvor det er nødvendigt at sikre sikkerheden ved arbejde i de sekundære kredsløb, samtidig med at den transmitterede effekt opretholdes.
Derudover dannes et uafhængigt kredsløb takket være denne teknik i det sekundære kredsløb, som tillader:
- delvis reducere indflydelsen af interferens, der virker i det primære kredsløb;
- at forbedre nøjagtigheden ved måling af målinger i målekredse
- forbedre belastningstilpasning.
Endelig reducerer afkobling sandsynligheden for beskadigelse af udstyr, der er forbundet med sekundærsystemet.
Driftsprincip
Det er mest praktisk at forklare driftsprincippet for galvanisk isolering ved hjælp af eksemplet på en transformer, hvor sekundærviklingen ikke er elektrisk forbundet til den primære.
Ofte opstår vanskeligheden ved at forstå reduktionen af risikoen for elektrisk stød, når input- og outputkredsløb er uafhængige. Faktum er, at hvis en ulykke (nedbrydning af isolering og rammer et farligt potentiale i sagen) sker direkte i forsyningsledningen, påvirker hele netværkseffekten den person, der rører ved den.
I nærvær af afkobling begrænses strømstyrken ikke kun af menneskekroppens modstand, men også af transformatorens kraft (eller andet element, der anvendes i denne kapacitet). Hvis enhedssagen, der er tilsluttet det sekundære kredsløb, er jordforbundet, reduceres risikoen for personskade til et minimum.
Typer af galvanisk isolering
Der er flere kendte metoder til kunstig adskillelse af forsynings- og belastningskredsløb.
Oftest brugt til dette:
- Induktivt (eller transformer) kredsløb.
- Optoelektroniske par halvlederelementer.
Ved implementering af den første metode anvendes en adskillelsesenhed - en transformer, som i dette tilfælde ikke kræver en kerne. Dens transmissionskoefficient er normalt enhed, dvs. spændingen i sekundærviklingen er lig med indgangen.
Ulemperne ved denne mulighed inkluderer:
- omfanget af designet;
- muligheden for kun at bruge i vekselstrømskredsløb;
- delvis tilbageholdelse af interferens fra primære kredsløb.
Det er muligt at slippe af med disse ulemper på grund af brugen af en særlig type afkobling, kaldet optoelektronisk.
Optoelektroniske par
Hovedelementerne i en sådan afkobling er optokoblere, der implementeres i kredsløb baseret på dioder, tyristorer såvel som transistorer og andre elektroniske komponenter, der er følsomme over for lys. Funktionen af enhedens primære element udføres af en udsendende lysdiode, og mediet, der transmitterer den nyttige puls, er et lysledende felt, der er oprettet inde i det optoelektroniske par.
I disse enheder giver den elektriske neutralitet af lysstrømmen dig mulighed for at organisere en effektiv afkobling af input og output kredsløb samt for at sikre koordinering af noder med forskellige komplekser modstande. Fordelene inkluderer kompaktheden af enheden og en signifikant reduktion i støjniveauet ved udgangen.