Mis on galvaaniline isolatsioon

Galvaaniline isolatsioon või galvaaniline isolatsioon on kõnealuse elektriahela elektrilise (galvaanilise) isoleerimise üldpõhimõte võrreldes teiste elektriahelatega. Tänu galvaanilisele isolatsioonile on võimalik edastada energiat või signaali ühest elektriahelast teise elektriahelasse ilma nendevahelise otsese elektrikontaktita.

Galvaaniline isolatsioon võimaldab tagada eelkõige signaaliahela sõltumatuse, kuna mõõtmiste ajal ja tagasisides moodustub signaaliahela sõltumatu vooluahel teiste vooluahelate, näiteks toiteahela voolude suhtes. ahelad. See lahendus on kasulik elektromagnetilise ühilduvuse tagamiseks: suurendab mürakindlust ja mõõtmistäpsust. Seadmete sisendi ja väljundi galvaaniline isoleerimine parandab sageli nende ühilduvust teiste seadmetega karmides elektromagnetilistes keskkondades.

Loomulikult tagab galvaaniline isolatsioon ohutuse ka elektriseadmetega töötamisel.See on üks meede ja konkreetse vooluahela eraldamist tuleks alati kaaluda koos muude elektriohutusmeetmetega, nagu kaitsemaandus ning pinge ja voolu piiravad ahelad.

Galvaanilise isolatsiooni tagamiseks saab kasutada erinevaid tehnilisi lahendusi:

• induktiivne (trafo) galvaaniline isolatsioon, mida kasutatakse trafod ja digitaalahelate isoleerimiseks;

• optiline isoleerimine optroni (optroni) või optorelee abil, mille kasutamine on tüüpiline paljudele kaasaegsetele impulss-toiteallikatele;

• mahtuvuslik galvaaniline isolatsioon, kui signaal juhitakse läbi väga väikese kondensaatori;

• elektromehaaniline eraldamine, näiteks elektromehaaniline relee. 

Praegu on ahelates galvaaniliseks isoleerimiseks väga levinud kaks võimalust: trafo ja optoelektrooniline.

Trafo-tüüpi galvaanilise isolatsiooni ehitus hõlmab südamikuga või südamikuta magnetinduktsiooni elemendi (trafo) kasutamist, mille väljundpinge võetakse sekundaarmähisest, mis on võrdeline seadme sisendpingega. Selle meetodi rakendamisel on aga oluline arvestada järgmiste puudustega:

• väljundsignaali võivad mõjutada kandesignaali häired;

• Isolatsioonisageduse modulatsioon piirab ribalaiust;

• Suured suurused.

Viimaste aastate pooljuhttehnoloogia areng on avardanud optronipõhise isolatsiooni jaoks mõeldud optoelektrooniliste seadmete konstrueerimise võimalusi.

Optronide tööpõhimõte on lihtne: LED kiirgab valgust, mida tajub fototransistor.Nii toimub ahelate galvaaniline isoleerimine, millest üks on ühendatud LED-iga ja teine ​​fototransistoriga.

Sellel lahendusel on mitmeid eeliseid: lai valik lahtisidestuspingeid, kuni 500 volti, mis on oluline andmesisestussüsteemide ehitamisel, võimalus töötada kuni kümnete megahertside eraldussignaalidega, väikesed komponentide suurused.

Ilma galvaanilise isolatsioonita on vooluahelate vahel liikuv maksimaalne vool piiratud suhteliselt väikeste elektritakistustega, mis võib viia võrdsusvooludeni, mis võivad kahjustada nii ahela komponente kui ka kaitsmata seadmeid puudutavaid inimesi. Lahtisidestusseade piirab konkreetselt energia ülekandmist ühest ahelast teise.