Wat is galvanische scheiding, de belangrijkste soorten en werkingsprincipes

Hallo lieve bezoekers aan mijn kanaal! In dit artikel wil ik met je praten over dit belangrijke element van vrijwel elk elektronisch circuit is elektrisch geïsoleerd. Ik zal je vertellen over de bestaande soorten, evenals de voor- en nadelen. Laten we beginnen.

Wat is galvanische scheiding

En we beginnen met u met een definitie.

Isolatie - een krachtoverbrenging uitvoering van een bepaald signaal tussen de elektrische circuits die geen direct contact.

Aangezien elektrische isolatie wordt gebruikt voor signaaloverdracht met maximale interferentieniveau voor contactloze management, maar ook voor de onmiddellijke bescherming van elektrische apparatuur tegen beschadiging en mensen uit waarschijnlijke nederlaag elektrische schok.

Nog steeds moeten weten dat met dit soort ontkoppeling elektrische potentialen gescheiden ketens kunnen aanzienlijk gebotteld.

Op welk principe werkt galvanische scheiding

Om het algoritme werkt te begrijpen, laten we eens kijken in het ontwerp van de transformator.

Dus, in de transformator primaire wikkeling is geen elektrische verbinding met de secundaire wikkeling. Die wordt geraakt met de primaire elektrische stroom alleen mogelijk als gevolg van de afbraak van het isolatiemateriaal. Maar op hetzelfde potentiaalverschil over de conclusies spoelen bereikte aanzienlijke hoeveelheden.

En het blijkt, als we de secundaire wikkeling is verbonden met het lichaam van de inrichting (als er een kader massa), zal de parasitaire stromen niet op het apparaat dat de dreiging dienen gedragen personeel.

Bestaande vormen van galvanische knooppunten

Er zijn verschillende manieren om deze scheiding te bereiken. Hier is praten over hen in meer detail:

1. Inductieve (aka transformator) isolement. ontkoppeling element vereisen het gebruik van magnetische inductie (transformator) voor de uitvoering van deze optie. In dit geval kan de kern niet gebruikt.

Zo kunnen dergelijke isolatietransformatoren worden hoofdzakelijk gebruikt met een factor gelijk aan "1". En de "primaire cel" is verbonden met de signaalbron en "secundaire" naar de ontvanger. En de spanning op de ontvanger is direct afhankelijk van de spanning op de bron. De nadelen van deze uitvoeringsvorm omvatten de volgende punten:

- De afmetingen van dit apparaat niet mogelijk miniatuur producten die in de hedendaagse realiteit is erg groot nadeel.

- Frequentiemodulatie galvanische scheiding strenge beperkingen oplegt aan de zendfrequentie.

- Input Interferentie aanzienlijke vermindering van kwaliteit van de uitvoer.

- Een dergelijke isolatie functies uitsluitend in netwerken met een variabele spanning.

opto-isolatie

De ontwikkeling van elektronica en halfgeleiderelementen is een fundamenteel nieuwe knooppunt gecreëerd, gebaseerd op het gebruik van opto-elektronische componenten. De hoofdelementen van dergelijke voorwerpen zijn optocouplers (optocoupler) geïmplementeerd op basis van thyristoren, diodes, transistors en andere dergelijke componenten met lichtgevoeligheid.

Bovendien is in het optische deel van de schakeling die de ontvangende en zendende schakels, een draaggolfsignaal worden lichte. fotonen neutraal maakt galvanisch gescheiden ingang en uitgang netwerk. En alleen maar om de keten met verschillende impedantie aan de ingang en de uitgang met elkaar te verzoenen.

Optica paar gevormd uit de volgende componenten: de lichtbron, de lichtdoorlatende medium en richten lichtontvanger, waarbij alleen de lichtflux optreedt en omzetten in elektrische puls (signaal). Waarbij de input en output weerstandswaarde optocouplers een waarde van tientallen megaohm kunnen hebben.

Het werkingsprincipe van opto isolatie als volgt geconcludeerd: de LED komt het ingangssignaal dat de LED veroorzaakt emit licht dat door het geleidende medium naar de fototransistor, die is gevormd op de elektroden van de spanningsval of momentum valt stroom. Aldus wordt de elektrische isolatie uitgevoerd ketens die in verbinding staan ​​met een LED aan de ene en de verbinding met de andere fototransistor.

Ongetwijfeld voordelen van dergelijke galvanische scheiding zijn: relatief geringe grootte van het afgewerkte element (waardoor hun gebruik bij micro-elektronica) en geen interferentie (overspraak) van de ontvanger, waarmee de signalen moduleren voldoende groot frequenties.

optocoupler diode

In deze uitvoeringsvorm, galvanische scheiding van de lichtbron een LED en een ontvanger fotodiode steekt. Het principe van de werking is als volgt: wanneer u het nodig om een ​​signaal te sturen naar de LED-spanning wordt toegepast. Geëmitteerd door de LED lichtopbrengst valt op de fotodiode, waardoor fotodiode geopend en stroomt een stroom.

Zoals stoom kan worden gebruikt in plaats van de sleutel en functiesignalen frequentie tot enkele tientallen MHz.

Het belangrijkste nadeel van deze uitvoeringsvorm is het onvermogen om controle knooppunt grote stromen zonder het gebruik van extra onderdelen. Verder is de efficiëntie van een dergelijk element is low.

Op dit punt wil ik het verhaal van galvanische scheiding te onderbreken. Als u van dit artikel hield, stem deze vervolgens Wilt. Het volgende deel zal worden beschouwd: capacitieve galvanische scheiding, elektromechanische interchange, evenals praten over de problemen van de galvanische scheiding en de belangrijkste tekortkomingen. Dank u voor uw aandacht!