Kas yra galvaninė izoliacija

Galvaninė izoliacija arba galvaninė izoliacija yra bendras atitinkamos elektros grandinės elektrinės (galvaninės) izoliacijos principas, palyginti su kitomis elektros grandinėmis. Galvaninės izoliacijos dėka galima perduoti energiją arba signalą iš vienos elektros grandinės į kitą elektros grandinę be tiesioginio elektros kontakto tarp jų.

Galvaninė izoliacija leidžia ypač užtikrinti signalo grandinės nepriklausomumą, nes matavimų metu ir grįžtamojo ryšio metu susidaro nepriklausoma signalo grandinės srovės kilpa kitų grandinių, pavyzdžiui, maitinimo grandinės, srovių atžvilgiu. grandinės. Šis sprendimas naudingas užtikrinant elektromagnetinį suderinamumą: padidina atsparumą triukšmui ir matavimo tikslumą. Galvaninė įrenginių įvesties ir išvesties izoliacija dažnai pagerina jų suderinamumą su kitais įrenginiais atšiaurioje elektromagnetinėje aplinkoje.

Žinoma, galvaninė izoliacija taip pat užtikrina saugumą žmonėms dirbant su elektros įrenginiais.Tai yra viena priemonė, todėl tam tikros grandinės izoliacija visada turėtų būti svarstoma kartu su kitomis elektros saugos priemonėmis, tokiomis kaip apsauginis įžeminimas ir įtampos bei srovės ribojimo grandinės.

Galvaninei izoliacijai užtikrinti gali būti naudojami įvairūs techniniai sprendimai:

• indukcinė (transformatorinė) galvaninė izoliacija, kuri naudojama transformatoriai ir atskirti skaitmenines grandines;

• optinė izoliacija naudojant optroną (optroną) arba optinę relę, kurios naudojimas būdingas daugeliui šiuolaikinių impulsinių maitinimo šaltinių;

• talpinė galvaninė izoliacija, kai signalas tiekiamas per labai mažą kondensatorių;

• elektromechaninis atskyrimas, pvz. elektromechaninė relė. 

Šiuo metu labai paplitusios dvi galvaninės izoliacijos grandinėse galimybės: transformatorinė ir optoelektroninė.

Transformatoriaus tipo galvaninės izoliacijos konstrukcija apima magnetinės indukcijos elemento (transformatoriaus) naudojimą su šerdimi arba be jo, išėjimo įtampa paimama iš antrinės apvijos, kuri yra proporcinga įrenginio įėjimo įtampai. Tačiau taikant šį metodą svarbu atsižvelgti į šiuos trūkumus:

• išvesties signalą gali paveikti nešiklio signalo trikdžiai;

• Izoliacijos dažnio moduliavimas riboja dažnių juostos plotį;

• Dideli dydžiai.

Puslaidininkių technologijos plėtra pastaraisiais metais išplėtė galimybes konstruoti optoelektroninius įrenginius, skirtus izoliuoti optronais.

Optronos veikimo principas paprastas: šviesos diodas skleidžia šviesą, kurią suvokia fototranzistorius.Taip atliekama grandinių galvaninė izoliacija, iš kurių viena yra prijungta prie šviesos diodo, o kita - prie fototranzistoriaus.

Šis sprendimas turi nemažai privalumų: platus atjungimo įtampų diapazonas, iki 500 voltų, kas yra svarbu kuriant duomenų įvedimo sistemas, galimybė dirbti su atjungimo signalais iki dešimčių megahercų, nedideli komponentų dydžiai.

Be galvaninės izoliacijos, didžiausia srovė, tekanti tarp grandinių, yra apribota tik santykinai mažomis elektros varžomis, todėl gali susidaryti išlyginamosios srovės, kurios gali pažeisti tiek grandinės komponentus, tiek žmones, liečiančius neapsaugotus įrenginius. Atjungimo įtaisas konkrečiai riboja energijos perdavimą iš vienos grandinės į kitą.