A "galvánszigetelés" nevű áramköri megoldás meglehetősen gyakran fordul elő az elektronikus és az elektromos gyakorlatban. Ezért fontos megismertetni a felhasználót azzal, hogy mi az. Ezenkívül érdekes lesz megérteni az "oldás" csomók meglévő fajtáit és azok működésének elvét.
Ami?
A galvanikus szigetelés az áram vagy az információ átvitelének módja a bemeneti és kimeneti áramkörök között, amelyben az áramkör egyes részei nincsenek közvetlenül összekapcsolva. Szükség van rá olyan esetekben, amikor a szekunder áramkörök működésének biztonságára van szükség az átvitt teljesítmény fenntartása mellett.
Ezenkívül ennek a technikának köszönhetően a szekunder áramkörben létrejön egy független áramkör, amely lehetővé teszi:
- részben csökkentse az elsődleges áramkörben ható interferencia hatását;
- a mérőáramkörökben az olvasás pontosságának javítása;
- javítsa a terhelés illesztését.
Végül a leválasztás csökkenti a másodlagoshoz csatlakoztatott berendezések károsodásának valószínűségét.
Működési elve
A legkényelmesebb a galvanikus leválasztás működésének elvét egy olyan transzformátor példájával magyarázni, amelyben a szekunder tekercs nincs elektromosan csatlakoztatva a primerhez.
Leggyakrabban az áramütés kockázatának csökkentésének megértése merül fel, ha a bemeneti és kimeneti áramkörök függetlenek. Az a tény, hogy ha baleset (a szigetelés meghibásodása és az eset veszélyes potenciáljának elütése) közvetlenül a tápvezetékben történik, akkor a teljes hálózat ereje arra a személyre hat, aki megérinti.
Szétkapcsolás jelenlétében az áram erősségét nemcsak az emberi test ellenállása, hanem a transzformátor (vagy más, ebben a kapacitásban használt elem) ereje is korlátozni fogja. Ha a szekunder áramkörhöz csatlakoztatott készülékház földelt, a sérülés veszélye a minimumra csökken.
A galvánszigetelés típusai
Számos ismert módszer létezik az ellátási és a terhelési áramkörök mesterséges elválasztására.
Leggyakrabban erre használják:
- Induktív (vagy transzformátoros) áramkör.
- Félvezető elemek optoelektronikus párjai.
Az első módszer megvalósításakor elválasztó egységet - transzformátort használnak, amelyhez ebben az esetben nincs szükség magra. Átviteli együtthatója általában egység, vagyis a szekunder tekercsben a feszültség megegyezik a bemenettel.
Ennek a lehetőségnek a hátrányai a következők:
- a tervezés terjedelme;
- csak váltakozó áramú áramkörökben történő használat lehetősége;
- az elsődleges áramkörökből származó interferencia részleges visszatartása.
Ezektől a hátrányoktól meg lehet szabadulni egy speciális típusú, az optoelektronikusnak nevezett leválasztás miatt.
Optoelektronikus párok
Az ilyen leválasztás fő elemei az optocsatolók, amelyeket diódákon, tirisztorokon, valamint fényre érzékeny tranzisztorokon és más elektronikus alkatrészeken alapuló áramkörökben valósítanak meg. Az összeállítás elsődleges elemének funkcióját egy kibocsátó fénykibocsátó dióda látja el, a hasznos impulzust továbbító közeg pedig az optoelektronikus pár belsejében létrehozott fényvezetõ tér.
Ezekben az eszközökben a fényáram elektromos semlegessége lehetővé teszi a hatékony megszervezését a bemeneti és kimeneti áramkörök leválasztása, valamint a különböző komplexusú csomópontok koordinációjának biztosítása ellenállások. Az előnyök között szerepel az eszköz tömörsége és a kimenet zajszintjének jelentős csökkenése.