Řešení obvodu zvané „galvanické oddělení“ se v elektronické a elektrické praxi vyskytuje poměrně často. Z tohoto důvodu je důležité seznámit uživatele s tím, o co jde. Kromě toho bude zajímavé porozumět existujícím odrůdám „odvázaných“ uzlů a principu jejich působení.
Co to je?
Galvanická izolace je metoda přenosu elektřiny nebo informací mezi vstupními a výstupními obvody, při nichž nejsou části obvodu přímo spojeny. Jeho potřeba vyvstává v případech, kdy je nutné zajistit bezpečnost práce v sekundárních obvodech při zachování přenášeného výkonu.
Kromě toho se díky této technice vytvoří v sekundárním okruhu nezávislý obvod, který umožňuje:
- částečně snížit vliv rušení působícího v primárním obvodu;
- zlepšit přesnost měření v měřicích obvodech;
- zlepšit shodu zatížení.
A konečně, oddělení snižuje pravděpodobnost poškození zařízení připojeného k sekundárnímu zdroji.
Princip fungování
Nejvhodnější je vysvětlit princip činnosti galvanického oddělení na příkladu transformátoru, ve kterém sekundární vinutí není elektricky připojeno k primárnímu.
Nejčastěji vzniká obtíže při porozumění snížení rizika úrazu elektrickým proudem, když jsou vstupní a výstupní obvody nezávislé. Faktem je, že pokud k nehodě (rozbití izolace a zasažení nebezpečného potenciálu na skříni) dojde přímo v napájecím vedení, působí síla celé sítě na osobu, která se jí dotkne.
Za přítomnosti oddělení bude proud omezen nejen odporem lidského těla, ale také výkonem transformátoru (nebo jiného prvku používaného v této kapacitě). Pokud je skříň zařízení připojená k sekundárnímu obvodu uzemněna, riziko poranění se sníží na minimum.
Typy galvanického oddělení
Existuje několik známých metod pro umělé oddělení napájecích a zátěžových obvodů.
Nejčastěji se používá pro toto:
- Indukční (nebo transformátorový) obvod.
- Optoelektronické páry polovodičových prvků.
Při implementaci první metody se používá oddělovací jednotka - transformátor, který v tomto případě nevyžaduje jádro. Jeho přenosový koeficient je obvykle jednota, to znamená, že napětí v sekundárním vinutí se rovná vstupu.
Nevýhody této možnosti zahrnují:
- objemnost designu;
- možnost použití pouze v AC obvodech;
- částečné zadržení rušení z primárních obvodů.
Těchto nevýhod je možné se zbavit použitím speciálního typu oddělení, zvaného optoelektronický.
Optoelektronické páry
Hlavními prvky takového oddělení jsou optočleny implementované v obvodech založených na diodách, tyristorech, tranzistorech a dalších elektronických součástkách citlivých na světlo. Funkce primárního prvku sestavy je prováděna emitující diodou emitující světlo a médiem, které přenáší užitečný puls, je pole vedoucí světlo vytvořené uvnitř optoelektronického páru.
V těchto zařízeních vám elektrická neutralita světelného toku umožňuje organizovat efektivní oddělení vstupních a výstupních obvodů, jakož i zajištění koordinace uzlů s různým komplexem odpory. Mezi výhody patří kompaktnost zařízení a výrazné snížení úrovně šumu na výstupu.