Galvanické oddělení: základní typy a princip činnosti

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

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.

instagram viewer

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.