Kontūras risinājums, ko sauc par "galvanisko izolāciju", elektroniskajā un elektriskajā praksē tiek atrasts diezgan bieži. Šī iemesla dēļ ir svarīgi iepazīstināt lietotāju ar to, kas tas ir. Turklāt būs interesanti izprast esošās "atraisīto" mezglu šķirnes un to darbības principu.
Kas tas ir?
Galvaniskā izolācija ir metode elektrības vai informācijas pārsūtīšanai starp ieejas un izejas ķēdēm, kurā ķēdes daļas nav tieši savienotas viena ar otru. Nepieciešamība pēc tā rodas gadījumos, kad ir nepieciešams nodrošināt darba drošību sekundārajās ķēdēs, vienlaikus saglabājot pārraidīto jaudu.
Turklāt, pateicoties šai tehnikai, sekundārajā ķēdē tiek izveidota neatkarīga ķēde, kas ļauj:
- daļēji samazināt traucējumu ietekmi, kas darbojas primārajā ķēdē;
- uzlabot mērījumu ķēžu rādījumu ņemšanas precizitāti;
- uzlabot slodzes saskaņošanu.
Visbeidzot, atsaistīšana samazina sekundārajam pieslēgtā aprīkojuma bojājumu iespējamību.
Darbības princips
Visērtāk ir izskaidrot galvaniskās izolācijas darbības principu, izmantojot transformatora piemēru, kurā sekundārais tinums nav elektriski savienots ar primāro.
Visbiežāk rodas grūtības saprast elektrošoka riska samazināšanos, ja ieejas un izejas ķēdes ir neatkarīgas. Fakts ir tāds, ka, ja avārija (izolācijas sabrukšana un bīstama potenciāla sasniegšana gadījumā) notiek tieši piegādes līnijā, visa tīkla jauda iedarbojas uz personu, kurai tas pieskaras.
Atdalīšanas klātbūtnē strāvas stiprumu ierobežos ne tikai cilvēka ķermeņa pretestība, bet arī transformatora (vai cita šajā jaudā izmantotā elementa) jauda. Ja ierīces korpuss, kas savienots ar sekundāro ķēdi, ir iezemēts, ievainojumu risks tiks samazināts līdz minimumam.
Galvaniskās izolācijas veidi
Ir vairākas zināmas metodes, kā mākslīgi atdalīt barošanas un slodzes ķēdes.
Visbiežāk to izmanto:
- Induktīvā (vai transformatora) ķēde.
- Pusvadītāju elementu optoelektroniskie pāri.
Īstenojot pirmo metodi, tiek izmantota atdalīšanas vienība - transformators, kuram šajā gadījumā nav nepieciešams kodols. Tās pārraides koeficients parasti ir vienotība, tas ir, spriegums sekundārajā tinumā ir vienāds ar ieeju.
Šīs iespējas trūkumi ir šādi:
- dizaina apjomīgums;
- iespēja izmantot tikai maiņstrāvas ķēdēs;
- daļēja traucējumu saglabāšana no primārajām ķēdēm.
Ir iespējams atbrīvoties no šiem trūkumiem, jo tiek izmantots īpašs atdalīšanas veids, ko sauc par optoelektroniku.
Optoelektroniskie pāri
Galvenie šādas atvienošanas elementi ir optroni, kas tiek realizēti ķēdēs, kuru pamatā ir diodes, tiristori, kā arī tranzistori un citi elektroniski komponenti, kas ir jutīgi pret gaismu. Montāžas primārā elementa funkciju veic izstarojošais gaismas diods, un barotne, kas pārraida noderīgo impulsu, ir gaismu vadošs lauks, kas izveidots optoelektroniskā pāra iekšpusē.
Šajās ierīcēs gaismas plūsmas elektriskā neitralitāte ļauj organizēt efektīvu ieejas un izejas ķēžu atsaistīšana, kā arī dažādu mezglu koordinācijas nodrošināšana pretestības. Priekšrocības ietver ierīces kompaktumu un ievērojamu trokšņa līmeņa samazinājumu izejā.