Kas ir galvaniskā izolācija

Galvaniskā izolācija vai galvaniskā izolācija ir vispārīgs attiecīgās elektriskās ķēdes elektriskās (galvaniskās) izolācijas princips attiecībā pret citām elektriskām ķēdēm. Pateicoties galvaniskajai izolācijai, ir iespējams pārraidīt enerģiju vai signālu no vienas elektriskās ķēdes uz citu elektrisko ķēdi bez tieša elektriskā kontakta starp tām.

Galvaniskā izolācija jo īpaši ļauj garantēt signāla ķēdes neatkarību, jo mērījumu laikā un atgriezeniskajā saitē tiek veidota neatkarīga signāla ķēdes strāvas cilpa attiecībā pret citu ķēžu, piemēram, strāvas ķēdes, strāvām. ķēdēm. Šis risinājums ir noderīgs elektromagnētiskās saderības nodrošināšanai: tas palielina trokšņu noturību un mērījumu precizitāti. Ierīču ievades un izejas galvaniskā izolācija bieži vien uzlabo to saderību ar citām ierīcēm skarbā elektromagnētiskā vidē.

Protams, galvaniskā izolācija nodrošina arī drošību, kad cilvēki strādā ar elektroiekārtām.Šis ir viens pasākums, un konkrētas ķēdes izolēšana vienmēr jāapsver kopā ar citiem elektriskās drošības pasākumiem, piemēram, aizsargājošu zemējumu un sprieguma un strāvas ierobežošanas ķēdēm.

Galvaniskās izolācijas nodrošināšanai var izmantot dažādus tehniskos risinājumus:

• induktīvā (transformatora) galvaniskā izolācija, ko izmanto transformatori un izolēt digitālās shēmas;

• optiskā izolācija, izmantojot optronu (optronu) vai opto-releju, kura izmantošana ir raksturīga daudziem mūsdienu impulsu barošanas avotiem;

• kapacitatīvā galvaniskā izolācija, kad signāls tiek padots caur ļoti mazu kondensatoru;

• elektromehāniskā atdalīšana, piemēram, elektromehāniskais relejs. 

Pašlaik ir ļoti plaši izplatītas divas galvaniskās izolācijas iespējas ķēdēs: transformators un optoelektroniskā.

Transformatora tipa galvaniskās izolācijas konstrukcija ietver magnētiskās indukcijas elementa (transformatora) izmantošanu ar serdi vai bez tā, izejas spriegums tiek ņemts no sekundārā tinuma, kas ir proporcionāls ierīces ieejas spriegumam. Tomēr, piemērojot šo metodi, ir svarīgi ņemt vērā šādus trūkumus:

• izejas signālu var ietekmēt nesēja signāla traucējumi;

• Izolācijas frekvences modulācija ierobežo joslas platumu;

• Lieli izmēri.

Pusvadītāju tehnoloģiju attīstība pēdējos gados ir paplašinājusi iespējas konstruēt optoelektroniskas ierīces, kas paredzētas izolēšanai uz optopārvadiem.

Optrona darbības princips ir vienkāršs: gaismas diode izstaro gaismu, ko uztver fototranzistors.Tādā veidā tiek veikta ķēžu galvaniskā izolācija, no kurām viena ir savienota ar LED, bet otra - ar fototranzistoru.

Šim risinājumam ir vairākas priekšrocības: plašs atsaistes spriegumu diapazons, līdz 500 voltiem, kas ir svarīgi datu ievades sistēmu izbūvei, iespēja strādāt ar atsaistes signāliem līdz pat desmitiem megahercu, mazi komponentu izmēri.

Bez galvaniskās izolācijas maksimālā strāva, kas plūst starp ķēdēm, ir ierobežota tikai ar salīdzinoši nelielām elektriskām pretestībām, kas var izraisīt izlīdzināšanas strāvas, kas var sabojāt gan ķēdes sastāvdaļas, gan cilvēkus, kas pieskaras neaizsargātām iekārtām. Atdalīšanas ierīce īpaši ierobežo enerģijas pārnešanu no vienas ķēdes uz otru.