Kaj je galvanska ločitev
Galvanska ločitev ali galvanska ločitev je splošno načelo električne (galvanske) ločitve zadevnega električnega tokokroga glede na druge električne tokokroge. Zahvaljujoč galvanski ločitvi je mogoče prenašati energijo ali signal iz enega električnega tokokroga v drugi električni tokokrog brez neposrednega električnega stika med njima.
Galvanska izolacija omogoča zlasti zagotavljanje neodvisnosti signalnega tokokroga, saj se med meritvami in povratnimi informacijami oblikuje neodvisna tokovna zanka signalnega tokokroga glede na tokove drugih tokokrogov, na primer močnostnega tokokroga. vezja. Ta rešitev je uporabna za zagotavljanje elektromagnetne združljivosti: poveča odpornost proti hrupu in natančnost meritev. Galvanska izolacija vhoda in izhoda naprav pogosto izboljša njihovo združljivost z drugimi napravami v težkih elektromagnetnih okoljih.
Seveda pa galvanska ločitev zagotavlja tudi varnost pri delu z električno opremo.To je en ukrep in izolacijo določenega tokokroga je treba vedno upoštevati v povezavi z drugimi električnimi varnostnimi ukrepi, kot so zaščitna ozemljitev ter tokokrogi za omejevanje napetosti in toka.
Za zagotovitev galvanske ločitve se lahko uporabijo različne tehnične rešitve:
-
induktivno (transformatorsko) galvansko ločitev, ki se uporablja v transformatorji in za izolacijo digitalnih vezij;
-
optična izolacija z uporabo optičnega spojnika (optrona) ali opto-releja, katerega uporaba je značilna za številne sodobne impulzne napajalnike;
-
kapacitivna galvanska izolacija, ko se signal napaja skozi zelo majhen kondenzator;
-
elektromehansko ločevanje z npr. elektromehanski rele.
Trenutno sta dve možnosti za galvansko izolacijo v tokokrogih zelo razširjeni: transformator in optoelektronski.
Konstrukcija galvanske izolacije tipa transformatorja vključuje uporabo elementa magnetne indukcije (transformatorja) z jedrom ali brez njega, pri čemer je izhodna napetost vzeta iz sekundarnega navitja, ki je sorazmerna z vhodno napetostjo naprave. Vendar pa je pri uporabi te metode pomembno upoštevati naslednje pomanjkljivosti:
-
na izhodni signal lahko vplivajo motnje nosilnega signala;
-
Izolacijska frekvenčna modulacija omejuje pasovno širino;
-
Velike velikosti.
Razvoj polprevodniške tehnologije v zadnjih letih je razširil možnosti za konstruiranje optoelektronskih naprav za izolacijo na osnovi optičnega sklopnika.
Načelo delovanja optičnega sklopnika je preprosto: LED oddaja svetlobo, ki jo zazna fototranzistor.Tako se izvede galvanska ločitev vezij, od katerih je ena povezana z LED, druga pa s fototranzistorjem.
Ta rešitev ima številne prednosti: širok razpon ločevalnih napetosti, do 500 voltov, kar je pomembno za gradnjo sistemov za vnos podatkov, možnost dela z ločevalnimi signali do deset megahercev, majhne velikosti komponent.
Brez galvanske izolacije je največji tok, ki teče med tokokrogi, omejen le na razmeroma majhne električne upore, kar lahko privede do izravnalnih tokov, ki lahko poškodujejo komponente vezja in osebe, ki se dotikajo nezaščitene opreme. Naprava za ločevanje posebej omejuje prenos energije iz enega tokokroga v drugega.