Зачем нужна гальваническая развязка: Развязка гальваническая — что это такое? — Главная

Содержание

Гальваническая развязка. Виды и работа. Особенности

Принцип изоляции электрической цепи от других цепей в одном устройстве называется гальваническая развязка или изоляция. С помощью такой изоляции осуществляется передача сигнала или энергии от одной электрической цепи к другой, без прямого контакта между цепями.

Гальваническая развязка дает возможность обеспечения независимости цепи сигналов, так как образуется независимый токовый контур сигнальной цепи от других контуров, в цепях обратной связи и при измерениях. Для электромагнитной совместимости гальваническая развязка является оптимальным решением, так как увеличивается точность измерений, повышается защита от помех.

Чтобы понять как работает гальваническая развязка, рассмотрим, как это реализуется в конструкции трансформатора.

Первичная обмотка электрически изолирована от вторичной обмотки. Между ними нет контакта, и не возникает никакого тока, если, конечно, не считать аварийный режим с пробоем изоляции или виткового замыкания. Однако разность потенциалов в катушках может быть значительной.

В результате, если даже вторичная обмотка будет связана электрически с корпусом устройства, а значит и с землей, то все равно на корпусе не возникнет паразитных токов, которые были бы опасны для работников и оборудования.

Виды

Такая изоляция электрических цепей обеспечивается различными методами с применением всевозможных электронных элементов и деталей. Например, трансформаторы, конденсаторы и оптроны способны осуществлять передачу электрических сигналов без непосредственного контакта. Участки цепи взаимодействуют через световой поток, магнитное или электростатическое поле. Рассмотрим основные виды гальванической изоляции.

Индуктивная развязка

Для построения трансформаторной (индуктивной) развязки необходимо применить магнитоиндукционный элемент, который называется трансформатором. Он может быть как с сердечником, так и без него.

При развязке трансформаторного вида применяют трансформаторы с коэффициентом трансформации, равным единице. Первичная катушка трансформатора соединяется с источником сигнала, вторичная – с приемником. Для развязки цепей по такой схеме можно применять магнитомодуляционные устройства на основе трансформаторов.

При этом напряжение на выходе, которое имеется на вторичной обмотке трансформатора, будет напрямую зависеть от напряжения на входе устройства. При таком методе индуктивной развязки существует ряд серьезных недостатков:

Значительные габаритные размеры, не позволяющие изготовить компактное устройство.
Частотная модуляция гальванической развязки ограничивает частоту пропускания.
На качество выходного сигнала влияют помехи несущего входного сигнала.
Действие трансформаторной развязки возможно только при переменном напряжении.

Оптоэлектронная развязка

Развитие электронных и информационных технологий полупроводниковых элементов в настоящее время повышает возможности проектирования развязки с помощью оптоэлектронных узлов. Основу таких узлов развязки составляют оптроны (оптопары), которые выполнены на основе тиристоров, диодов, транзисторов и других компонентов, чувствительных к свету.

В оптоэлектронной развязке приемник не оказывает влияние на источник сигнала, поэтому есть возможность модулирования сигналов широкого диапазона частот. Важным преимуществом оптических пар является их компактность, которая позволяет их применение в микроэлектронике.

Принцип действия оптрона довольно простой. От светодиода выходит световой поток и направляется на фототранзистор, который воспринимает его и осуществляет дальнейшую работу в соответствии с этим световым сигналом.

Более подробно работа оптопары выглядит следующим образом. Входной сигнал поступает на светодиод, который излучает свет по световоду. Далее световой поток воспринимается фототранзистором, на выходе которого создается перепад или импульс электрического тока выхода. В результате выполняется гальваническая развязка цепей, которые связаны с одной стороны со светодиодом, а с другой – с фототранзистором.

Диодная оптопара

В этой паре источником светового потока является светодиод. Такая пара может применяться вместо ключа и работать с сигналами частотой в несколько десятков МГц.

При необходимости передачи сигнала источник подает на светодиод питание, в результате чего излучается свет, попадающий на фотодиод. Под действием света фотодиод открывается и пропускает через себя ток.

Приемник воспринимает появление тока как рабочий сигнал. Недостатком диодных оптопар является невозможность управления повышенными токами без вспомогательных элементов. Также к недостаткам можно отнести их малый КПД.

Транзисторная оптопара

Такие оптические пары имеют повышенную чувствительность, в отличие от диодных, а значит, являются более экономичными. Но их скорость реакции и наибольшая частота соединения оказывается меньше. Транзисторные оптические пары обладают незначительным сопротивлением в открытом виде, и большим в закрытом состоянии.

Управляющие токи для транзисторной пары выше выходного тока диодной пары. Транзисторные оптроны можно применять разными способами:

Без вывода базы.
С выводом базы.

Без вывода базы коллекторный ток будет напрямую зависеть от тока светодиода, но транзистор будет иметь длительное время отклика, так как цепь базы всегда открыта.

Такая гальваническая развязка обладает некоторыми преимуществами:

Широкий интервал напряжений развязки (до 0,5 кВ). Это играет большую роль в проектировании систем ввода информации.
Гальваническая развязка может функционировать с высокой частотой, достигающей нескольких десятков МГц.
Компоненты схемы такой развязки имеют незначительные габаритные размеры.

При отсутствии гальванической изоляции наибольший ток, который проходит между цепями, может ограничиться только малыми электрическими сопротивлениями. В результате это приводит к возникновению выравнивающих токов, которые причиняют вред элементам электрической цепи и работника, которые случайно прикасаются к незащищенному электрооборудованию.

Зачем нужна гальваническая развязка

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Гальваническая развязка от сети V из старого бесперебойника. Практика Блоки питания.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

ДМС ЮЕЗП ОХЦОБ ЗБМШЧБОЙЮЕУЛБС ТБЪЧСЪЛБ?

Зачем нужна гальваническая развязка?

Гальваническая развязка

Гальваническая развязка от сети

Использование термина

гальваническая развязка на линии RS-485

Светлый угол — светодиоды

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ✅ Самодельный ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ с ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ развязкой ⚡

ДМС ЮЕЗП ОХЦОБ ЗБМШЧБОЙЮЕУЛБС ТБЪЧСЪЛБ?

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Принцип изоляции электрической цепи от других цепей в одном устройстве называется гальваническая развязка или изоляция.

С помощью такой изоляции осуществляется передача сигнала или энергии от одной электрической цепи к другой, без прямого контакта между цепями. Гальваническая развязка дает возможность обеспечения независимости цепи сигналов, так как образуется независимый токовый контур сигнальной цепи от других контуров, в цепях обратной связи и при измерениях.

Для электромагнитной совместимости гальваническая развязка является оптимальным решением, так как увеличивается точность измерений, повышается защита от помех. Чтобы понять принцип работы гальванической развязки, рассмотрим, как это реализуется в конструкции трансформатора. Первичная обмотка электрически изолирована от вторичной обмотки.

Между ними нет контакта, и не возникает никакого тока, если, конечно, не считать аварийный режим с пробоем изоляции или виткового замыкания. Однако разность потенциалов в катушках может быть значительной. В результате, если даже вторичная обмотка будет связана электрически с корпусом устройства, а значит и с землей, то все равно на корпусе не возникнет паразитных токов, которые были бы опасны для работников и оборудования.

Участки цепи взаимодействуют через световой поток, магнитное или электростатическое поле. Рассмотрим основные виды гальванической изоляции.

Для построения трансформаторной индуктивной развязки необходимо применить магнитоиндукционный элемент, который называется трансформатором. Он может быть как с сердечником, так и без него. При развязке трансформаторного вида применяют трансформаторы с коэффициентом трансформации, равным единице.

Первичная катушка трансформатора соединяется с источником сигнала, вторичная — с приемником. Для развязки цепей по такой схеме можно применять магнитомодуляционные устройства на основе трансформаторов. Развитие электронных и информационных технологий полупроводниковых элементов в настоящее время повышает возможности проектирования развязки с помощью оптоэлектронных узлов. Основу таких узлов развязки составляют оптроны оптопары , которые выполнены на основе тиристоров , диодов , транзисторов и других компонентов, чувствительных к свету.

В оптической части схемы, которая связывает приемник и источник данных, носителем сигнала выступают фотоны. Нейтральность фотонов дает возможность выполнить электрическую развязку выходной и входной цепи, а также согласовать цепи с различными сопротивлениями на выходе и входе. В оптоэлектронной развязке приемник не оказывает влияние на источник сигнала, поэтому есть возможность модулирования сигналов широкого диапазона частот. Важным преимуществом оптических пар является их компактность, которая позволяет их применение в микроэлектронике.

Оптическая пара состоит из излучателя света, среды, проводящей световой поток, и приемника света, который преобразует его в сигнал электрического тока. Сопротивление выхода и входа в оптроне очень велико, и может достигать нескольких миллионов Ом. Принцип действия оптрона довольно простой. От светодиода выходит световой поток и направляется на фототранзистор , который воспринимает его и осуществляет дальнейшую работу в соответствии с этим световым сигналом.

Более подробно работа оптопары выглядит следующим образом. Входной сигнал поступает на светодиод, который излучает свет по световоду.

Далее световой поток воспринимается фототранзистором, на выходе которого создается перепад или импульс электрического тока выхода. В результате выполняется гальваническая развязка цепей, которые связаны с одной стороны со светодиодом, а с другой — с фототранзистором.

В этой паре источником светового потока является светодиод. Такая пара может применяться вместо ключа и работать с сигналами частотой в несколько десятков МГц. При необходимости передачи сигнала источник подает на светодиод питание, в результате чего излучается свет, попадающий на фотодиод.

Под действием света фотодиод открывается и пропускает через себя ток. Приемник воспринимает появление тока как рабочий сигнал. Недостатком диодных оптопар является невозможность управления повышенными токами без вспомогательных элементов.

Также к недостаткам можно отнести их малый КПД. Такие оптические пары имеют повышенную чувствительность, в отличие от диодных, а значит, являются более экономичными. Но их скорость реакции и наибольшая частота соединения оказывается меньше. Транзисторные оптические пары обладают незначительным сопротивлением в открытом виде, и большим в закрытом состоянии.

В случае с выводом базы есть возможность увеличить скорость реакции подключением вспомогательного сопротивления между эмиттером и базой транзистора. Тогда возникает эффект, при котором транзистор не переходит в состояние проводимости до тех пор, пока диодный ток не достигнет значения, необходимого для падения напряжения на резисторе. При отсутствии гальванической изоляции наибольший ток, который проходит между цепями, может ограничиться только малыми электрическими сопротивлениями. В результате это приводит к возникновению выравнивающих токов, которые причиняют вред элементам электрической цепи и работника, которые случайно прикасаются к незащищенному электрооборудованию.

Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник. Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Принцип действия.

Зачем нужна гальваническая развязка?

Сегодня мы рассмотрим довольно простую и в то же время нужную конструкцию — релейный модуль с гальванической развязкой. Эти модули обычно применяются для управления мощными нагрузками с помощью различных контроллеров например, всяких Arduino, Freeduino и тому подобных. Почему вообще такие модули популярны? Во-первых, выходы современных контроллеров, как правило, очень маломощные и не могут напрямую коммутировать обмотки реле. Во-вторых, блоки питания контроллерных модулей редко имеют достаточный запас по мощности, чтобы запитать ещё и десяток-другой каких-нибудь релюх. Это просто нерационально, учитывая, что заранее неизвестно сколько именно релюх конечный потребитель захочет на ноги контроллера повесить. В-третьих, развязка цепей контроллера и цепей питания реле даёт возможность использовать релюхи с напряжением, отличным от напряжения питания контроллера.

ISFE модуль гальванической развязки разработан компанией Siglent. Обеспечивает безопасность измерения сигналов с разными потенциалами.

Гальваническая развязка

Есть в электронике такое понятие как гальваническая развязка. Её классическое определение — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта. Если вы новичок, то эта формулировка покажется очень общей и даже загадочной. Если же вы имеете инженерный опыт или просто хорошо помните физику, то скорее всего уже подумали про трансформаторы и оптроны. Существует три основные задачи, которые решаются развязкой цифрового сигнала. Первой приходит в голову защита от высоких напряжений. Действительно, обеспечение гальванической развязки — это требование, которое предъявляет техника безопасности к большинству электроприборов.

Гальваническая развязка от сети

Вообще говоря, развязки кое-где нет. Например, в серии приборов 40xx 41xx 70xx — нет развязки 24 вольт и начинки модулей от Однако там у всех приборов одно питание или хотя бы общая земля должна быть. А так, думаю, есть приборы без развязки начинки от линии связи, только тогда там нужна развязка питания от начинки и собственно от датчика.

By Eugene , July 18, in Начинающим. Купил себе осциллограф цифровой, и стоит такой немного глупый вопрос, можно ли землю щупа цеплять в любую часть схемы, которая либо подключена к батарейке, либо к сети через трансформатор как на картинке.

Использование термина

Гальванические развязки используются для передачи сигналов с целью снижения помех, для бесконтактного управления и для защиты оборудования от повреждения и людей от поражения электрическим током. Исторически первый вид развязок. Используется до сих пор как для передачи мощности, так и для передачи информационного сигнала. Через силовые трансформаторы возможна передача очень большой мощности, вплоть до сотен МВт. Для передачи информации обычно используют миниатюрные импульсные и высокочастотные трансформаторы.

гальваническая развязка на линии RS-485

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Гальваническая развязка.

Релейный модуль с гальванической развязкой. Зачем нужен диод, думаю никому объяснять не нужно, но всё же. Дело в том, что ток.

Светлый угол — светодиоды

Гальванической развязкой или гальванической изоляцией называется общий принцип электрической гальванической изоляции рассматриваемой электрической цепи по отношению к другим электрическим цепям. Благодаря гальванической развязке осуществима передача энергии или сигнала от одной электрической цепи к другой электрической цепи без непосредственного электрического контакта между ними. Гальваническая развязка позволяет обеспечить, в частности, независимость сигнальной цепи, поскольку формируется независимый контур тока сигнальной цепи относительно контуров токов других цепей, например силовой цепи, при проведении измерений и в цепях обратной связи. Такое решение полезно для обеспечения электромагнитной совместимости: повышается помехозащищенность и точность измерений.

Чипгуру Пропустить. Гальваническая развязка цифровых осциллографов. Вложения 20 Пред. Сообщений: 68 Страница 1 из 7.

Гальванические развязки встречаются во многих электронных устройствах из самых разных областей техники.

В общем суть: Едем в авто, телефон висит как навигатор да не важно какой девайс вобщем то а также одновременно по ауксу играет музыку или плеер не важно и появляется желание зарядит тутже этот аппарат. Даже само наличие высокого напряжения в авто меня смущает а уж про размеры конструкции молчу Можно ли еще что то сделать? Надо будет что-то с общим проводом делать. Так как общий провод от розетки и общий провод магнитолы имеют разность потенциала и гуляющие помехи. Импульсники будут вносить свои помехи. Вариант с трансформатором звуковых частот можно тоже проработать. Или выводить 5 вольт непосредственно из магнитолы.

Поначитался ужосов в теме про электробезопасность, возникла мысль — на входе в частный дом поставить трансформатор с коэф. В результате отпадают все головняки с отгоранием нуля, заземлением всех соседей через моё ЗУ и прочие прелести. Ну а дальше ужо можно делать все как надо — не оглядываясь на состояние внешней сети. Anat78 написал :.

Что такое гальваническая развязка? | Видео TI.com

Учебный дом TI
Введение в изоляцию
Что такое гальваническая развязка?

Введение в изоляцию

Электронная почта

[ИГРАЕТ МУЗЫКА] Здравствуйте и добро пожаловать в TI Precision Labs. Видеопрограмма TI Precision Labs — это всеобъемлющая онлайн-программа для инженеров. В этом видео рассматриваются основные вопросы, которые могут возникнуть у вас по поводу гальванической развязки. Другие видео и темы можно найти на странице ti.com/precisionlabs. Эта тема Precision Lab ответит на следующие вопросы: что такое гальваническая развязка? Когда нужна гальваническая развязка? Какие существуют методы изоляции? Что такое технологии изоляции? И как узнать, нуждается ли моя система в изоляции? Что такое гальваническая развязка? Когда два устройства или цепи обмениваются данными, сигналы постоянного и переменного тока обычно протекают свободно. В системах низкого напряжения это безопасный способ работы двух частей системы. Но когда высокое напряжение входит в одну или несколько частей системы, свободно протекающий постоянный ток и некоторые сигналы переменного тока могут быть опасны. Присутствие высокого напряжения может привести к значительной разности потенциалов, что может привести к протеканию вредных постоянных или нежелательных переменных токов к другим частям системы.

Это может привести к ошибкам или создать опасные условия работы. В этих условиях необходима гальваническая развязка. Гальваническая развязка — это средство предотвращения постоянного и нежелательного переменного тока между двумя частями системы, при этом обеспечивая передачу сигналов и мощности между этими двумя частями. Изоляторы — это электронные устройства и полупроводниковые ИС, которые используются для изоляции. Когда необходима изоляция? Изоляция требуется в современных электрических системах по целому ряду причин. Некоторые примеры включают предотвращение поражения человека электрическим током, защиту дорогих процессоров, переменного тока или ПЛИС от риска повреждения в системе высокого напряжения, а также разрыв контура заземления и сетей связи, таких как приводы двигателей или системы преобразователей мощности. Давайте рассмотрим три основные причины, по которым между цепями используется гальваническая развязка. Во-первых, для безопасности используется гальваническая развязка.

Изоляция предотвращает протекание тока от элементов с высоким потенциалом напряжения к земле через тело человека. Среды, в которых присутствуют люди-операторы, а оборудование работает под высоким напряжением или подвергается воздействию высокого напряжения, включая риск потенциального удара молнии, требуют гальванической защиты. С помощью гальванически развязанных цепей операторы и другие схемы защищены от потенциально смертельного или повреждающего тока. Вторая причина, по которой используется гальваническая развязка, заключается в устранении разностей потенциалов земли, также называемых контурами заземления, которые могут вызывать неточности или сбои между взаимодействующими подсистемами. Контуры заземления возникают, когда возникает непреднамеренное физическое соединение в схеме заземления системы. Это формирует несколько путей заземления между цепями. В этом примере интерфейс RS485 используется для связи с микропроцессором или MCU. Хотя интерфейс RS485 предназначен для обработки определенного диапазона отрицательных напряжений от 7 до 12 вольт относительно известного заземления, реальность такова, что потенциалы заземления между двумя цепями могут различаться.

Это изменение потенциала земли от одной цепи к другой создает разность напряжений, которая на большой длине кабеля может вызвать протекание тока. Когда ток протекает через контур заземления, могут возникать значительные перепады напряжения, вызывающие ошибку передачи данных. Наземные линии также могут обеспечивать пути, которые могут действовать как антенны, вызывая помехи из-за окружающего шума. Наиболее распространенным примером шума окружающей среды является шум 50/60 Гц, который может улавливать и индуцировать нежелательные токи в заземлении системы. Цифровые изоляторы используются для разрыва контура заземления, тем самым предотвращая появление шума и поддерживая целостность связи. Третья причина, по которой наиболее часто используется гальваническая развязка, заключается в повышении помехозащищенности схемы. Хотя во многих случаях влияние контуров заземления можно отнести к категории источников шума, основным источником шумовых помех являются переходные процессы в системе. Например, когда возникают переходные процессы при переключении управления двигателем, на пути прохождения сигнала может возникнуть переходное напряжение с высокой скоростью нарастания.

Это часто создает переходные процессы синфазного напряжения, для которых требуется изолятор с высокой устойчивостью к синфазным переходным процессам или CMTI. Эта помехоустойчивость используется для поддержания целостности сигнала. CMTI указывается в техпаспорте производителя, и чем выше спецификация CMTI, тем выше помехозащищенность устройства. Для изоляции цепей существует два метода изоляции: аналоговый или цифровой. Существует несколько вариантов топологии для изоляции аналогового или цифрового входа. И выбор правильного решения определяется приоритетами проектирования системы. Аналоговая изоляция изолирует аналоговый сигнал перед аналого-цифровым преобразователем или входом АЦП, который затем оцифровывает сигнал. Изолированные усилители или изолированные АЦП чаще всего используются для изоляции аналоговых сигналов, как правило, от запирающего резистора или входа датчика. Поскольку изолирующий барьер находится перед АЦП, важно отметить, что любая ошибка во входном сигнале, возникающая из-за усилителей входного усиления, также будет оцифрована АЦП.

Это необходимо учитывать при определении точности, необходимой для достижения целевого проектного разрешения. Погрешности усиления усилителя можно избежать с помощью аналоговой изоляции, выбрав изолированный преобразователь данных, такой как изолированный дельта-сигма модулятор, который напрямую дискретизирует аналоговые входные сигналы. Эти решения обеспечивают изолированные входы с высоким разрешением за счет оптимизации для прямого подключения к шунтирующим резисторам или другим источникам сигналов с низким уровнем напряжения. Вы можете узнать больше об изолированных усилителях и преобразователях данных в разделе «Изолированные усилители и модуляторы» серии прецизионных лабораторий. Цифровая изоляция — это метод изоляции цифровых входных сигналов. Изолятор передает цифровую связь через изолирующий барьер вслед за АЦП между микропроцессорами и ПЛИС, а затем на полевые транзисторы и драйверы затворов. В настоящее время для аналоговой и цифровой изоляции сигналов используются три основные технологии: оптическая, индуктивная и емкостная.

В каждой технологии используется разный изоляционный материал с разной диэлектрической прочностью. Диэлектрическая прочность — это измерение, используемое для описания максимального приложенного электрического поля, которое материал может выдержать, не подвергаясь электрическому пробою и не становясь электропроводным. Измеряется в среднеквадратичных вольтах на микрометр. Чем выше значение диэлектрической прочности, тем надежнее изолятор. Здесь показан оптический изолятор или оптопара, который состоит из входного светодиода, приемного фотодетектора и выходного драйвера. Схема драйвера и схемы светодиодов обычно строятся с использованием технологии Complementary Metal Oxide Semiconductor или технологии CMOS. Изолирующий барьер оптопары обычно изготавливается с использованием воздуха, эпоксидной смолы или компаунда. Как для входа, так и для выхода оптопары требуется отдельный источник напряжения, подключенный через выводы анода и коллектора, а также отдельные заземления, обычно подключаемые через вывод катода или эмиттера, чтобы обеспечить изоляцию сигнала между входом и выходом.

Связь внутри оптопары происходит, когда она применяет логику CMOS и генерирует входной ток, который затем создает пропорциональный выход светодиода для передачи через барьер формовочного компаунда, а затем на приемный фотодетектор и выход. Поскольку оптическая изоляция зависит от передачи света, скорость передачи данных оптопары обычно менее эффективна, чем у ее емкостных или индуктивных аналогов. В первую очередь это связано с тем, что скорость передачи ограничена скоростью переключения светодиодов. Как и в случае со всеми светодиодами, использование светодиодов со временем способствует ослаблению сигнала, что ограничивает долгосрочную функциональность связи. Коэффициент передачи тока, или параметр CTR, описывает поведение выходного тока по отношению к входному току во времени. Для систем, требующих длительного срока службы, необходимо либо откалибровать систему с учетом CTR, либо перепроектировать систему, чтобы обеспечить достаточную интенсивность света для требуемого срока службы. Индуктивные изоляторы основаны на трансформаторной технологии с использованием изоляционного материала, называемого полиимидом.

Логические входы используются для создания электромагнитного поля и передачи пропорциональных сигналов энергии через барьер с индуктивным трансформатором. Емкостная изоляция основана на передаче энергии через диоксид кремния или КМОП-барьер через высокочастотный носитель. Цифровой входной сигнал подается и модулируется, а затем передается через изолирующий барьер. Затем производится пропорциональный выходной сигнал уровню измеренного сигнала на входе. Поскольку емкостные изоляторы разработаны с использованием материала с самой высокой диэлектрической прочностью для изоляции, они обеспечивают высокую скорость передачи данных, низкие тепловые профили и длительный срок службы. Чтобы узнать больше о технологиях и архитектурах цифровой изоляции, посмотрите видеоролик «Что такое цифровой изолятор?» Требования к изоляции на уровне компонентов чаще всего определяются номинальным высоким напряжением самой системы, и важно отметить, что хотя стандарты изоляции компонентов и стандарты на уровне системы дополняют друг друга, они не совпадают.

Стандарты на уровне компонентов относятся к устройству и его уровню сертификации изоляции, в то время как стандарты на уровне системы определяются отраслевыми органами по стандартизации с руководящими принципами, которые включают экологические, региональные и международные нормы, а также конкретные требования к конечному оборудованию. Чтобы определить, какой уровень изоляции компонентов требуется для вашей системы, начните с требований сертификации на уровне системы, которые определяют необходимые рейтинги на уровне компонентов. Сертификаты и рейтинги на уровне компонентов доступны на веб-сайтах поставщиков. На этом мы завершаем знакомство прецизионной лаборатории с гальванической развязкой. Мы обсудили определение гальванической развязки, когда необходима гальваническая развязка, методы и виды гальванической развязки, а также краткое введение в стандарты и уровни сертификации для гальванической развязки. Спасибо за ваше время. Вы можете просмотреть эту и другие темы по изоляции на сайте www.

ti.com/isolation. Пожалуйста, продолжайте смотреть, чтобы пройти викторину по гальванической развязке. Вопрос номер 1. Верно или неверно. Гальваническая развязка предотвращает передачу сигналов между двумя цепями. ЛОЖЬ. Гальваническая развязка используется для обеспечения прохождения сигналов, но для предотвращения появления постоянных токов и нежелательных паразитных токов переменного тока. Вопрос 2. Какова основная причина использования гальванической развязки в системе? Безопасность и защита от высокого напряжения. Вопрос 3. Как можно использовать изоляцию для систем с большой разностью потенциалов, чтобы свести к минимуму нежелательный ток, протекающий через систему? Изоляторы можно использовать для разрыва контуров заземления, которые являются источником нежелательных шумов и протекания тока. На этом завершается раздел «Что такое гальваническая развязка?» Викторина Precision Labs. Вы можете просмотреть другие темы на странице ti.com/precisionlabs.

Описание

28 ноября 2017 г.

В этом видеоролике вы познакомитесь с основами гальванической развязки. Мы обсудим, что такое гальваническая развязка, почему она используется, и кратко расскажем о том, как достигается изоляция с помощью цифровых, индуктивных и оптических технологий, ответив на следующие вопросы:

Что такое гальваническая развязка?
Когда необходима гальваническая развязка?
Какие существуют методы изоляции?
Что такое технологии изоляции?
Как узнать, нуждается ли моя система в гальванической развязке?

Дополнительная информация

Почему гальваническая изоляция

Можно ли защитить промышленный процесс на уровне сбора полевых данных? Да, если используются методы гальванической развязки.

С гальванической развязкой можно исключить основные виды помех и риск нарушения электрической цепи при приеме сигнала от датчика блоком управления, как во взрывоопасных, так и в невзрывоопасных зонах. Гальваническая развязка (названная в честь итальянского физика Луиджи Гальвани) является одним из наиболее важных методов формирования сигнала, экономичным и простым в реализации. Это метод, направленный на решение проблем реализации общего интерфейса между датчиками и блоками управления, когда выходные сигналы от датчиков различаются по своей природе (например, ток, напряжение, сопротивление и т. д.), уровню или типу (например, постоянного, переменного или импульсного тока). В частности, гальваническая развязка позволяет сигналу проходить от источника к измерительному устройству через трансформаторы, оптоизоляторы или конденсаторы.

Гальваническая развязка также позволяет изолировать цепь низкого напряжения от электрической сети (в том числе между двумя или более цепями, в которых нет прямого пути проводимости) и изолировать питание от блока управления, тем самым предотвращая пики высокого напряжения. напряжение и синфазное высокое напряжение, которые могут разрушить электронные схемы, тем самым защищая как пользователей, так и контрольно-измерительные устройства. Изоляторы позволяют устранить помехи, создаваемые общими точками цепей с разным потенциалом, изолируя измерение от обработки сигналов.

Гальваническая развязка и заземление

Гальваническая развязка также необходима для устранения контуров заземления, вызванных общим заземлением. В измерительной цепи приборов одно заземление обычно не вызывает никаких проблем, но все становится сложнее, когда имеется несколько заземлений.

Каждая петля привязана к разным потенциалам. Эта разность потенциалов создает токи между точками заземления, которые добавляются к сигналам. Использование гальванического разъединителя устраняет подобные помехи, развязывает измерительные цепи и поддерживает целостность устройства и системы. Следует отметить, что под общими «землями» мы понимаем опорные узлы, в которых измеряются напряжения других узлов цепи.

В установках эти узлы обычно заземляют по соображениям безопасности и для того, чтобы не допускать колебаний напряжения, т. е. привязки напряжения к земле. Без заземления потенциал узла может достигать опасно высоких значений (например, сотен вольт). В системе сбора данных, относящейся к промышленному процессу, нормально найти заземление поля (на датчиках и исполнительных механизмах) и заземление на цепях сбора данных.

Оба этих узла заземлены локально, но земля не является эквипотенциальной поверхностью, и соединения с землей могут быть частично общими при высоких уровнях посторонних токов. Таким образом, вы получаете соединение между узлами посредством заземляющих соединений, в то время как заземляющие узлы обычно имеют другой потенциал. Вот почему использование гальванической развязки является важной практикой безопасности, которая проста в реализации и обеспечивает высокий уровень возврата инвестиций.

Важно отметить, что гальванические разъединители, как правило, являются многофункциональными устройствами, которые, в дополнение к изоляции цепей датчика, также обеспечивают функции обработки сигнала, такие как (пассивное или активное) сглаживание, усиление, ослабление, согласование импеданса, нормализация измерения (в тока, напряжения, сопротивления или частоты), возбуждение с измерением термометром сопротивления, термопарой, термистором, экстензометром, акселерометром и т. д. Изоляторы могут располагаться в электрических шкафах управления, в датчиках, исполнительных механизмах и контроллерах, встроенных в платы аналого-цифрового преобразования. или полевых шин, а также в системах мультиплексирования.

Ассортимент продукции GMI

G.M. International имеет каталог десятков моделей гальванических изоляторов, соответствующих стандартам IEC 61508 и IEC 61511, как в искробезопасных (IS) версиях для приложений SIL2 (серии D1000 и D5000), так и в неискробезопасных версиях для приложений SIL3 (серия D6000). . Наши изоляторы D1000, D5000 и D6000 обеспечивают высокий уровень точности и воспроизводимости передачи сигнала. Они также разработаны с использованием усовершенствованной схемы, обеспечивающей низкий уровень рассеивания тепла, благодаря чему модули остаются холодными, несмотря на их высокую плотность и функциональность. Технология поверхностного монтажа (SMT) максимально увеличивает срок службы и надежность наших устройств.

Зачем нужна гальваническая развязка: Развязка гальваническая — что это такое?