Введение
Изоляция секций электрических систем Гальваническая изоляция - это принцип изоляции функциональных секций электрических систем для предотвращения потока тока; прямой путь провода не допускается. Трансформаторы сцепляются магнитным потоком. Кроме автотрансформатора, первичная и вторичная обмотки трансформатора не электрически соединены друг с другом. Разница напряжения, которая может безопасно применяться между обмотками без риска поломки (изоляционное напряжение), определяется в киловальтах промышленным стандартом. То же самое относится к магнитным усилителям и преобразователям. В то время как трансформаторы обычно используются для повышения или снижения напряжения, изоляционные трансформаторы с соотношением 1:1 используются в основном в безопасных приложениях при сохранении напряжения. Если две электронные системы имеют общую основу, они не изолированы гальванически. Общая основа может не иметь нормальной и преднамеренной связи с функциональными полюсами, но может стать связанной. По этой причине изоляционные трансформаторы не снабжают GND/земной полюс.
Galvanic isolation is a principle of isolating functional sections of electrical systems to prevent current flow; no direct conduction path is permitted. Transformers couple by magnetic flux. Except for the autotransformer, the primary and secondary windings of a transformer are not electrically connected to each other. The voltage difference that may safely be applied between windings without risk of breakdown (the isolation voltage) is specified in kilovolts by an industry standard. The same applies to magnetic amplifiers and transductors. While transformers are usually used to step up or step down the voltages, isolation transformers with a 1:1 ratio are used mostly in safety applications while keeping the voltage the same. If two electronic systems have a common ground, they are not galvanically isolated. The common ground might not normally and intentionally have connection to functional poles, but might become connected. For this reason isolation transformers do not supply a GND/earth pole.
Оптоизолятор
Оптоизоляторы передают информацию, модулируя свет. Отправитель (источник света) и приемник (фоточувствительный прибор) не подключены электрически. Как правило, они удерживаются на месте в матрице из прозрачного, изолирующего пластика или в интегральной схеме. Оптическая изоляция, как правило, имеет очень ограниченную мощность, но может передавать сигналы данных с очень высокой скоростью. Обычно используется для обратной связи в коммутационном источнике питания, при этом фактическая мощность передается через высокочастотный трансформатор.
Конденсатор
Конденсаторы позволяют переменному току (AC) протекать, но блокируют постоянный ток (DC); они емкостным способом соединяют сигналы переменного тока между цепями, которые могут быть или не быть на разных напряжениях DC. Хотя изолированная мощность обычно производится с помощью трансформатора, она также может быть выполнена с помощью конденсаторов и H-мостового драйвера, когда ограничения по размеру и стоимости благоприятствуют конденсаторам. Если конденсаторы используются для изоляции от цепей питания, они могут иметь специальные номиналы, чтобы указать, что они не могут выйти из строя в случае короткого замыкания, возможно, подключая устройство к высокому напряжению или представляя опасность электрического удара. В идеале, когда требуется безопасность от ударов, вместо конденсаторов следует использовать другие средства изоляции или его значение следует правильно рассчитать в соответствии со стандартами безопасности, поскольку всегда есть текущий поток через конденсатор в зависимости от его значения, когда он подключен к любой схеме переменного тока в серийной конфигурации.
Эффект Холла
Датчики эффекта Холла позволяют индуктору передавать информацию через небольшой промежуток магнитно. В отличие от оптоизоляторов они не содержат источника света с конечным сроком службы, и в отличие от трансформаторного подхода они не требуют балансировки постоянного тока.
Магнитное сопротивление
Магнитосцепления используют гигантский магниторезистент (GMR) для сцепления от переменного тока к постоянному.
Реле
В реле управляющий сигнал приводит в действие катушку, которая производит магнитное поле, которое притягивает электрически изолированную арматуру с переключающимися контактами. Контакты переключения могут быть обычно закрытыми (открываются при включении катушки) или обычно открытыми (закрываются при включении катушки). Реле не передают мощность, как трансформатор, но относительно небольшая мощность катушки может управлять гораздо более высокой силовой цепью, что делает их своего рода усилителем. Они очень широко используются для приложений управления, где две стороны работают при разных напряжениях или иным образом требуют гальванической изоляции. Большие реле могут переключать очень высокие токи, но они ограничены по скорости и надежности своей механической природой. Одно из наиболее распространенных применений - EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment), где реле высокой мощности подает энергию на кабель питания только тогда, когда он надежно подключен к транспортному средству, и оба конца готовы к передаче энергии.
Приложения
Оптосцепления используются в системе для отсоединения функционального блока от другого, подключенного к электросети или другому высокому напряжению, для обеспечения безопасности и защиты оборудования. Например, силовые полупроводники, подключенные к напряжению линии, могут переключаться с помощью оптосоединителей, управляемых из цепей низкого напряжения, которые не нуждаются в изоляции для более высокого напряжения линии. Трансформаторы позволяют выходу устройства "плавать" относительно земли, чтобы избежать потенциальных заземлений. Трансформаторы изоляции питания повышают безопасность устройства, так что человек, касающийся живой части схемы, не будет иметь потока через них на землю. В розетках, предназначенных для питания электробритвы, может использоваться изоляционный трансформатор для предотвращения электрического удара, если бритва должна быть сброшена в воду, хотя выключатель сбоев на земле обеспечивает сопоставимую защиту для приборов малой и большой мощности.