Τι είναι η γαλβανική απομόνωση

Γαλβανική απομόνωση ή γαλβανική απομόνωση είναι η γενική αρχή της ηλεκτρικής (γαλβανικής) απομόνωσης του εν λόγω ηλεκτρικού κυκλώματος σε σχέση με άλλα ηλεκτρικά κυκλώματα. Χάρη στη γαλβανική μόνωση, είναι δυνατή η μετάδοση ενέργειας ή σήματος από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε άλλο ηλεκτρικό κύκλωμα χωρίς άμεση ηλεκτρική επαφή μεταξύ τους.

Η γαλβανική απομόνωση καθιστά δυνατή την εγγύηση, ειδικότερα, της ανεξαρτησίας του κυκλώματος σήματος, καθώς σχηματίζεται ένας ανεξάρτητος βρόχος ρεύματος του κυκλώματος σήματος σε σχέση με τα ρεύματα άλλων κυκλωμάτων, για παράδειγμα, του κυκλώματος ισχύος, κατά τις μετρήσεις και την ανάδραση κυκλώματα. Αυτή η λύση είναι χρήσιμη για τη διασφάλιση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας: αυξάνει την ατρωσία του θορύβου και την ακρίβεια μέτρησης. Η γαλβανική απομόνωση της εισόδου και της εξόδου των συσκευών συχνά βελτιώνει τη συμβατότητά τους με άλλες συσκευές σε σκληρά ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα.

Φυσικά, η γαλβανική μόνωση εξασφαλίζει επίσης ασφάλεια όταν οι άνθρωποι εργάζονται με ηλεκτρικό εξοπλισμό.Αυτό είναι ένα μέτρο και η απομόνωση ενός συγκεκριμένου κυκλώματος θα πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη σε συνδυασμό με άλλα μέτρα ηλεκτρικής ασφάλειας, όπως προστατευτική γείωση και κυκλώματα περιορισμού τάσης και ρεύματος.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνικές λύσεις για τη διασφάλιση της γαλβανικής απομόνωσης:

• επαγωγική (μετασχηματιστής) γαλβανική απομόνωση, η οποία χρησιμοποιείται σε μετασχηματιστές και για την απομόνωση ψηφιακών κυκλωμάτων.

• οπτική μόνωση με χρήση οπτικού συζεύκτη (optron) ή οπτο-ρελέ, η χρήση του οποίου είναι χαρακτηριστική για πολλά σύγχρονα παλμικά τροφοδοτικά.

• χωρητική γαλβανική απομόνωση όταν το σήμα τροφοδοτείται μέσω ενός πολύ μικρού πυκνωτή.

• ηλεκτρομηχανικός διαχωρισμός με, για παράδειγμα, ηλεκτρομηχανικό ρελέ. 

Επί του παρόντος, δύο επιλογές για γαλβανική απομόνωση σε κυκλώματα είναι πολύ διαδεδομένες: μετασχηματιστής και οπτοηλεκτρονικός.

Η κατασκευή γαλβανικής απομόνωσης τύπου μετασχηματιστή περιλαμβάνει τη χρήση ενός στοιχείου μαγνητικής επαγωγής (μετασχηματιστή) με ή χωρίς πυρήνα, η τάση εξόδου που λαμβάνεται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη, η οποία είναι ανάλογη με την τάση εισόδου της συσκευής. Ωστόσο, κατά την εφαρμογή αυτής της μεθόδου, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• το σήμα εξόδου μπορεί να επηρεαστεί από παρεμβολές από το σήμα φορέα.

• Η διαμόρφωση συχνότητας απομόνωσης περιορίζει το εύρος ζώνης.

• Μεγάλα μεγέθη.

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας ημιαγωγών τα τελευταία χρόνια έχει διευρύνει τις δυνατότητες κατασκευής οπτοηλεκτρονικών συσκευών για απομόνωση με βάση οπτικούς συζεύκτες.

Η αρχή λειτουργίας του οπτικού συζεύκτη είναι απλή: ένα LED εκπέμπει φως, το οποίο γίνεται αντιληπτό από ένα φωτοτρανζίστορ.Έτσι πραγματοποιείται η γαλβανική απομόνωση των κυκλωμάτων που το ένα συνδέεται με το LED και το άλλο με το φωτοτρανζίστορ.

Αυτή η λύση έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα: ένα ευρύ φάσμα τάσεων αποσύνδεσης, έως 500 volt, το οποίο είναι σημαντικό για την κατασκευή συστημάτων εισαγωγής δεδομένων, δυνατότητα εργασίας με σήματα αποσύνδεσης έως και δεκάδες megahertz, μικρά μεγέθη εξαρτημάτων.

Χωρίς γαλβανική μόνωση, το μέγιστο ρεύμα που ρέει μεταξύ των κυκλωμάτων περιορίζεται μόνο σε σχετικά μικρές ηλεκτρικές αντιστάσεις, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε ρεύματα εξισορρόπησης που μπορεί να βλάψουν τόσο τα εξαρτήματα του κυκλώματος όσο και τα άτομα που αγγίζουν μη προστατευμένο εξοπλισμό. Μια συσκευή αποσύνδεσης περιορίζει συγκεκριμένα τη μεταφορά ενέργειας από το ένα κύκλωμα στο άλλο.