Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Большой образовательный сайт для электриков. Мир электричества.
Электротехника, электроника и автоматика в простом и доступном изложении.

Искать в Школе для электрика:
 
 

 

Справочник электрика / Полезная информация

 

Что такое гальваническая развязка




Что такое гальваническая развязкаГальванической 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. Гальваническая изоляция входа и выхода устройств зачастую улучшает их совместимость с другими устройствами в тяжелой электромагнитной обстановке. 

Безусловно, гальваническая развязка обеспечивает и безопасность при работе людей с электрическим оборудованием. Это одна из мер, и изоляцию конкретной цепи необходимо всегда рассматривать в совокупности с другими мерами обеспечения электрической безопасности, такими как: защитное заземление и цепи ограничения напряжения и тока. 

Для обеспечения гальванической развязки могут быть использованы различные технические решения: 

  • индуктивная (трансформаторная) гальваническая развязка, которая применяется в трансформаторах и для изоляции цифровых цепей; 

  • оптическая развязка посредством оптрона (оптопара) или оптореле, применение которой является типичным для многих современных импульсных источников питания; 

  • емкостная гальваноразвязка, когда сигнал подается через конденсатор очень маленькой емкости; 

  • электромеханическая развязка посредством, например, электромеханического реле

Трансформаторная гальваническая развязка
Оптоэлектронная гальваническая развязка

В настоящее время очень широкое распространение получили два варианта гальванической развязки в схемах: трансформаторный и оптоэлектронный. 

Гальваническая развязка трансформаторного типа

Построение гальванической развязки трансформаторного типа предполагает применение магнитоиндукционного элемента (трансформатора) с сердечником или без сердечника, выходное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки которого пропорционально входному напряжению устройства. Однако, при реализации этого способа, важно учесть следующие его недостатки: 

  • на выходной сигнал могут влиять помехи, создаваемые несущим сигналом; 

  • частотная модуляция развязки ограничивает частоту пропускания; 

  • большие габариты. 

Оптоэлектронная гальваническая развязка

Развитие технологии полупроводниковых устройств в последние годы расширяет возможности построения оптоэлектронных узлов развязки, основанных на оптронах. 

Принцип работы оптрона прост: светодиод излучает свет, который воспринимается фототранзистором. Так осуществляется гальваническая развязка цепей, одна из которых связана со светодиодом, а другая - с фототранзистором. 

Такое решение имеет ряд достоинств: широкий диапазон напряжений развязки, вплоть до 500 вольт, что немаловажно для построения систем ввода данных, возможность работы развязки с сигналами частотой до десятков мегагерц, малые габариты компонентов. 

 Электронная схема

Если не применять гальваническую развязку, то максимальный ток, протекающий между цепями, ограничивается лишь относительно небольшими электрическими сопротивлениями, что может привести в результате к протеканию выравнивающих токов, способных причинить вред как компонентам цепи, так и людям, прикасающимся к незащищенному оборудованию. Обеспечивающий развязку прибор специально ограничивает передачу энергии от одной цепи к другой.