Elektroonikas ja elektrotehnikas leitakse üsna sageli ahelalahendust, mida nimetatakse galvaaniliseks isolatsiooniks. Sel põhjusel on oluline tutvustada kasutajat sellega, mis see on. Lisaks on huvitav mõista olemasolevaid "lahti" sõlmede sorte ja nende tegevuse põhimõtet.
Mis see on?
Galvaaniline isoleerimine on meetod elektri või teabe ülekandmiseks sisend- ja väljundahelate vahel, mille käigus vooluahela osad ei ole omavahel otseselt ühendatud. Vajadus selle järele tekib juhtudel, kui see on vajalik sekundaarsetes vooluringides töö ohutuse tagamiseks, säilitades samal ajal ülekantava võimsuse.
Lisaks moodustatakse tänu sellele tehnikale sekundaarses vooluringis iseseisev vooluring, mis võimaldab:
- vähendada osaliselt primaarahelas toimiva interferentsi mõju;
- mõõteahelate näitude võtmise täpsuse parandamiseks;
- parandada koormuse sobitamist.
Lõpuks vähendab lahtisidumine sekundaarsega ühendatud seadmete kahjustamise tõenäosust.
Toimimispõhimõte
Kõige mugavam on galvaanilise isolatsiooni tööpõhimõtet selgitada trafo näitel, kus sekundaarmähis pole primaariga elektriliselt ühendatud.
Kõige sagedamini tekib raskusi elektrilöögi riski vähenemise mõistmisel, kui sisend- ja väljundahelad on sõltumatud. Fakt on see, et kui õnnetus (isolatsiooni purunemine ja juhtumi ohtliku potentsiaali tabamine) juhtub otse toitetorustikus, siis mõjutab kogu võrgu võimsus seda puudutavat inimest.
Lahtisidumise olemasolul ei piira praegust tugevust mitte ainult inimkeha takistus, vaid ka trafo (või muu selles võimsuses kasutatava elemendi) võimsus. Kui sekundaarse vooluringiga ühendatud seadme korpus on maandatud, väheneb vigastuste oht miinimumini.
Galvaanilise isolatsiooni tüübid
Toiteallika ja koormusahelate kunstlikuks eraldamiseks on mitmeid meetodeid.
Kõige sagedamini kasutatakse selleks:
- Induktiivne (või trafo) vooluring.
- Pooljuhtelementide optoelektroonilised paarid.
Esimese meetodi rakendamisel kasutatakse eraldusüksust - trafot, mis sel juhul ei vaja südamikku. Selle ülekandetegur on tavaliselt ühtsus, see tähendab, et sekundaarmähise pinge võrdub sisendiga.
Selle võimaluse puudused hõlmavad järgmist:
- disaini mahukus;
- võimalus kasutada ainult vahelduvvooluahelates;
- primaarsete ahelate häirete osaline säilitamine.
Nendest puudustest on võimalik vabaneda tänu spetsiaalsele lahtisidumise tüübile, mida nimetatakse optoelektroonikaks.
Optoelektroonilised paarid
Sellise lahtisidumise põhielemendid on optronid, mis on rakendatud dioodidel, türistoritel, samuti transistoridel ja muudel valgustundlikel elektroonilistel komponentidel põhinevatesse vooluahelatesse. Seadme primaarelemendi funktsiooni täidab kiirgav valgusdiood ja kasulikku impulsi edastav keskkond on optoelektroonilise paari sisse loodud valgust juhtiv väli.
Nendes seadmetes võimaldab valgusvoo elektriline neutraalsus korraldada efektiivse sisend- ja väljundahelate lahtihaakimine, samuti erinevate kompleksidega sõlmede koordineerimise tagamine takistused. Eelised hõlmavad seadme kompaktsust ja väljundis oleva müra taseme olulist vähenemist.