Hvad er galvanisk isolering

Galvanisk isolation eller galvanisk isolation er det generelle princip for elektrisk (galvanisk) isolering af det pågældende elektriske kredsløb i forhold til andre elektriske kredsløb. Takket være galvanisk isolering er det muligt at overføre energi eller et signal fra et elektrisk kredsløb til et andet elektrisk kredsløb uden direkte elektrisk kontakt mellem dem.

Galvanisk isolation gør det muligt at garantere især signalkredsløbets uafhængighed, da en uafhængig strømløkke af signalkredsløbet dannes i forhold til strømmene i andre kredsløb, for eksempel strømkredsløbet, under målinger og i feedback kredsløb. Denne løsning er nyttig til at sikre elektromagnetisk kompatibilitet: den øger støjimmuniteten og målenøjagtigheden. Galvanisk isolering af enheders input og output forbedrer ofte deres kompatibilitet med andre enheder i barske elektromagnetiske miljøer.

Galvanisk isolering sikrer naturligvis også sikkerheden, når folk arbejder med elektrisk udstyr.Dette er en foranstaltning, og isolering af et bestemt kredsløb bør altid overvejes i forbindelse med andre elektriske sikkerhedsforanstaltninger såsom beskyttende jording og spændings- og strømbegrænsende kredsløb.

Forskellige tekniske løsninger kan bruges til at sikre galvanisk isolering:

• induktiv (transformer) galvanisk isolering, som anvendes i transformere og at isolere digitale kredsløb;

• optisk isolering ved hjælp af en optokobler (optron) eller opto-relæ, hvis brug er typisk for mange moderne pulserende strømforsyninger;

• kapacitiv galvanisk isolation, når signalet føres gennem en meget lille kondensator;

• elektromekanisk adskillelse ved f.eks. elektromekanisk relæ. 

I øjeblikket er to muligheder for galvanisk isolation i kredsløb meget udbredte: transformator og optoelektronisk.

Konstruktionen af ​​galvanisk isolering af transformatortypen involverer brugen af ​​et magnetisk induktionselement (transformer) med eller uden en kerne, udgangsspændingen taget fra sekundærviklingen, som er proportional med enhedens indgangsspænding. Men når du anvender denne metode, er det vigtigt at overveje følgende ulemper:

• udgangssignalet kan blive påvirket af interferens fra bæresignalet;

• Isolationsfrekvensmodulation begrænser båndbredden;

• Store størrelser.

De seneste års udvikling af halvlederteknologi har udvidet mulighederne for at konstruere optoelektroniske enheder til optokoblerbaseret isolering.

Funktionsprincippet for optokobleren er enkelt: en LED udsender lys, som opfattes af en fototransistor.Sådan udføres den galvaniske isolation af kredsløbene, hvoraf den ene er forbundet til LED'en og den anden til fototransistoren.

Denne løsning har en række fordele: en bred vifte af afkoblingsspændinger, op til 500 volt, hvilket er vigtigt for at bygge dataindtastningssystemer, evnen til at arbejde med afkoblingssignaler op til titusinder af megahertz, små komponentstørrelser.

Uden galvanisk isolering er den maksimale strøm, der løber mellem kredsløb, begrænset til kun relativt små elektriske modstande, hvilket kan føre til udligningsstrømme, der kan beskadige både kredsløbskomponenter og personer, der rører ved ubeskyttet udstyr. En afkoblingsenhed begrænser specifikt overførslen af ​​energi fra et kredsløb til et andet.