电器隔离技术

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电子电气电路的隔离技术研究

电子电气电路的隔离技术研究

电子电气电路的隔离技术研究随着电子电气设备的广泛应用,电路隔离技术日益成为研究的热点。

电路隔离技术是指在电子电气设备中采取一定的方法,使得电路之间相互隔离,以防止信号干扰和提高设备的安全性。

本文将从电路隔离技术的背景和重要性、常见的隔离技术及其原理、隔离技术的应用案例等方面进行详细阐述。

一、电路隔离技术的背景和重要性随着电子电气设备的普及和应用范围的扩大,设备之间的互连和相互干扰问题愈发显著。

许多设备之间需要进行数据传输和信号交互,而不同设备之间可能存在电位差、电压峰值、过电压等问题,这些问题会导致信号干扰和设备损坏。

电路隔离技术的重要性主要体现在以下几个方面:1.保护设备安全:电路隔离技术可以有效地将输入信号与输出信号隔离开,避免了信号的相互干扰和传导,从而保护了设备的安全性和可靠性。

2.提高信号传输质量:采用电路隔离技术可以消除信号之间的互相影响,减少信号传输时的干扰,提高信号传输的质量和稳定性。

3.防止电击危害:在一些场合,人体有可能与高电压电路直接接触,如果不采取隔离措施,将会有电击的危险。

而电路隔离技术通过有效地隔离高电压和低电压的接触,从而保护人身安全。

二、常见的隔离技术及其原理1. 光耦隔离技术:光耦隔离技术是一种常见的电路隔离技术,它利用光电转换器件实现信号的隔离传输。

光耦隔离器件主要由发光二极管(LED)和光敏三极管(Phototransistor)组成。

发光二极管接收输入信号,产生光信号,光信号被光敏三极管转换为电信号输出。

光耦隔离技术具有功耗小、线路简单、隔离良好等特点,广泛应用于工业自动化、电力系统等领域。

2.变压器隔离技术:变压器隔离技术是一种通过变压器实现信号隔离的技术。

变压器的工作原理是利用互感作用,将输入信号和输出信号通过电磁感应隔离开。

变压器隔离技术具有隔离效果好、传输损耗小等优点,常用于音频隔离、电源隔离等领域。

3.堆栈滤波器隔离技术:堆栈滤波器隔离技术是一种基于滤波器的隔离方法。

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术【摘要】本文旨在介绍电子电气电路的隔离技术,通过引言部分概述了隔离技术在电路设计中的重要性。

接着从基本隔离技术原理、应用领域、分类及发展趋势等方面展开讨论,并探讨了隔离技术在电路设计中的具体应用。

结尾部分则对电子电气电路的隔离技术的未来发展进行展望,强调了隔离技术在电子电气领域的重要性,并总结了电子电气电路的隔离技术。

通过本文的阐述,读者将对隔离技术有更深入的了解,为今后的电路设计提供参考和启发。

【关键词】电子电气电路、隔离技术、原理、应用领域、分类、发展趋势、具体应用、未来发展、重要性、总结1. 引言1.1 电子电气电路的隔离技术概述电子电气电路的隔离技术是指在电路设计和实际应用中,通过各种技术手段对不同电气信号、电路或设备之间进行隔离,以确保不同电路或设备之间的电气性能不受外界干扰或影响。

隔离技术的主要目的是保证电路的安全性和稳定性,避免由于互相干扰而导致电路故障或损坏。

隔离技术在电子电气领域扮演着至关重要的角色,尤其是在需要保护人员安全、防止设备损坏、提高电路性能和可靠性等方面。

隔离技术的应用范围非常广泛,涉及到电力系统、通信系统、工业控制系统、医疗设备、航空航天等各个领域。

隔离技术可分为电气隔离和光隔离两大类,每种隔离技术又有其特定的原理和应用场景。

隔离技术的发展趋势主要体现在技术不断创新和完善,以提高隔离效果和降低成本。

在电路设计中,隔离技术的具体应用包括地线隔离、光电耦合隔离、磁隔离等。

电子电气电路的隔离技术在现代电子领域中具有重要意义,未来随着技术的不断发展和应用范围的不断拓展,隔离技术将继续发挥重要作用,为电子设备和系统提供更加安全、稳定和高效的运行环境。

1.2 隔离技术在电路设计中的重要性隔离技术在电路设计中的重要性体现在多个方面。

隔离技术可以有效地提高电路的稳定性和可靠性。

在电子设备中,不同的电路之间往往需要进行隔离,避免干扰或者短路现象的发生,通过使用隔离技术可以有效地解决这一问题,保证电路的正常工作。

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术1. 引言1.1 什么是电子电气电路的隔离技术电子电气电路的隔离技术是指在电路中实现信号或功率的传输,同时有效隔离不同电路之间的干扰和相互影响的技术。

在电子设备和系统中,由于不同电路之间的电气连接会导致信号的串扰、干扰甚至安全隐患,因此隔离技术显得尤为重要。

隔离技术通过在电路中引入隔离元件,如隔离变压器、光耦等,实现了不同电路之间的电气隔离,从而避免了信号的直接传输,降低了互相干扰的风险,保证了系统稳定性和安全性。

隔离技术不仅在传统电力系统中得到广泛应用,也在现代电子设备中发挥着重要作用。

隔离技术的发展不仅仅满足了电路隔离的基本需求,还在提高隔离效果、降低成本、提高性能方面有着不断的创新和进步。

在电子电气领域中,隔离技术已经成为不可或缺的一部分,其重要性不可低估。

1.2 隔离技术的重要性隔离技术在电子电气电路中扮演着至关重要的角色。

隔离技术主要通过隔离电路中的信号或电压,防止不同电路之间的相互影响和干扰,确保系统的稳定性和可靠性。

隔离技术的重要性主要体现在以下几个方面:1. 安全性保障:隔离技术可以有效地隔离高压和低压系统,防止电路发生短路或接地故障,保护用户和设备的安全。

2. 信号传输稳定性:隔离技术可以减少信号传输过程中的串扰和噪音干扰,确保信号的准确传输,提高系统的稳定性和可靠性。

3. 波形保持完整性:隔离技术可以防止信号波形在传输过程中失真,保持信号的原始形态,确保系统的准确性和性能。

4. 设备保护:隔离技术可以防止电路中的过电压和过电流对设备造成损坏,延长设备的使用寿命,降低维修成本。

隔离技术在电子电气电路中扮演着关键的角色,不仅可以保障系统的安全性和稳定性,还能提高系统的性能和可靠性,因此在电路设计和应用中必不可少。

随着电子科技的不断发展和应用领域的拓展,隔离技术的重要性也日益突出,将在未来得到更广泛的应用和发展。

2. 正文2.1 电子电气电路隔离技术的分类电子电气电路的隔离技术是指在电路设计和应用中采用一定的方法,使不同电路之间或电路与外部环境之间实现电气隔离和信号隔离。

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术电子电气电路的隔离技术随着电子技术的快速发展和广泛应用,电子电气电路的隔离技术变得十分重要。

隔离技术是指通过各种手段,将电路之间的电信号和能量互相隔离,以达到安全、可靠和性能优化的目的。

本文将介绍几种常见的隔离技术以及其原理和应用。

1. 光隔离器光隔离器是一种将电信号通过光信号传输的设备。

它由发光二极管(LED)、光电二极管(PD)和光纤组成。

当电信号输入到发光二极管时,它将电信号转化为光信号并发送到光纤中,然后光信号经过光纤传输到光电二极管,在光电二极管处将光信号转化为电信号输出。

光隔离器可以实现电路间的电气隔离,防止电气干扰和信号串扰。

它广泛应用于控制系统、通信系统和医疗设备等领域。

2. 电缆隔离电缆隔离是指通过使用绝缘材料和地线将电路间的电信号隔离开来。

电缆隔离可以防止电流回路之间的电接触,避免电流回路之间的相互干扰和电击风险。

常见的电缆隔离方法包括使用绝缘套管、绝缘填充物和绝缘带等。

电缆隔离广泛用于电力系统、工控系统和家电产品等领域。

3. 变压器隔离变压器隔离是一种常见的电气隔离技术。

它通过变压器将输入和输出电路之间隔离开来。

输入电路和输出电路通过共同的电磁场相互耦合,但是它们之间没有直接的电气连通。

变压器隔离可以实现电路间的电气隔离,防止电源波动和电气干扰。

它广泛应用于电力系统、电子设备和网络通信等领域。

4. 信号隔离信号隔离是指通过使用隔离装置将电路间的信号隔离开来。

信号隔离可以防止信号串扰和电气干扰,提高系统的抗干扰能力和稳定性。

常见的信号隔离技术包括使用差分信号、光隔离器和电磁屏蔽等。

信号隔离广泛应用于工业自动化、仪器仪表和通信设备等领域。

电子电气电路的隔离技术包括光隔离器、电缆隔离、变压器隔离和信号隔离等。

这些隔离技术通过不同的原理和方法来实现电路间的电气隔离,提高系统的安全性、可靠性和抗干扰能力。

这些隔离技术在各个领域中都扮演着重要的角色,为电子技术的发展和应用提供了有力的支持。

llc电气隔离的能力

llc电气隔离的能力

llc电气隔离的能力在现代社会中,电气安全是至关重要的。

在电力系统和电气设备中,为了保护人身安全和财产安全,电气隔离是一个必要的措施。

LLC电气隔离技术是一种常用的电气隔离技术,具有很高的能力和稳定性。

LLC电气隔离是一种通过电气隔离器件实现的电气隔离技术。

在电力系统中,存在着各种电气设备和电路。

这些电气设备和电路都有不同的电压、电流等特性。

在正常运行过程中,它们需要相互连接和工作。

但是,在某些情况下,当遇到故障或其他不良事件时,这些电气设备和电路之间的电气隔离就显得尤为重要。

LLC电气隔离的能力在于可以有效地隔离和保护电力系统中的各个电气设备和电路。

它使用隔离器件来保护电气系统中的电气设备免受外部故障和影响。

这些隔离器件可以是继电器、断路器、隔离开关等。

它们通过设计合理的电路连接,使得在发生故障或不良事件时,只影响到故障点,而不会波及到整个电气系统。

LLC电气隔离的能力有以下几个方面:1. 电气隔离能力强:LLC电气隔离技术通过合理的电路设计和隔离器件选择,可以实现较高的电气隔离能力。

它可以有效地将故障点和不良事件局限在一定范围内,减少对整个电气系统的影响。

2. 稳定性高:LLC电气隔离技术具有较高的稳定性。

通过采用可靠的隔离器件和合理的电路连接,可以确保在各种工况下都能够正常运行,并且不受外界因素的干扰。

3. 保护设备安全:LLC电气隔离技术可以保护电气系统中的各种电气设备的安全。

在发生故障或其他不良事件时,它能够迅速切断与故障点相关的电路,避免损坏其他设备,并确保人身安全。

4. 提高系统可靠性:LLC电气隔离技术还可以提高电力系统的可靠性。

通过隔离和保护各个电气设备和电路,可以降低故障传播的风险,减少故障对整个系统的影响,提高系统的可用性和稳定性。

综上所述,LLC电气隔离技术具有较强的电气隔离能力。

它通过合理的电路设计和隔离器件选择,可以有效地保护电气系统中的各个设备和电路。

它具有较高的稳定性,能够保证在各种工况下的正常运行。

电气隔离有哪些方法

电气隔离有哪些方法

电气隔离有哪些方法电气隔离是指在电气设备、电气线路或电气工作过程中采取一系列措施,使电源与设备之间、设备之间、设备与人员之间形成可靠的绝缘和隔离,确保人员的安全以及设备的正常运行。

电气隔离的方法有很多种,下面我将详细介绍其中的几种常见方法。

1. 绝缘材料绝缘材料是电气隔离的最基本手段之一。

对于高压设备,常用的绝缘材料有橡胶、硅橡胶、云母、PVC等。

绝缘材料通过阻断电流的传导来实现电气隔离,确保电气设备和人员之间不会产生电击风险。

2.绝缘罩绝缘罩是一种用于包围电器设备的绝缘材料制成的罩子。

它主要用于保护设备和人员,以防止触电事故的发生。

绝缘罩通常由具有良好绝缘性能的材料制成,如橡胶、塑料等。

3.安全开关安全开关是一种用于切断电气设备电源的开关,主要用于实现电源与设备之间的电气隔离。

安全开关具备一定的隔离功能,当操作人员需要接近设备进行维修或检查时,可以切断设备的电源,以确保安全。

4.隔离开关隔离开关是一种用于隔离电气线路的开关,它通常被用于分割电路,切断电气设备与电源之间的连接。

通过隔离开关,可以实现对电气线路的可靠隔离,以进行维修、检修等工作,提高电气设备的安全性。

5.避雷器避雷器是一种专门用于保护电气设备免受雷击侵害的装置。

它通过引导和分散雷电,将雷击电流导向大地,以确保电气设备和人员的安全。

避雷器通常由金属氧化物(ZnO)等材料制成,具有很高的分流能力和耐受能力。

6.仪表隔离仪表隔离是一种通过使用隔离放大器或隔离变送器等装置,实现电气信号的电隔离,从而保护测量仪表和控制设备。

这种方法在测量、控制和自动化系统中广泛应用,可防止电气信号干扰和互相影响。

7.设备隔离设备隔离是指通过物理隔离的方式,将不同电气设备或系统隔离开来,以减少相互之间的干扰、降低故障的影响范围。

设备隔离可以通过设置隔墙、隔板、电气柜等来实现,确保设备之间的工作正常进行。

总结起来,电气隔离的方法包括绝缘材料、绝缘罩、安全开关、隔离开关、避雷器、仪表隔离和设备隔离等。

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术随着电子科技的日新月异,电子电气设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

随之而来的问题也随之而来。

在电子设备和电气电路中,隔离技术是一个至关重要的领域。

电子电气电路的隔离技术涉及到安全、干扰抑制、系统保护等多个方面,本文将以电子电气电路的隔离技术为主题,从技术原理、应用领域以及发展趋势等方面进行详细介绍。

一、技术原理电子电气电路中的隔离技术是为了解决电气设备之间或者电气设备与外部环境之间的电气隔离问题。

在具体的技术原理上,隔离技术主要包括电气隔离和光电隔离两种方式。

1. 电气隔离技术电气隔离技术是通过使用绝缘材料或者具有高绝缘强度的空气、气体、油等物质来隔离电气设备之间的电气连接,以防止电气泄漏或者电气干扰。

电气隔离技术广泛应用于工业控制、通信设备、电力系统等领域。

光电隔离技术是利用光电转换原理,将电气信号转换为光信号,再通过光纤传输到另一端,再转换为电气信号的隔离技术。

光电隔离技术具有高速、高精度、不受电气干扰的特点,广泛应用于精密仪器、医疗设备、通信系统等领域。

二、应用领域电子电气电路的隔离技术在现代社会的各个领域都有着广泛的应用。

1. 工业控制在工业生产过程中,各种电气设备之间需要进行信号传输和控制,同时又需要保证安全和可靠性。

电子电气电路的隔离技术能够有效地实现这一目的,保证工业生产的安全稳定运行。

2. 通信系统在通信系统中,电子电气电路的隔离技术能够有效地解决电气干扰和信号泄漏的问题,保证通信设备之间的正常通信和数据传输。

3. 医疗设备4. 汽车电子随着汽车电子技术的不断发展,电子电气电路的隔离技术在汽车电子中也有着广泛的应用。

车载电池管理系统、车载娱乐系统等都需要隔离技术来保证系统的安全和稳定性。

三、发展趋势随着科技的不断发展,电子电气电路的隔离技术也在不断地发展和创新。

未来隔离技术的发展将主要体现在以下几个方面:1. 高速、高精度随着数据传输速率和精度要求的不断提高,隔离技术也需要不断地提高传输速率和传输精度,满足现代电子设备对高速、高精度信号传输的需求。

单片机测控系统中的电气隔离技术

单片机测控系统中的电气隔离技术

根据隔离程度的不同,电气隔离技术可分为完全隔离 和不完全隔离。
不完全隔离是指两个电路之间存在一定的电联系,但 这种联系不足以对电路的正常工作产生影响。这种隔 离方式通常用于低电压、小电流和低频信号的场合, 以实现电路之间的信号传输和控制。
电气隔离技术的应用范围
01
电气隔离技术广泛应用于各种电子设 备和系统中,如电力电子设备、通信 设备、工业自动化控制系统、家用电 器等。
THANKS
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03
单片机测控系统中的电气隔离 技术
基于模拟电路的电气隔离技术
变压器隔离
通过变压器实现输入和输出之间的电 气隔离,变压器初级和次级之间的绝 缘层可以有效地阻止电流从一个电路 传输到另一个电路。
光电耦合器隔离
利用光电耦合器将输入信号转换为光 信号,再通过光敏管将光信号转换为 电信号,实现输入和输出之间的电气 隔离。
光电耦合器的优点
光电耦合器具有较高的绝缘电阻和耐压能力,能够有效地抑制共模干扰,提高 系统的抗干扰能力。同时,它还具有较小的体积和重量,方便在单片机测控系 统中应用。
采用脉冲变压器实现电气隔离
脉冲变压器工作原理
脉冲变压器是一种利用电磁感应原理传输脉冲信号的器件,它通过将输入的脉冲 信号转换为磁能,再通过磁能将脉冲信号还原,从而实现了输入输出之间的电气 隔离。
智能化
单片机测控系统具有智能化特 点,能够根据被控对象的变化 自动调整控制策略,提高系统 的自适应性。
可靠性
该系统采用电气隔离技术等措 施,确保系统的稳定性和可靠
性。
单片机测控系统的应用场景
工业自动化
单片机测控系统广泛应用于工业自动化领域 ,如生产线控制、机器人控制等。
医疗设备
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对电子电气电路的各种隔离进行了详尽的分析讨论,提出了抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施,从而保证电气设备的正常工作。

关键词:电子;电路;电气隔离;干扰;电磁兼容Technologies of Circuit Isolation in Electronic and Electrical EquipmentsHUANG Yao-feng, WANG Chuan-liang, ZHANG Chao-qunAbstract:The many isolation technologies of the electronic and electrical circuit are put forward and analyzed,discussed in detail. So the normal operation of the electronic and electrical equipments are guaranted.Keywords:Electron; Circuit; Electrical isolation; Interference; Electromagnatic compatibility电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断,从而达到抑制噪声干扰的效果。

在采用了电路隔离的措施以后,绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果,使设备符合电磁兼容性的要求。

电路隔离主要有:模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。

所使用的隔离方法有:变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。

数字电路的隔离主要有:脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。

其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离;而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离(个别情况下采用)。

模拟电路的隔离比较复杂,主要取决于对传输通道的精度要求,对精度要求越高,其通道的成本也就越高;然而,当性能的要求上升为主要矛盾时,应当以性能为主选择隔离元器件,把成本放在第二位;反之,应当从价格的角度出发选择隔离元器件。

模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。

模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置;对于要求较高的电路,除采用模/数转换装置外,还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。

2 模拟电路的隔离一套控制装置或者一台电子电气设备,通常包含供电系统,模拟信号测量系统,模拟信号控制系统。

而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统,交流供电系统主要采用变压器隔离,直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。

模拟信号测量系统相对来说比较复杂,既要考虑其精度,频带宽度的因素,又要考虑其价格因素;对于高电压、大电流信号,一般采用互感器(电压互感器、电流互感器)隔离法,近年来,又出现了霍尔变送器,这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件;对于微电压、微电流信号,一般采用线性隔离放大器。

模拟信号控制系统与模拟信号测量系统的隔离类似,一般采用变压器、直流电压隔离器。

2.1 供电系统的隔离2.1.1 交流供电系统的隔离由于交流电网中存在着大量的谐波,雷击浪涌,高频干扰等噪声,所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备,都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。

采用电源隔离变压器,可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。

但是,普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用,这是因为,虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的,能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧,有隔离作用。

然而,由于分布电容(绕组与铁心之间,绕组之间,层匝之间和引线之间)的存在,交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。

为了抑制噪声,必须在绕组间加屏蔽层,这样就能有效地抑制噪声,消除干扰,提高设备的电磁兼容性。

图1(a)、(b)所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。

图1 变压器隔离(a)无屏蔽(b)有屏蔽在图1(a)中,隔离变压器不加屏蔽层,C12是一次绕组和二次绕组之间的分布电容,在共模电压u1C的作用下,二次绕组所耦合的共模噪声电压为u2C,C2E是二次侧的对地电容,则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为:u2C=u1C C12/(C12+C2E)在图1(b)中,隔离变压器加屏蔽层,其中C10、C20分别代表一次绕组和二次绕组对屏蔽层的分布电容,Z E是屏蔽层的对地阻抗,C2E是二次绕侧的对地电容,则从图可知二次侧的共模噪声电压u2C为:u2C=〔u1C Z E/(Z E+1/jωC10)〕〔C2E/(C20+C2E)〕由于C2是屏蔽层的对地阻抗,在低频范围内,Z E《(1/jωC10),所以u2C→0。

由此可见,采取屏蔽措施后,通过隔离变压器的共模噪声电压被大大地削弱了。

随着技术的进步,国外已研制成功了专门抑制噪声的隔离变压器(NoiseCutoutTransformer,简称NCT),这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。

这类变压器的结构,铁心材料,形状及其线圈位置都比较特殊,它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交链,从而使差模噪声不易感应到二次侧,故这种变压器既能切断共模噪声电压,又能切断差模噪声电压,是比较理想的隔离变压器。

2.1.2 直流供电系统的隔离当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时,它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离,其隔离方式如下:第一种是在交流侧使用隔离变压器,如图2(a)所示;第二种是使用直流电压隔离器(即DC/DC变换器),如图2(b)所示。

(a)交流侧隔离(b)直流隔离图2 直流电源系统的隔离2.2 模拟信号测量系统的隔离对于具有直流分量和共模噪声干扰比较严重的场合,在模拟信号的测量中必须采取措施,使输入与输出完全隔离,彼此绝缘,消除噪声的耦合。

隔离对系统有如下好处:——防止模拟系统干扰,尤其是电力系统的接地干扰进入逻辑系统,导致逻辑系统的工作紊乱;——在精密测量系统中,防止数字系统的脉冲波动干扰进入模拟系统,尤其是前置放大部分,因为前置放大部分的信号非常微弱,较小的骚扰波动信号就会把有用信号淹没。

2.2.1 高电压、大电流信号的隔离高电压、大电流信号采用互感器隔离,其抑制噪声的原理与隔离变压器类似,这里不再赘述。

互感器隔离的应用如图3(a)所示。

(a)互感器隔离电路(b)线性隔离放大器图3 模拟信号输入隔离系统2.2.2 微电压、微电流信号的隔离微电压、微电流模拟信号的隔离系统相对来说比较复杂,既要考虑其精度,频带宽度的因素,又要考虑其价格因素。

一般情况下,对于较小量的共模噪声,采用差动放大器或仪表放大器就能够取得良好的效果,但对于具有较大量的共模噪声,且测量精度要求比较高的场合,应该选择高精度线性隔离放大器,如BB公司的ISO106,其主要参数如下:——交流耐压35kV/1min,60Hz;——直流耐压495kV;——冲击耐压8kVPK/10s;——非线性误差0.007%;——隔离噪声抑制比交流130dB,直流160dB。

ISO106的优秀参数,使其大量地应用于精密测量系统中,线性隔离放大器的应用如图3(b)所示。

2.3 模拟信号控制系统的隔离如前所述,模拟信号控制系统的隔离与模拟信号测量系统的隔离类似,即交流信号一般采用变压器隔离,直流信号一般采用直流电压隔离器或线性隔离器隔离。

3 数字电路的隔离与模拟系统类似,一套控制装置,或者一台电子电气设备,通常所包含的数字系统有:数字信号输入系统,数字信号输出系统。

数字量输入系统主要采用脉冲变压器隔离,光电耦合器隔离;而数字量输出系统主要采用光电耦合器隔离,继电器隔离,个别情况也可采用高频变压器隔离。

3.1 光电耦合器隔离这种隔离方法是用光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来,或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来,如图4(a)、(b)所示。

(a)外部输入与内部电路的隔离(b)控制输出与外部电路的隔离图4 光电耦合器电路目前,大多数光电耦合器件的隔离电压都在2.5kV以上,有些器件达到了8kV,既有高压大电流大功率光电耦合器件,又有高速高频光电耦合器件(频率高达10MHz)。

常用的器件如:4N25,其隔离电压为5.3kV;6N137,其隔离电压为3kV,频率在10MHz以上。

3.2 脉冲变压器隔离脉冲变压器的匝数较少,而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁芯的两侧,这种工艺使得它的分布电容特小,仅为几个pF,所以可作为脉冲信号的隔离元件。

脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时,不传递直流分量,因而在微电子技术控制系统中得到了广泛的应用。

一般地说,脉冲变压器的信号传递频率在1kHz~1MHz之间,新型的高频脉冲变压器的传递频率可达到10MHz。

图5(a)是脉冲变压器的示意图。

脉冲变压器主要用于晶闸管(SCR)、大功率晶体管(CTR)、IGBT等可控器件的控制隔离中。

图5(b)是脉冲变压器的应用实例。

(a) 脉冲变压器(b) 脉冲变压器应用于开关电源中图 5 脉冲变压器的应用3.3 继电器隔离继电器是常用的数字输出隔离元件,用继电器作为隔离元件简单实用,价格低廉。

图6是继电器输出隔离的实例示意图。

在该电路中,通过继电器把低压直流与高压交流隔离开来,使高压交流侧的干扰无法进入低压直流侧。

图6 继电器隔离4 模拟电路与数字电路之间的隔离一般地说,模拟电路与数字电路之间的转换通过模数转换器(A/D)或数模转换器(D/A)来实现。

但是,若不采取一定的措施,数字电路中的高频振荡信号就会对模拟电路带来一定的干扰,影响测量的精度。

为了抑制数字电路对模拟电路带来的高频干扰,一般须将模拟地与数字地分开布线,参见图7(a)。

这种布线方式不能彻底排除来自数字电路的高频干扰,要想排除来自数字电路的高频干扰,必须把数字电路与模拟电路隔离开来,常用的隔离方法是在A/D转换器与数字电路之间加入光电耦合器,把数字电路与模拟电路隔离开,参见图7(b)。

但这种电路还不能从根本上解决模拟电路中的干扰问题,仍然存在着一定的缺陷,这是因为信号电路中的共模干扰和差模干扰没有得到有效的抑制,对于高精密测量的场合,还不能满足要求。

对于具有严重干扰的测量场合,可采用图7(c)所示的电路。

在该电路中,把信号接收部分与模拟处理部分也进行了隔离,因为在前置处理级与模数转换器(A/D)之间加入线性隔离放大器,把信号地与模拟地隔开,同时在模数转换器(A/D)与数字电路之间采用光电耦合器隔离,把模拟地与数字地隔开,这样一来,既防止了数字系统的高频干扰进入模拟部分,又阻断了来自前置电路部分的共模干扰和差模干扰。

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