Какво е галванична изолация

Галваничната изолация или галваничната изолация е общият принцип на електрическата (галванична) изолация на въпросната електрическа верига във връзка с други електрически вериги. Благодарение на галваничната изолация е възможно да се предава енергия или сигнал от една електрическа верига към друга електрическа верига без директен електрически контакт между тях.

Галваничната изолация дава възможност да се гарантира по -специално независимостта на сигналната верига, тъй като независим токов контур на сигналната верига се формира по отношение на токовете на други вериги, например силовата верига, по време на измервания и във вериги за обратна връзка . Това решение е полезно за осигуряване на електромагнитна съвместимост: повишава устойчивостта на шум и точността на измерване. Галваничната изолация на входа и изхода на устройствата често подобрява тяхната съвместимост с други устройства в тежки електромагнитни среди.

Разбира се, галваничната изолация също гарантира безопасност, когато хората работят с електрическо оборудване. Това е една мярка и изолацията на определена верига винаги трябва да се разглежда заедно с други мерки за електрическа безопасност, като защитно заземяване и вериги за ограничаване на напрежение и ток.

За осигуряване на галванична изолация могат да се използват различни технически решения:

• индуктивна (трансформаторна) галванична изолация, която се използва в трансформатори и за изолиране на цифрови схеми;

• оптична изолация с помощта на оптрон (оптрон) или оптореле, чието използване е типично за много съвременни импулсни захранвания;

• капацитивна галванична изолация, когато сигналът се подава през много малък кондензатор;

• електромеханично отделяне посредством, например, електромеханично реле. 

Понастоящем два варианта за галванична изолация във вериги са много широко разпространени: трансформаторен и оптоелектронен.

Изграждането на галванична изолация от трансформаторен тип включва използването на магнитен индукционен елемент (трансформатор) със или без жила, изходното напрежение, взето от вторичната намотка, което е пропорционално на входното напрежение на устройството. При прилагането на този метод обаче е важно да се вземат предвид следните недостатъци:

• изходният сигнал може да бъде повлиян от смущения от носещия сигнал;

• Изолационната честотна модулация ограничава честотната лента;

• големи размери.

Развитието на полупроводниковата технология през последните години разшири възможностите за конструиране на оптоелектронни възли за отделяне на базата на оптрони.

Принципът на действие на оптрона е прост: светодиод излъчва светлина, която се възприема от фототранзистор. Така се извършва галваничната изолация на веригите, едната от които е свързана към светодиода, а другата към фототранзистора.

Това решение има редица предимства: широк диапазон от напрежения за отделяне, до 500 волта, което е важно за изграждането на системи за въвеждане на данни, възможност за работа с разединяване със сигнали до десетки мегагерца, малки размери на компонентите.

Без галванична изолация максималният ток, протичащ между веригите, е ограничен само до относително малки електрически съпротивления, което може да доведе до изравняване на токове, които могат да навредят както на компонентите на веригата, така и на хората, докосващи незащитено оборудване. Устройството за отделяне конкретно ограничава преноса на енергия от една верига към друга.