Vad är galvanisk isolering

Galvanisk isolering eller galvanisk isolering är den allmänna principen för elektrisk (galvanisk) isolering av den aktuella elektriska kretsen i förhållande till andra elektriska kretsar. Tack vare galvanisk isolering är det möjligt att överföra energi eller en signal från en elektrisk krets till en annan elektrisk krets utan direkt elektrisk kontakt mellan dem.

Galvanisk isolering gör det möjligt att i synnerhet garantera signalkretsens oberoende, eftersom en oberoende strömslinga i signalkretsen bildas med avseende på strömmarna i andra kretsar, till exempel kraftkretsen, under mätningar och vid återkoppling kretsar. Denna lösning är användbar för att säkerställa elektromagnetisk kompatibilitet: den ökar brusimmuniteten och mätnoggrannheten. Galvanisk isolering av enheters ingång och utgång förbättrar ofta deras kompatibilitet med andra enheter i tuffa elektromagnetiska miljöer.

Galvanisk isolering säkerställer naturligtvis också säkerheten när människor arbetar med elektrisk utrustning.Detta är en åtgärd och isolering av en viss krets bör alltid övervägas i samband med andra elektriska säkerhetsåtgärder såsom skyddande jordning och spännings- och strömbegränsande kretsar.

Olika tekniska lösningar kan användas för att säkerställa galvanisk isolering:

• induktiv (transformator) galvanisk isolering, som används i transformatorer och att isolera digitala kretsar;

• optisk isolering med hjälp av en optokopplare (optron) eller opto-relä, vars användning är typisk för många moderna pulsade nätaggregat;

• kapacitiv galvanisk isolering när signalen matas genom en mycket liten kondensator;

• elektromekanisk separation genom t.ex. elektromekaniskt relä. 

För närvarande är två alternativ för galvanisk isolering i kretsar mycket utbredda: transformator och optoelektronisk.

Konstruktionen av galvanisk isolering av transformatortyp involverar användningen av ett magnetiskt induktionselement (transformator) med eller utan en kärna, utgångsspänningen tagen från sekundärlindningen, som är proportionell mot enhetens inspänning. Men när du använder denna metod är det viktigt att överväga följande nackdelar:

• utsignalen kan påverkas av störningar från bärsignalen;

• Isolationsfrekvensmodulering begränsar bandbredden;

• Stora storlekar.

De senaste årens utveckling av halvledarteknologi har utökat möjligheterna att konstruera optoelektroniska enheter för optokopplarbaserad isolering.

Funktionsprincipen för optokopplaren är enkel: en LED avger ljus, som uppfattas av en fototransistor.Så här utförs den galvaniska isoleringen av kretsarna, varav den ena är ansluten till lysdioden och den andra till fototransistorn.

Denna lösning har ett antal fördelar: ett brett utbud av frånkopplingsspänningar, upp till 500 volt, vilket är viktigt för att bygga datainmatningssystem, möjligheten att arbeta med frånkopplingssignaler upp till tiotals megahertz, små komponentstorlekar.

Utan galvanisk isolering är den maximala strömmen som flyter mellan kretsarna begränsad till endast relativt små elektriska motstånd, vilket kan leda till utjämningsströmmar som kan skada både kretskomponenter och personer som rör vid oskyddad utrustning. En frånkopplingsanordning begränsar specifikt överföringen av energi från en krets till en annan.