Cách ly điện là gì

Cách ly điện hoặc cách ly điện là nguyên tắc chung của cách ly điện (điện) của mạch điện được đề cập trong mối quan hệ với các mạch điện khác. Nhờ cách ly điện, có thể truyền năng lượng hoặc tín hiệu từ mạch điện này sang mạch điện khác mà không cần tiếp xúc điện trực tiếp giữa chúng.

Cách ly điện cho phép đảm bảo, đặc biệt, tính độc lập của mạch tín hiệu, do một vòng dòng điện độc lập của mạch tín hiệu được hình thành đối với dòng điện của các mạch khác, ví dụ, mạch nguồn, trong quá trình đo và phản hồi Chu trình. Giải pháp này rất hữu ích để đảm bảo khả năng tương thích điện từ: nó tăng khả năng chống nhiễu và độ chính xác của phép đo. Cách ly điện của đầu vào và đầu ra của thiết bị thường cải thiện khả năng tương thích của chúng với các thiết bị khác trong môi trường điện từ khắc nghiệt.

Tất nhiên, cách điện cũng đảm bảo an toàn khi con người làm việc với các thiết bị điện.Đây là một biện pháp và việc cách ly một mạch cụ thể phải luôn được xem xét cùng với các biện pháp an toàn điện khác như nối đất bảo vệ và mạch giới hạn điện áp và dòng điện.

Có thể sử dụng nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau để đảm bảo cách ly điện:

• cách ly điện cảm ứng (máy biến áp), được sử dụng trong máy biến áp và để cách ly các mạch kỹ thuật số;

• cách ly quang bằng cách sử dụng bộ ghép quang (optron) hoặc rơle quang, việc sử dụng chúng là điển hình cho nhiều nguồn cung cấp năng lượng xung hiện đại;

• cách ly điện dung khi tín hiệu được cấp qua một tụ điện rất nhỏ;

• tách điện cơ bằng cách, ví dụ, rơ le điện cơ. 

Hiện tại, hai tùy chọn cách ly điện trong mạch rất phổ biến: máy biến áp và quang điện tử.

Cấu tạo của cách ly điện kiểu máy biến áp liên quan đến việc sử dụng phần tử cảm ứng từ (máy biến áp) có hoặc không có lõi, điện áp đầu ra lấy từ cuộn thứ cấp, tỷ lệ thuận với điện áp đầu vào của thiết bị. Tuy nhiên, khi áp dụng phương pháp này cần lưu ý những nhược điểm sau:

• tín hiệu đầu ra có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ tín hiệu sóng mang;

• Điều chế tần số cách ly giới hạn băng thông;

• Kích thước lớn.

Sự phát triển của công nghệ bán dẫn trong những năm gần đây đã mở rộng khả năng xây dựng các thiết bị quang điện tử để cách ly dựa trên bộ ghép quang.

Nguyên lý hoạt động của bộ ghép quang rất đơn giản: một đèn LED phát ra ánh sáng, được cảm nhận bởi một phototransistor.Đây là cách thực hiện cách ly điện của các mạch, một trong số đó được kết nối với đèn LED và mạch còn lại được kết nối với phototransistor.

Giải pháp này có một số ưu điểm: dải điện áp tách rộng, lên đến 500 vôn, rất quan trọng để xây dựng hệ thống nhập dữ liệu, khả năng hoạt động với tín hiệu tách rời lên đến hàng chục megahertz, kích thước thành phần nhỏ.

Nếu không có lớp cách ly điện, dòng điện tối đa chạy giữa các mạch chỉ giới hạn ở các điện trở tương đối nhỏ, điều này có thể dẫn đến dòng điện cân bằng có thể làm hỏng cả các thành phần mạch và người chạm vào thiết bị không được bảo vệ. Một thiết bị tách rời đặc biệt hạn chế việc truyền năng lượng từ mạch này sang mạch khác.