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电子电气电路隔离技术概述

1电子电气电路隔离技术概述


电子电路是指通过光电耦合、继电器和光纤实现有效隔离的电路。基于电子电路隔离技术,工作人员可以通过输入数字量实现耦合器的有效隔离。电子电路隔离技术的主要应用价值体现在最短时间内有效切断电路的噪声干扰路径,对电路隔离的噪声抑制具有良好的应用效果。


2模拟电路隔离技术分析


电子电气设备一般包括一套控制装置、供电系统、模拟信号生成和测量系统,根据电气设备的应用范围,供电系统可分为交流供电系统和直流供电系统两部分,相应的直流电压供电系统一般采用直流电隔离,交流电压供电系统采用交流电压隔离。由于模拟电路的组成结构和信号测量结构复杂,在处理噪声和干扰时,不仅要考虑信号精度,还要考虑频带宽度等因素,对于高压、大电流信号等设备噪声和干扰隔离,主要采用电压互感器(电流互感器)等设备隔离,提高电路稳定性,微电压、微电流信号干扰和噪声主要采用线性隔离放大器实现噪声隔离,模拟信号控制电路一般采用变压器或自流电压隔离器隔离。


2.1供电系统隔离技术分析


2.1.11交流供电系统隔离技术


一般来说,交流电常有大量的谐波、高频干扰信息、环境干扰等。对于这种高频谐波现象的交流供电装置,主要采用抑制干扰的方法隔离噪声。例如,电压隔离变压器可以隔离电源设备中的电路,以减少电路中的电磁干扰问题。但有时普通变压器的一次绕组与二次绕组绝缘,可有效防止变压器一次侧的噪声和电流传输到二次侧,具有一定的隔离作用。但由于变压器中的分布电容,交流中的噪声通过电容传输到二次侧,干扰后续的供电系统。为了有效抑制这一现象,必须在变压器绕组之间增加屏蔽层,以抑制噪声和干扰,提高电路设备的兼容性。随着电子技术的发展,隔离变压器的使用可以特别抑制噪声。带屏蔽层的多层屏蔽变压器用于绕组和变压器的整体。为了切断高频噪声的传输,通过电容电感降低电子电路中的差模噪声,对变压器铁芯和线圈的位置进行了特殊处理。它应传输到变压器的二次侧,起到很好的隔离作用。这是一种理想的交流电源隔离技术。


2.1.2直流供电系统2的隔离


DC供电系统的隔离一般采用先稳定的技术。当系统控制装置和电子电路设备需要隔离时,可以在交流侧采用隔离变压器有效隔离,也可以在电气设备中采用DC/DC变换器自流压隔离器,达到隔离效果,隔离电流中的噪声和干扰。


2.2模拟电路信号测量系统的隔离技术分析


在模拟测量信号系统中往往有一定的自流量和共模噪声,模拟测量系统的信号干扰,通过信号干扰处理,可以有效隔离电路逻辑系统,导致电路逻辑紊乱,特别是在精密测量系统中,防止数字系统脉冲干扰传输到模拟电路,特别是前放大器,并合理隔离。1)高压大电流信号技术。在模拟电路信号测量系统中,干扰和噪声信号主要采用互感隔离技术。抑制电路噪声和干扰的原理与隔离变压器相似。2)微电压、微电流信号隔离技术分析。微电压微电流模拟信号的生成过程非常复杂。采用隔离技术时,不仅要考虑电路的精度,还要考虑带宽和频率成本。一般来说,对于少量的共模噪声,可以使用差分放大器和仪表放大器来有效地解决这个问题。需要处理共模噪声。由于其高精度,需要高精度的线性隔离放大器来隔离放大器。隔离放大器需要承受8kVPK/los的参数冲击电压,非线性误差约为0.007%。


2.3模拟信号控制系统的隔离技术


信号控制系统的隔离措施类似于模拟测量系统的噪声和干扰隔离技术。交流信号主要采用变压器隔离技术,直流信号主要采用自流变或非线性隔离技术隔离噪声和干扰。


3数字电路隔离技术


电子电气设备的数字技术主要包括信号输入输出系统、信号处理系统等。在不同的数据电路系统中,需要采用不同的隔离技术来处理噪声、干扰等问题,以有效地提高电路的通信质量。


3.1光电耦合器隔离技术


数字电路输入系统主要采用光电耦合器隔离方法抑制噪声和干扰,数字电路内部输出信号可采用光电耦合器隔离方法与外部电路隔离,防止内外电路相互干扰。


目前,大多数光电耦合器件的隔离电压控制在2.5kV以上,但根据具体工作条件,部分隔离器件控制电压在8kV以上,具有高压大电流光耦合和高速高频光耦合器件,可快速处理集成电路中的集成电路。噪声和电磁波的区别,如常用的。当隔离装置4N25工作时,隔离电源为5.3kV,工作频率在10mHz以上。因此,光电耦合隔离技术的成本效益较好。


3.2脉冲变压器隔离技术


脉冲变压器隔离技术是利用分布较小的电容器隔离电路中的噪声,脉冲电容量相对较小,一般只有几个皮革拉,脉冲变压器匝数较少,铁氧磁芯导体两侧绕组和二次绕组,结合隔离电容形成脉冲信号隔离元件。该技术可以处理脉冲变压器技术的传输输入和输出脉冲信号,而不需要直接传输自流量,提高了电路中的稳定性。脉冲变压器隔离技术控制的信号传输频率一般在1kHz到1mkz之间,可以隔离噪声和干扰信号。目前,新型高频脉冲变压器得到了广泛的应用。传输频率可达10mHz以上,隔离效果好。


结束语


在电子电气设备中,为了有效隔离电路中的干扰和噪声,提高电路工作的稳定性,通常采用电路隔离法切断电路中的噪声和干扰路径,使电路达到抑制噪声的目的,使电路在工作过程中满足电磁兼容性的要求,隔离电子电路的方法有很多,如模拟/数字电路隔离法、DC电压隔离法、光纤隔离法等。在具体的隔离过程中,可以根据电路的工作情况采取适当的隔离方法,达到降低噪声和干扰的目的。


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