Hva er galvanisk isolasjon

Galvanisk isolasjon eller galvanisk isolasjon er det generelle prinsippet om elektrisk (galvanisk) isolasjon av den aktuelle elektriske kretsen i forhold til andre elektriske kretser. Takket være galvanisk isolasjon er det mulig å overføre energi eller et signal fra en elektrisk krets til en annen elektrisk krets uten direkte elektrisk kontakt mellom dem.

Galvanisk isolasjon gjør det mulig å garantere spesielt uavhengigheten til signalkretsen, siden en uavhengig strømsløyfe til signalkretsen dannes i forhold til strømmene til andre kretser, for eksempel strømkretsen, under målinger og i tilbakemeldinger kretser. Denne løsningen er nyttig for å sikre elektromagnetisk kompatibilitet: den øker støyimmunitet og målenøyaktighet. Galvanisk isolasjon av inngangen og utgangen til enheter forbedrer ofte deres kompatibilitet med andre enheter i tøffe elektromagnetiske miljøer.

Galvanisk isolasjon sikrer selvfølgelig også sikkerheten når folk arbeider med elektrisk utstyr.Dette er ett mål, og isolasjon av en bestemt krets bør alltid vurderes i forbindelse med andre elektriske sikkerhetstiltak som beskyttende jording og spennings- og strømbegrensende kretser.

Ulike tekniske løsninger kan brukes for å sikre galvanisk isolasjon:

• induktiv (transformator) galvanisk isolasjon, som brukes i transformatorer og å isolere digitale kretser;

• optisk isolasjon ved bruk av en optokobler (optron) eller opto-relé, hvis bruk er typisk for mange moderne pulserende strømforsyninger;

• kapasitiv galvanisk isolasjon når signalet mates gjennom en veldig liten kondensator;

• elektromekanisk separasjon ved f.eks. elektromekanisk relé. 

For tiden er to alternativer for galvanisk isolasjon i kretser svært utbredt: transformator og optoelektronisk.

Konstruksjonen av transformator-type galvanisk isolasjon innebærer bruk av et magnetisk induksjonselement (transformator) med eller uten en kjerne, utgangsspenningen tatt fra sekundærviklingen, som er proporsjonal med inngangsspenningen til enheten. Men når du bruker denne metoden, er det viktig å vurdere følgende ulemper:

• utgangssignalet kan påvirkes av interferens fra bæresignalet;

• Isolasjonsfrekvensmodulasjon begrenser båndbredden;

• Store størrelser.

Utviklingen av halvlederteknologi de siste årene har utvidet mulighetene for å konstruere optoelektroniske enheter for optokoblerbasert isolasjon.

Prinsippet for operasjonen til optokobleren er enkelt: en LED sender ut lys, som oppfattes av en fototransistor.Slik utføres den galvaniske isolasjonen av kretsene, hvorav den ene er koblet til lysdioden og den andre til fototransistoren.

Denne løsningen har en rekke fordeler: et bredt spekter av frakoblingsspenninger, opptil 500 volt, som er viktig for å bygge dataregistreringssystemer, muligheten til å arbeide med frakoblingssignaler opp til titalls megahertz, små komponentstørrelser.

Uten galvanisk isolasjon er den maksimale strømmen som flyter mellom kretser begrenset til kun relativt små elektriske motstander, noe som kan føre til utjevningsstrømmer som kan skade både kretskomponenter og personer som berører ubeskyttet utstyr. En frakoblingsenhet begrenser spesifikt overføringen av energi fra en krets til en annen.