Гальваническая развязка что: Гальваническая развязка: назначение и методы

Гальваническая развязка: назначение и методы

Добавлено 17 сентября 2018 в 13:04

Сохранить или поделиться

Введение

Гальваническая развязка (изоляция), обычно называемая просто развязкой, является способом, в соответствии с которым отдельные части электрической системы могут обладать различными потенциалами земли. Двумя наиболее распространенными причинами создания развязки является безопасность от сбоев в продуктах промышленного класса, и там, где требуется проводная связь между устройствами, каждое из которых имеет собственный источник питания.

Методы развязки по питанию

Трансформаторы

Наиболее распространенной формой развязки является использование трансформатора. При проектировании схемы стабилизации питания, где требуется развязка, изолирующая часть конструкции связана с необходимостью повышения/понижения уровня напряжения и не рассматривается как отдельная часть системы. В случае, если необходимо изолировать всю электрическую систему (например, для многого автомобильного тестирующего оборудования требуется, чтобы источники питания были изолированы от сети переменного тока), для создания необходимой изоляции последовательно с системой может быть установлен трансформатор 1:1.

Рисунок 1 – Ассортимент SMD трансформаторов

Конденсаторы

Менее распространенным методом создания развязки является использование последовательно включенных конденсаторов. Из-за возможности протекания сигналов переменного тока через конденсаторы этот метод может быть эффективным способом изоляции частей электрической системы от сети переменного тока. Этот метод менее надежен, чем метод с трансформатором, поскольку в случае неисправности трансформатор разрывает цепь, а конденсатор закорачивает. Одна из целей создания гальванической развязки от сети переменного тока заключается в том, чтобы в случае неисправности пользователь находился в безопасности от работающего неограниченного источника тока.

Рисунок 2 – Пример использования конденсаторов для создания развязки

Методы изоляции сигналов

Оптоизоляторы

Когда требуется, чтобы между двумя частями схемы с разными потенциалами земли проходил сигнал, популярным решением является оптоизолятор (оптопара). Оптоизолятор представляет собой фототранзистор, который открывается («включается»), когда внутренний светодиод находится под напряжением. Свет, излучаемый внутренним светодиодом, является путем прохождения сигнала, и, таким образом, изоляция между потенциалами земли не нарушается.

Рисунок 3 – Схема типового оптоизолятора

Датчик Холла

Другим методом передачи информации между электрическими системами с раздельными потенциалами земли является использование датчика, основанного на эффекте Холла. Датчик Холла детектирует индукцию неинвазивно и не требует прямого контакта с исследуемым сигналом и не нарушает изолирующий барьер. Наиболее распространенное использование проходящей индукционной информации через цепи с различными потенциалами земли – это датчики тока.

Рисунок 4 – Датчик тока, используемый для измерения тока через проводник

Заключение

Гальваническая развязка (изоляция) – это разделение электрических систем/подсистем, в которых может протекать не постоянный ток, и которые могут иметь различные потенциалы земли. Развязку можно разделить на основные категории: по питанию и по сигналу. Существует несколько способов достижения развязки, и в зависимости от требований к проекту некоторые методы могут быть предпочтительнее других.

Практический пример

Рисунок 5 – Схема проекта PoE (Power over Ethernet, питание через Ethernet) на основе контроллера TPS23753PW

На схеме выше несколько трансформаторов и оптоизолятор используются для создания импульсного источника питаний, который используется в устройствах Ethernet PD (Powered Device, питаемое устройство). Разъем J2 имеет внутренние магниты, которые изолируют всю систему от источника PoE. T1 и U2 изолируют источник питания (слева от красной линии) от стабилизированного выхода 3,3 В (справа от красной линии).

Оригинал статьи:

Теги

Гальваническая развязкаДатчик ХоллаЕмкостная связьКонденсаторОптопараОптронРазвязкаТрансформаторТрансформаторная развязкаТрансформаторная связь

Сохранить или поделиться

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять
комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus. com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации
комментария требуется время на премодерацию.

статья: Опыт схемотехнических решений гальванической развязки в устройствах ЦОС для лабораторных и промышленных применений 1999 г.

В. Буткевич, В. Невзоров, А. Абакумов

При построении измерительных систем цифровой обработки сигналов (ЦОС) для сбора и обработки данных, контроля и управления, особенно связанных с функционированием в производственных условиях, разработчикам приходится сталкиваться с необходимостью обеспечения гальванической развязки измерительных цепей, цепей ввода/вывода данных, с одной стороны, и цепей персонального компьютера, а также цепей цифровой обработки сигналов, с другой. При этом решаются следующие основные задачи:

• Защита цепей компьютера от воздействия электрических напряжений и токов. Это важно при эксплуатации оборудования в условиях, связанных с возможным влиянием на него несанкционированных электромагнитных воздействий, с невозможностью обеспечения качественного заземления и т. п., например, в цехах промышленных предприятий, на транспорте, а также в условиях, где возможно возникновение субъективного фактора “человеческой” ошибки, приводящей к выводу дорогостоящего оборудования из строя.
• Защита пользователя от возможного электрического удара. Необходимость подобной защиты возникает при опасности воздействия электрического удара, опасного для здоровья человека, например, при построении систем медицинского применения.
• Обеспечение необходимой помехозащищённости. Эта проблема актуальна при построении измерительных прецизионных систем, например, в научных исследованиях и метрологических лабораториях.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили схемы, использующие два варианта гальванической развязки:

• трансформаторной;
• оптоэлектронной.

Гальваническая развязка трансформаторного типа предполагает использование магнитоиндукционного элемента с сердечником или без него, напряжение U_вых на вторичной обмотке которого пропорционально напряжению U_вх на входе устройства. При применении трансформаторной гальванической развязки необходимо учитывать следующие её недостатки:

• несущий сигнал может создавать помехи, влияющие на выходной сигнал развязки;
• полоса пропускания ограничена частотой модуляции развязки;
• сравнительно большие габаритные размеры компонентов, реализующих развязку.

В настоящее время в связи с развитием технологии полупроводниковых устройств расширяются возможности по использованию оптоэлектронных развязывающих устройств, оптических вентилей (оптронов). Принцип работы оптрона проиллюстрирован на рис. 1. Светоизлучающий диод, p-n-переход которого смещён в прямом направлении, излучает свет, воспринимаемый фототранзистором. Таким образом, осуществляется гальваническая развязка цепей, связанных со светодиодом, с одной стороны, и с фототранзистором, с другой.

Рис. 1. Принцип работы оптрона

К достоинствам оптоэлектронных развязывающих устройств можно отнести:

• способность осуществлять развязку в широком диапазоне напряжений, в том числе до величины 500 В, что является значением, принятым при реализации систем ввода данных;
• возможность передавать сигналы на высокой частоте (до десят

Гальваническая развязка в картинках / Силовая электроника / Сообщество разработчиков электроники

Судя по нескольким недавним постам, неплохо бы осветить, что такое гальваническая развязка и зачем она нужна. Итак:

Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними.

А теперь, давайте на примерах 🙂

Пример 1. Сеть

Чаще всего о гальванической развязке говорят применительно к сетевому питанию, и вот почему. Представьте себе, что вы ухватились рукой за провод из розетки. Ваше «подключение» с точки зрения электричества выглядит вот так:

И, да, тока утечки тапочек вполне хватит, чтобы вы почувствовали «удар» при прикосновении к «фазовому» проводу сети. Если тапочки сухие, то такой «удар», обычно, безвреден. Но, если вы стоите босяком на влажном полу, последствия могут быть весьма плачевными.

Совсем другое дело, если в схеме присутствует трансформатор:

Если прикоснуться к одному из выводов трансформатора, через вас ток не потечет — ему просто некуда течь, второй вывод трансформатора висит в воздухе. Если, конечно, схватиться за оба вывода трансформатора, и он выдает достаточное напряжение, то долбанет и так.

Итак, в данном случае, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку. Кроме трансформатора есть еще куча разных способов передать сигнал, не создавая электрического контакта:

• Оптический: оптопары, оптоволокно, солнечные батареи
• Радио: приемники, передатчики
• Звуковой: динамик, микрофон
• Емкостный: через конденсатор очень маленькой емкости
• Механический: мотор-генератор
• Можно еще понавыдумывать

Пример 2. Осциллограф

Есть прямо мега-классический способ взорвать пол-схемы. На форуме даже есть соответствующий топик. Дело в том, что многие забывают, что осциллограф (и многое другое оборудование) соединен с землей. Вот как выглядит полная картина при подключении осциллографа в схему, питающуюся прямо от сети:

Запомните — как только вы что-то подключаете в схему, оно становится частью схемы! Это справедливо и для различного измерительного оборудования.

Правильный способ измерить в что-то в такой схеме — подключить ее через развязывающий трансформатор 220->220:

Перевертыши

Готовые трансформаторы 220->220 найти довольно сложно. Поэтому, можно использовать так называемые перевертыши. Перевертыш — это два трансформатора, к примеру 220->24, выключенные последовательно вот так:

Как это выглядит на практике, вы наверняка видели в прошлой статье:

Перевертыши — это даже лучше, чем один трансформатор 220->220.

• Они обеспечивают вдвое меньшую емкость между входом и выходом
• Среднюю часть можно заземлить, и, таким образом очень неплохо отфильтровать помехи из сети
• Можно включить 3 трансформатора, и тогда можно получить 440 или 110 вольт

Естественно, чем больше напряжение на выходе трансформаторов, тем меньше тока течет и тем лучше.

Песенка

Давным давно я на тему гальванической развязки даже песенку записал. Песенка под спойлером.

Песня, ее текст и объяснения

Эту мини-песенку я записал когда я занимался разной аудио-электроникой. Один товарисч сделал ламповую гитарную примочку и, подумав, что трансформатор который превращает 220 в 220 совершенно бесполезен, выбросил его из схемы, за что и поплатился. Я подумал, что это — вполне себе тема для метальной мини-песенки.

Привет, Олдфаг! Твой браузер не поддерживает html5! Обновись!

Ты не поставил трансформатор анодный

Запитал непосредственно из сети

Под ногой была батарея

А рукой гитару схватил ты

Ток пронзает бренное тело

Извивается бренная плоть

Ты не можешь разжать свою руку

Ты один и никто не может помочь

Разрывая и выжигая

Электроны сжимают сердце твое

Будет биться или утихнет?

Безопасность, запомни, превыше всего.

Кстати, кроме развязки в этой мелкой песенке еще два неплохих совета:

• Да, все работы с сетевым напряжением нужно выполнять как минимум вдвоем.
• Когда бьет током, рука сжимается, поэтому, сначала к приборам лучше прикасаться тыльной стороной правой руки.

Заключение

Естественно, на этом тема развязки не заканчивается. К примеру, через развязку очень сложно передавать быстрые сигнал. Но про это — немного попозже.

Какая бывает гальваническая развязка | RuAut

Название «гальваническая изоляция» или «гальваническая развязка» носит основной принцип гальванической (электрической) изоляции электрической цепи, которая рассматривается, по отношению к остальным электрическим цепям. С помощью гальванической развязки осуществляется передача сигнала или энергии от одной (рассматриваемой) электрической цепи к другой цепи, при этом отсутствует непосредственный электрический контакт между этими цепями.

Посредством гальванической развязки становится возможным сделать, например, сигнальную цепь независимой. Это становится реально обеспечить, так как в целях обратной связи и при выполнении измерений происходит формирование независимого контура тока сигнальной цепи относительно контуров тока остальных цепей, к примеру, силовой. Описанное решение прекрасно подходит для осуществления электромагнитной совместимости: увеличивается точность и помехозащищенность производимых измерений. Гальваническая изоляция выхода и входа устройств очень часто повышает их совместимость с остальными устройствами в условиях тяжелой электромагнитной обстановки.

Однозначно можно утверждать и то, что гальваническая развязка служит и для обеспечения безопасности людей при работе с электрическим оборудованием. Но гальваническая развязка является только одной из мер, поэтому гальваническую изоляцию конкретной рассматриваемой цепи всегда требуется рассматривать обобщенно с остальными мерами обеспечения безопасности при работе с электрическими цепями. К таким мерам также относятся: цепи ограничения тока и напряжения и защитное заземление.

Для того, чтобы на практике применить гальваническую развязку можно прибегнуть к разнообразным техническим решениям, например:

• трансформаторная (индуктивная) гальваническая изоляция (развязка). Такая развязка используется для изоляции цифровых цепей и в трансформаторах;




• оптическая развязка, выполненная с помощью оптореле или оптрона (оптопара). Это техническое решение как правило можно встретить на многих современных импульсных источниках питания;




• емкостная гальваническая развязка. Она применяется в случаях, когда сигнал подается через конденсатор очень маленькой емкости;




• электромеханическая развязка, которая осуществляется, например, с помощью электромеханического реле.

На сегодняшний день наиболее широкое распространение получили два основных варианта гальваноразвязки в схемах. Это оптоэлектронный и трансформаторный тип гальванической развязки. 

Для того, чтобы построить гальваническую развязку трансформаторного типа, необходимо использовать магнитоиндукционный элемент (трансформатор) без сердечника или с сердечником или без сердечника. При этом выходное напряжение, которое снимается со вторичной обмотки этого трансформатора, должно быть пропорционально входному напряжению устройства. Но следует помнить, что при претворении данного способа в жизнь, очень важно иметь в виду нижеперечисленные недостатки этого метода, а именно:

• несущий сигнал создает помехи, которые могут влиять на выходной сигнал;




• частота пропускания ограничивается частотной модуляцией развязки;




• достаточно большие габариты.

Благодаря тому, что в последние годы произошло резкое развитие технологии полупроводниковых устройств, то увеличились и возможности построения оптоэлектронных узлов развязки, которые основаны на оптронах.

Принцип работы оптрона очень прост: фототранзистор воспринимает свет, который излучается светодиодом. Таким образом выполняется гальваническая изоляция цепей, если одна из этих цепей связана с фототранзистором, а другая — со светодиодом.

Рассмотренное техническое решение имеет целый ряд достоинств и преимуществ: развязка способна работать с сигналами частотой до десятков мегагерц, достаточно широкий диапазон напряжений развязки, а именно до 500 вольт, что является очень важным аспектом для построения систем ввода данных, и, конечно же, совсем небольшие габариты компонентов.

В случае, если принято решение не использовать гальваническую изоляцию, то максимальный ток, который протекает между цепями, ограничивается только относительно небольшими электрическими сопротивлениями. Это может в результате привести к протеканию выравнивающих токов, которые будут способны причинить вред как людям, которые будут прикасаться к незащищенному оборудованию, так и компонентам цепи. Прибор, который обеспечивает развязку, специально ограничивает передачу энергии от одной цепи к другой.

Согласование, экранирование и гальваническая развязка линий связи

Как уже отмечалось, электрические линии
связи (витые пары, коаксиальные кабели)
требуют проведения специальных мер,
без которых невозможна не только
безошибочная передача данных, но и
вообще любое функционирование сети.
Оптоволоконные кабели решают все
подобные проблемы автоматически.

Согласование электрических линий связи
применяется для обеспечения нормального
прохождения сигнала по длинной линии
без отражений и искажений. Следует
отметить, что в локальных сетях кабель
работает в режиме длинной линии даже
при минимальных расстояниях между
компьютерами, так как скорости передачи
информации и частотный спектр сигнала
очень велики.

Принцип согласования кабеля прост: на
его концах необходимо установить
согласующие резисторы (терминаторы) с
сопротивлением, равным волновому
сопротивлению используемого кабеля.

Как уже упоминалось, волновое сопротивление
– это параметр данного типа кабеля,
зависящий только от его устройства
(сечения, количества и формы проводников,
толщины и материала изоляции и т.д.).
Величина волнового сопротивления
обязательно указывается в сопроводительной
документации на кабель и составляет
обычно от 50—100 Ом для коаксиального
кабеля, до 100—150 Ом для витой пары или
плоского многопроводного кабеля. Точное
значение волнового сопротивления легко
можно измерить с помощью генератора
прямоугольных импульсов и осциллографа
как раз по отсутствию искажения формы
передаваемого по кабелю импульса. Обычно
требуется, чтобы отклонение величины
согласующего резистора не превышало
10% в ту или другую сторону.

Если согласующее, нагрузочное сопротивление
R_нменьше волнового сопротивления
кабеля R_в, то фронт передаваемого
прямоугольного импульса на приемном
конце будет затянут, если же R_нбольше R_в, то на фронте будет
колебательный процесс (рис. 3.1).

Рис. 3.1.Передача сигналов по
электрическому кабелю

Сетевые адаптеры, их приемники и
передатчики специально рассчитываются
на работу с данным типом кабеля с
известным волновым сопротивлением.
Поэтому даже при идеально согласованном
на концах кабеля, волновое сопротивление
которого существенно отличается от
стандартного, сеть, скорее всего, работать
не будет или будет работать со сбоями.

Здесь же стоит упомянуть о том, что
сигналы с пологими фронтами передаются
по длинному электрическому кабелю
лучше, чем сигналы с крутыми фронтами.
Их форма значительно меньше искажается
(рис.
3.2). Это связано с разницей
величин затухания для разных частот
(высокие частоты затухают сильнее).
Меньше всего искажается форма
синусоидального сигнала, он просто
уменьшается по амплитуде. Для улучшения
качества передачи нередко используются
трапециевидные или колоколообразные
импульсы (рис.
3.3), близкие по форме к полуволне
синуса, для чего искусственно затягиваются
или сглаживаются фронты изначально
прямоугольных сигналов.

Рис. 3.2.Затухание сигналов в
электрическом кабеле

Рис. 3.3.Трапециевидный и
колоколообразный импульсы

Экранирование электрических линий
связи применяется для снижения влияния
на кабель внешних электромагнитных
полей. Экран представляет собой медную
или алюминиевую оболочку (плетеную или
из фольги), в которую заключаются провода
кабеля. Экранирование будет работать,
если экран заземлен, поскольку необходимо,
чтобы наведенные на него токи стекали
на землю. Кроме того, экранирование
заметно уменьшает и внешние излучения
кабеля, что важно для обеспечения
секретности передаваемой информации.
Побочными полезными эффектами
экранирования являются увеличение
прочности кабеля и трудности с механическим
подключением к кабелю для подслушивания.
Экран заметно повышает стоимость кабеля,
но также его механическую прочность.

Снизить влияние наведенных помех можно
и без экрана, если использовать
дифференциальную передачу сигнала
(рис.
3.4). В этом случае передача идет
по двум проводам, причем оба провода
являются сигнальными. Передатчик
формирует противофазные сигналы, а
приемник реагирует на разность сигналов
в обоих проводах. Условием согласования
является равенство сопротивлений
согласующих резисторов R половине
волнового сопротивления кабеля Rв. Если
оба провода имеют одинаковую длину и
проложены рядом (в одном кабеле), то
помехи действуют на оба провода примерно
одинаково, и в результате разностный
сигнал между проводами практически не
искажается. Именно такая дифференциальная
передача применяется обычно в кабелях
из витых пар. Но экранирование и в этом
случае существенно улучшает
помехоустойчивость.

Рис. 3.4.Дифференциальная
передача сигналов по витой паре

Гальваническая развязка компьютеров
от сети при использовании электрического
кабеля совершенно необходима. Дело в
том, что по электрическим кабелям (как
по сигнальным проводам, так и по экрану)
могут идти не только информационные
сигналы, но и так называемый выравнивающий
ток, возникающий вследствие неидеальности
заземления компьютеров.

Когда компьютер не заземлен, на его
корпусе образуется наведенный потенциал
около 110 вольт переменного тока (половина
питающего напряжения). Его можно ощутить
на себе, если одной рукой взяться за
корпус компьютера, а другой за батарею
центрального отопления или за какой-нибудь
заземленный прибор.

При автономной работе компьютера
отсутствие заземления, как правило, не
оказывает серьезного влияния на его
работу. Правда, иногда увеличивается
количество сбоев в работе машины. Но
при соединении нескольких территориально
разнесенных компьютеров электрическим
кабелем заземление становится серьезной
проблемой. Если один из соединяемых
компьютеров заземлен, а другой нет, то
возможен выход из строя одного из них
или обоих. Поэтому компьютеры крайне
желательно заземлять.

В случае использования трехконтактной
вилки и розетки, в которых есть нулевой
провод, это получается автоматически.
При двухконтактной вилке и розетке
необходимо принимать специальные меры,
организовывать заземление отдельным
проводом большого сечения. Стоит также
отметить, что в случае трехфазной сети
желательно обеспечить питание всех
компьютеров от одной фазы.

Но проблема осложняется еще и тем, что
«земля», к которой присоединяются
компьютеры, обычно далека от идеала.
Теоретически заземляющие провода
компьютеров должны сходиться в одной
точке, соединенной короткой массивной
шиной с зарытым в землю массивным
проводником. Такая ситуация возможна
только если компьютеры не слишком
разнесены, и заземление действительно
сделано грамотно. Обычно же заземляющая
шина имеет значительную длину, в
результате чего стекающие по ней токи
создают довольно большую разность
потенциалов между ее отдельными точками.
Особенно велика эта разность потенциалов
в случае подключения к шине мощных и
высокочастотных потребителей энергии.

Присоединенные к одной и той же шине,
но в разных точках, компьютеры имеют на
своих корпусах разные потенциалы (рис.
3.5). В результате по электрическому
кабелю, соединяющему компьютеры, потечет
выравнивающий ток (переменный с
высокочастотными составляющими).

Рис. 3.5.Выравнивающий ток при
отсутствии гальванической развязки

Хуже, когда компьютеры подключаются к
разным шинам заземления. Выравнивающий
ток может достигать в этом случае
величины в несколько ампер. Подобные
токи смертельно опасны для малосигнальных
узлов компьютера. Кроме того выравнивающий
ток существенно влияет на передаваемый
сигнал, порой полностью забивая его.
Даже тогда, когда сигналы передаются
без участия экрана (например, по двум
проводам, заключенным в экран) вследствие
индуктивного действия выравнивающий
ток мешает передаче информации. Именно
поэтому экран всегда должен быть заземлен
только в одной точке.

Однако если каждый из компьютеров
самостоятельно заземлен, то заземление
экрана в одной точке становится
невозможным без гальванической развязки
компьютеров от сети. Таким образом не
должно быть связи по постоянному току
между корпусом («землей») компьютера
и экраном («землей») сетевого кабеля.
В то же время, информационный сигнал
должен передаваться из компьютера в
сеть и из сети в компьютер. Для
гальванической развязки обычно применяют
импульсные трансформаторы, которые
входят в состав сетевого оборудования
(например, сетевых адаптеров). Трансформатор
пропускает высокочастотные информационные
сигналы, но обеспечивает полную изоляцию
по постоянному току.

Рис. 3.6.Правильное соединение
компьютеров сети (гальваническая
развязка условно показана в виде
прямоугольника)

Грамотное соединение компьютеров
локальной сети электрическим кабелем
обязательно должно включать в себя
следующее (рис.
3.6):

• оконечное согласование кабеля с помощью
  терминаторов;

• гальваническую развязку компьютеров
  от сети;

• заземление каждого компьютера;

• заземление экрана (если, конечно, он
  есть) в одной точке.

Не стоит пренебрегать каким-либо из
этих требований. Например, гальваническая
развязка сетевых адаптеров часто
рассчитывается на допустимое напряжение
изоляции всего лишь 100 В, что при отсутствии
заземления одного из компьютеров может
легко привести к выходу из строя его
адаптера.

Следует отметить, что для присоединения
коаксиального кабеля обычно применяются
разъемы в металлическом корпусе. Этот
корпус не должен соединяться ни с
корпусом компьютера, ни с «землей»
(на плате адаптера он установлен с
пластиковой изоляцией от крепежной
планки). Заземление экрана кабеля сети
лучше производить не через корпус
компьютера, а отдельным специальным
проводом, что обеспечивает лучшую
надежность. Пластмассовые корпуса
разъемов RJ-45 для кабелей с неэкранированными
витыми парами снимают эту проблему.

Важно также учитывать, что экран кабеля,
заземленный в одной точке, является
радиоантенной с заземленным основанием.
Он может улавливать и усиливать
высокочастотные помехи с длиной волны,
кратной его длине. Для снижения этого
«антенного эффекта» применяется
многоточечное заземление экрана по
высокой частоте. В каждом сетевом
адаптере «земля» сетевого кабеля
соединяется с «землей» компьютера
через высоковольтные керамические
конденсаторы. Для примера на рис.
3.7показана упрощенная схема
гальванической развязки, применяемая
в сетевых адаптерах Ethernet.

Рис. 3.7.Схема гальванической
развязки в сети Ethernet

Приемопередатчик напрямую связан с
кабелем сети, но гальванически развязан
с помощью трансформаторов от компьютера
и остальной части сетевого адаптера.
Это продиктовано особенностями протокола
CSMA/CD и манчестерского кода, применяемых
в Ethernet. Для обеспечения полной развязки
питание приемопередатчика осуществляется
посредством преобразователя питающего
напряжения, имеющего внутри также
трансформаторную гальваническую
развязку. Оплетка коаксиального кабеля
соединена с общим проводом компьютера
через высоковольтный конденсатор.
Параллельно конденсатору включен
резистор с большим сопротивлением (1
МОм), который предотвращает электрический
удар пользователя при одновременном
касании им оплетки кабеля (корпуса
разъема) и корпуса компьютера.

В случае применения витых пар все гораздо
проще. Каждая витая пара имеет развязывающие
импульсные трансформаторы на обоих
своих концах. Ни один из проводов витой
пары не заземляется (они оба сигнальные).
К тому же разъемы для витых пар имеют
пластмассовый корпус.

Гальваническая развязка — Лекарство от пьянства — LiveJournal

?

LiveJournal

• Main
• Ratings
• Interesting
• iOS & Android

• Disable ads

Login

• Login

• CREATE BLOG

  Join

• English

  (en)

  • English (en)
  • Русский (ru)
  • Українська (uk)
  • Français (fr)
  • Português (pt)
  • español (es)
  • Deutsch (de)
  • Italiano (it)
  • Беларуская (be)

% PDF-1. 7
%
1 0 obj
> / Metadata 2 0 R / Outlines 65 0 R / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 66 0 R / Type / Catalog / Viewer Настройки >>>
endobj
2 0 obj
> поток
UUID: f0faace5-809e-7b43-9d4c-b2945d8f7c1dadobe: DocId: INDD: f6a41b7b-a460-11de-8e79-e80ef2aba225xmp.id: 92C261373D2068118083C332D698DB50proof: pdfxmp.iid: 4A5E162F3D2068118083C332D698DB50xmp.did: 0FC65F890F2068118083B609E522C8FAadobe: DocId: INDD: f6a41b7b-a460-11de- 8e79-e80ef2aba225 по умолчанию

2017-04-04T15: 36: 19-07: 002017-04-04T15: 36: 27-07: 002017-04-04T15: 36: 27-07: 00 Приложение Adobe InDesign CS6 (Macintosh) / pdf Библиотека Adobe PDF 10.0,1 Ложь
конечный поток
endobj
65 0 объект
>
endobj
3 0 obj
>
endobj
66 0 объект
>
endobj
75 0 объект
> / A13> / A14> / A18> / A19> / A2> / A20> / A7> / A8> / A9> / Pa0> / Pa10> / Pa12> / Pa13> / Pa4> / Pa5> / Pa6> / Pa7> / Pa8> / Pa9 >>>
endobj
76 0 объект
>
endobj
77 0 объект
>
endobj
78 0 объект
>
endobj
80 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 90 0 R 91 0 R 92 0 R 93 0 R 92 0 R 94 0 R 95 0 R 96 0 R 97 0 R 98 0 R 99 0 R 100 0 R 101 0 R 102 0 R 103 0 R 104 0 R 105 0 R 106 0 R 107 0 R 108 0 R 109 0 R 110 0 R 111 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 112 0 R 113 0 R 114 0 R 114 0 R 114 0 R 114 0 R 114 0 R 115 0 R 115 0 R 116 0 R 117 0 R 117 0 118 0 R 117 0 R 119 0 R 119 0 R 120 0 R 120 0 R 121 0 R 121 0 R 122 0 R 123 0 R 123 0 R 124 0 R 125 0 R 126 0 R 127 0 R 128 0 R 129 0 R 130 0 R 131 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 135 0 R 136 0 R 137 0 R 138 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 R 143 0 R 143 0 R 144 0 R 145 0 R 145 0 R 146 0 R 145 0 R 147 0 R 147 0 R 148 0 R 148 0 R 149 0 R 149 0 R 150 0 R 151 0 R 151 0 R 152 0 R 153 0 R 154 0 R 155 0 R 156 0 R 157 0 R 158 0 R 159 0 R 160 0 R 161 0 R 162 0 R 163 0 R 164 0 R 165 0 R]
endobj
81 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 166 0 R 167 0 R 168 0 R 168 0 R 168 0 R 168 0 R 169 0 R 169 0 R 169 0 R 169 0 169 0 R 170 0 R 170 0 R 170 0 R 170 0 R 170 0 R 171 0 R 172 0 R 172 0 R 172 0 R 172 0 R 172 0 R 172 0 R 172 0 R 173 0 R 174 0 R 175 0 R 176 0 R 177 0 R 178 0 R 178 0 R 178 0 R 178 0 R 178 0 R 179 0 R 180 0 R 180 0 R 180 0 R 180 0 R 180 0 R 180 0 R 180 0 R]
endobj
82 0 объект
[181 0 R 181 0 R 181 0 R 182 0 R 181 0 R 181 0 R 183 0 R 181 0 R 181 0 R 181 0 R 184 0 R 185 0 R 186 0 R 187 0 R 188 0 R 189 0 R 189 0 189 рандов 0 189 рандов 0 190 0 рандов]
endobj
83 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 191 0 R 192 0 R 193 0 R 194 0 R 195 0 R 196 0 R 195 0 R 197 0 R 198 0 R 197 0 R 199 0 R 200 0 R 201 0 R 200 0 R 202 0 R 203 0 R 204 0 R 205 0 R 206 0 R 206 0 R 206 0 R 206 0 R 206 0 R 206 0 R 207 0 R 208 0 R 208 0 R 209 0 R 210 0 R 210 0 R 211 0 R 210 0 R 212 0 R 212 0 R 213 0 R 213 0 R 214 0 214 0 R 215 0 R 216 0 R 216 0 R 217 0 R 218 0 R 219 0 R 220 0 R 219 0 R 221 0 R 222 0 R 223 0 R 224 0 R 225 0 R 226 0 R 227 0 R 228 0 R 229 0 R 230 0 R 229 0 R 231 0 R 232 0 R 233 0 R 234 0 R 235 0 R 236 0 R 237 0 R 238 0 R 239 0 R 240 0 R 239 0 R 241 0 R 242 0 R 243 0 R 244 0 R 245 0 R 246 0 R 247 0 R 248 0 R 249 0 R 250 0 R 249 0 R 251 0 R 252 0 R 253 0 R 254 0 R 255 0 R 256 0 R 257 0 R 258 ​​0 258 р 259 0 р 260 0 р 260 0 р 261 0 р 260 0 р 262 0 р 262 0 р 263 0 р 263 0 р 264 0 р 264 0 р 265 0 р 266 0 р 266 0 р 267 0 р 268 0 R 269 0 R 270 0 R 271 0 R 272 0 R 273 0 R 274 0 R 275 0 R 276 0 R 277 0 R 278 0 R 279 0 R 280 0 R 281 0 R 282 0 R 283 0 R 284 0 R 285 0 R 286 0 R 287 0 R 287 0 R 288 0 R 289 0 R 290 0 R 289 0 R 291 0 R 289 0 R 292 0 R 293 0 R 292 0 R 294 0 R 295 0 R 296 0 R 296 0 296 0 R 296 0 R 296 0 R 296 0 R 297 0 R 298 0 R 299 0 R]
endobj
84 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null значение NULL null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 300 0 R 301 0 R 302 0 R 302 0 R 303 0 R 303 0 R 304 0 R 305 0 R 305 0 R 306 0 R 307 0 R 308 0 R 309 0 R 310 0 R 311 0 R 312 0 R 313 0 R 314 0 R 315 0 R 316 0 R 316 0 R 316 0 R 316 0 R 316 0 R 316 0 R 317 0 R 318 0 R 318 0 R 318 0 R 318 0 R 318 0 R 318 0 R 318 0 R 319 0 R 320 0 R 320 0 R 321 0 R 322 0 R 322 0 R 323 0 R 322 0 R 324 0 R 324 0 R 325 0 R 325 0 R 326 0 R 326 0 R 327 0 R 328 0 R 328 0 R 329 0 R 330 0 R 331 0 R 332 0 R 333 0 R 334 0 R 335 0 R 336 0 R 337 0 R 336 0 R 338 0 R 339 0 R 340 0 R 341 0 R 342 0 R 343 0 R 344 0 R 345 0 R 346 0 R 347 0 R 348 0 R 349 ​​0 349 р 350 0 р 351 0 р 351 0 р 352 0 р 351 0 р 353 0 р 353 0 р 354 0 р 354 0 р 355 0 р 355 0 р 356 0 р 357 0 р 357 0 р 358 0 р 359 0 R 360 0 R 361 0 R 362 0 R 363 0 R 364 0 R 365 0 R 366 0 R 367 0 R 368 0 R 369 0 R 370 0 R 371 0 R 372 0 R 373 0 R 374 0 R 375 0 R 376 0 R 376 0 R 377 0 R 378 0 R 379 0 R 380 0 R 380 0 R 381 0 R 382 0 R 383 0 R 384 0 R 384 0 R 385 0 R 386 0 R 387 0 R 386 0 R 388 0 389 рэнд 389 0 р 390 0 р 391 0 р 392 0 р 393 0 р 392 0 р 394 0 р 392 0 р 395 0 р 396 0 р 395 0 р 395 0 р 395 0 р 397 0 р 398 0 р 399 0 400 0 R 401 0 R 402 0 R 403 0 R 404 0 R]
endobj
85 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null значение NULL null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 405 0 R 406 0 R 407 0 R 406 0 R 408 0 R 409 0 R 410 0 R 411 0 R 412 0 R 413 0 R 414 0 R 415 0 R 415 0 R 416 0 R 415 0 R 417 0 R 415 0 R 415 0 R 415 0 R 415 0 R 418 0 R 415 0 R 415 0 R 415 0 R 415 0 R 419 0 R 420 0 R 420 0 R 421 0 R 422 0 R 422 0 R 423 0 R 422 0 R 424 0 R 424 0 R 425 0 R 425 0 R 426 0 R 426 0 R 427 0 R 428 0 R 428 0 R 429 0 R 430 0 R 431 0 R 431 0 R 432 0 R 433 0 R 434 0 R 435 0 R 436 0 R 437 0 R 438 0 R 439 0 R 440 0 R 441 0 R 442 0 R 442 0 R 442 0 R 442 0 R 443 0 R 443 0 R 443 0 R 444 0 R 445 0 446 р. 446 0 р. 446 0 р. 446 0 р. 446 0 р. 446 0 р. 446 0 р. 446 0 р. 447 0 р. 447 0 р. 447 0 р. 447 0 р. 447 0 р. 447 0 р. 447 0 р.]
endobj
86 0 объект
[null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null значение NULL null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL NULL 448 0 R 449 0 R 449 0 R 450 0 R 451 0 452 руб. 453 0 руб. 453 0 руб. 453 0 руб. 454 0 руб. 454 0 пр. 455 0 руб. 456 0 руб. 456 0 руб. 457 0 пр. 458 0 руб. 459 0 руб. 460 0 руб. 461 0 руб. 462 0 руб. 462 0 руб. 463 0 R 463 0 R 464 0 R 464 0 R 465 0 R 466 0 R 467 0 R 466 0 R 468 0 R 466 0 R 466 0 R 469 0 R 466 0 R 470 0 R 471 0 R 472 0 R 473 0 R 474 0 руб. 475 0 руб. 476 0 R 477 0 R 478 0 R 479 0 R 480 0 R 481 0 R 482 0 R 483 0 R 484 0 R 485 0 R 486 0 R 487 0 R 488 0 R 489 0 R 490 0 R 491 0 R 492 0 493 0 R 494 0 R 495 0 R 496 0 R 497 0 R 498 0 R 499 0 R 500 0 R 501 0 R 502 0 R 503 0 R 504 0 R 505 0 R 506 0 R 507 0 R 508 0 R 509 0 R 510 0 R 511 0 R 512 0 R 513 0 R 514 0 R 515 0 R 516 0 R 517 0 R 518 0 R 519 0 R 520 0 R 521 0 R 522 0 R 523 0 R 524 0 R 525 0 R 526 0 R 527 0 R 528 0 R 529 0 R 530 0 R 531 0 R 532 0 R 533 0 R 534 0 R 535 0 R 536 0 R 537 0 R 538 0 R 539 0 R 540 0 R 541 0 R 542 0 543 р. 544 0 р. 545 0 р. 546 0 р. 547 0 р. 548 0 р. 549 0 р. 550 0 р. 551 0 р. 552 0 р. 553 0 р. 554 0 р. 555 0 р. 556 0 р. 557 0 р. 558 0 р. 559 0 R 560 0 R 561 0 R 562 0 R 563 0 R 564 0 R 565 0 R 566 0 R 567

Методы гальванической развязки для систем электромобилей

Высокое напряжение и большие токи, циркулирующие в электромобилях, составляют основу гальванической развязки техника важная тема.

Росс Сабольчик , Silicon Labs

Автомобильные конструкции

AS движутся в сторону электрификации, мощная силовая электроника становится критически важной для новых электронных трансмиссий и аккумуляторных систем. В этих приложениях цифровые контроллеры безопасно взаимодействуют с высоковольтными системами современных электромобилей благодаря гальванической развязке. Гальваническая развязка имеет решающее значение для работы этих цепей, поэтому может быть полезно рассмотреть основы гальванической развязки и то, как она реализована в современной автомобильной электронике.

Блок-схема типичной бортовой системы зарядного устройства, включая компоненты гальванической развязки.

Гальваническая развязка означает средство предотвращения прохождения тока между двумя частями электрической системы. Ключевой особенностью гальванической развязки по сравнению с омической изоляцией является то, что у нее нет прямого проводящего пути между двумя цепями. Другими словами, выходная силовая цепь электрически и физически изолирована от входной силовой цепи. Но гальваническая развязка по-прежнему позволяет обмениваться энергией или информацией между двумя секциями другими способами.

Типичные подсистемы, из которых состоит электромобиль.

Есть две основные причины, по которым может потребоваться гальваническая развязка. Во-первых, электрические заземления двух электрических систем могут иметь разные потенциалы. При отсутствии гальванической развязки между двумя блоками, имеющими общий провод заземления, может протекать ток контура заземления. Токи контура заземления представляют собой электрические помехи, которые могут мешать работе любой цепи. Более того, если разность потенциалов заземления достаточно велика, результирующий ток контура заземления может представлять угрозу безопасности.

Таким образом, вторая причина гальванической развязки — это безопасная работа. Безопасность — это основная причина, по которой в автомобильной электронике требуется гальваническая развязка. Для электромобилей и мягких гибридных электромобилей (HEV) характерны высоковольтные цепи, несущие смертельные токи. Высоковольтные секции находятся под управлением цифровой электроники, использующей токи миллиамперного уровня. Гальваническая развязка, по сравнению с другими типами изоляции, является более надежным способом предотвращения повреждения силовых каскадов неисправностями управляющей электроники, которая их задействует.

Цепи высокого напряжения в электромобилях

Полезно рассмотреть цепи большой мощности, используемые в электромобилях и HEV. В обоих типах транспортных средств обычно используются 48-вольтовые системы и батареи с высокой плотностью накопления энергии и способностью заряжаться за минуты, а не за часы. Кроме того, система управления батареями и соответствующая система преобразования энергии должны быть небольшими и легкими, и они должны «поглощать» ток батареи. Современные конструкции EV / HEV используют модульные компоненты в трансмиссии и системах хранения / преобразования энергии. Системы управления батареями EV / HEV обычно включают пять основных схемных узлов:

Как твердотельная гальваническая развязка может работать в интерфейсе связи для системы управления батареями. Домен высокого напряжения — это сторона с аккумулятором. Область низкого напряжения — это сторона с трансивером CAN. В этом примере рассматривается интерфейс CAN-шины. Реальные системы обычно включают дополнительную изоляцию между микроконтроллером и аккумулятором.

Бортовое зарядное устройство (OBC): литий-ионные батареи заряжаются с помощью бортового зарядного устройства, состоящего из преобразователя переменного тока в постоянный с коррекцией коэффициента мощности, которая контролируется системой управления батареями.

Система управления батареями (BMS): BMS контролирует и управляет зарядкой и разрядкой аккумуляторных элементов для обеспечения высокой эффективности и безопасности. В частности, BMS контролирует зарядку, состояние здоровья, глубину разряда и кондиционирование отдельных элементов батареи.

Как различные устройства цифровой развязки могут работать в упрощенной системе управления тяговым двигателем. Преобразователь постоянного / постоянного тока

: преобразователь постоянного / постоянного тока подключает высоковольтную батарею к внутренней 12-вольтной сети постоянного тока, которая также питает аксессуары и обеспечивает смещение для локальных переключающих преобразователей.

Главный инвертор: Главный инвертор приводит в действие электродвигатель, а также используется для рекуперативного торможения и возврата неиспользованной энергии в аккумулятор.

Высокоэффективная изоляция защищает цифровые контроллеры автомобиля от напряжений, которые могут быть значительно выше 300 В. Высоковольтные подсистемы, такие как OBC, обычно управляются через шину CAN, которая также должна быть изолирована.

Контроллеры низкого напряжения в электромобиле взаимодействуют с подсистемами высокого напряжения через соединения, которые часто являются шумными из-за близости к высоким токам и электрическому переключению. Кроме того, низковольтные контроллеры должны оставаться изолированными от высоковольтных силовых транзисторов, которыми они управляют, а также измерять токи или напряжения в других высоковольтных частях системы. Системы за пределами электромобиля, такие как электрические зарядные батареи, имеют аналогичные системные требования и потребности в изоляции.

Компоненты изоляции, часто используемые для обеспечения связи и управления в системах электромобилей.

В электромобилях можно использовать несколько типов технологий изоляции, включая изолирующие трансформаторы, оптопары, конденсаторные полупроводниковые изоляторы и полупроводниковые изоляторы на основе трансформаторов.Изолирующие трансформаторы используют магнитные поля для связи через изолирующий барьер с диэлектрической изоляцией между обмотками и магнитным сердечником, обеспечивающим изолирующий барьер. Оптопары используют светодиод и оптодетектор для связи через изолирующий барьер. Воздушный зазор между светодиодом и фотодетектором обычно недостаточно широк, чтобы выдержать необходимое напряжение изоляции. В результате между устройствами в оптроне вставляется диэлектрическая лента для увеличения степени изоляции.

Изоляция на основе полупроводников использует либо пару дифференциальных конденсаторов, либо трансформатор на основе MEMS в качестве изолирующего компонента. В этих устройствах сигнал модулируется через барьер для передачи информации. В изоляторах на основе конденсаторов в качестве диэлектрика обычно используется диоксид кремния. Слой полиимида используется в трансформаторных системах. Изолирующий канал состоит из передатчика и приемника, разделенных этим изолирующим барьером на основе полупроводников. Модуляция может быть основана на РЧ несущей с двухпозиционной манипуляцией или на схеме обнаружения на основе границ.Приемник содержит демодулятор, который декодирует состояние входа в соответствии с его содержанием РЧ энергии.

Схема включения / выключения РЧ-манипуляции обеспечивает превосходную помехоустойчивость по сравнению со схемами на основе границ, но с более высоким потреблением энергии. По сравнению с оптопарами изоляторы на основе полупроводников имеют множество преимуществ, включая более длительный срок службы, значительно лучшую устойчивость к температуре и старению, более быстрое переключение и гораздо более высокую помехоустойчивость.

Изоляция на основе полупроводников

особенно полезна, поскольку поставщики автомобилей ориентируются на широкозонные силовые транзисторы на основе нитрида галлия (GaN) или карбида кремния (SiC).В системах на основе GaN или SiC часто используются более высокие скорости переключения для уменьшения размера системного магнетизма, что может привести к значительно более высокому электрическому шуму. Изоляция полупроводников может справиться с этими более высокими скоростями и более шумной средой.

Уменьшение размеров и рост удельной мощности автомобильной электроники приведет к повышению рабочих температур, что может вызвать нагрузку на оптопары и снизить их производительность. Изоляция на основе полупроводников имеет значительно лучшую надежность в этих более высоких диапазонах температур, что делает их хорошим выбором для конструкций электромобилей.

Внутри OBC и BMS

Может быть полезно рассмотреть приложения в электронике EV и HEV, где может быть полезна гальваническая развязка на основе радиочастотных технологий. Одна область в системе OBC отвечает за преобразование стандартного источника зарядки переменного тока в напряжение постоянного тока, которое заряжает аккумуляторную батарею автомобиля. Кроме того, OBC выполняет другие ключевые функции, такие как мониторинг напряжения и защита.

Система OBC принимает входной источник переменного тока, преобразует его в высоковольтное напряжение на шине постоянного тока с помощью двухполупериодного выпрямителя и обеспечивает коррекцию коэффициента мощности (PFC).Результирующий сигнал постоянного тока преобразуется в переключаемую прямоугольную волну, которая приводит в действие трансформатор для создания необходимого выходного постоянного напряжения. Прерывание входного сигнала происходит с помощью драйверов с изолированным затвором, таких как устройство Si8239x от Silicon Labs.

Выходное напряжение может быть отфильтровано до конечного постоянного напряжения с помощью полевых синхронизирующих транзисторов (FET) под управлением драйверов с изолированным затвором. Выходное напряжение можно контролировать для обеспечения обратной связи с контроллером системы с помощью изолированных аналоговых датчиков, таких как устройство Si892x от Silicon Labs.

Вся система может контролироваться и управляться через изолированную шину CAN. Шина CAN изолирована цифровыми изоляторами со встроенными преобразователями постоянного / постоянного тока, такими как изоляторы Si86xx и Si88xx от Silicon Labs.

Обзор упрощенной системы BMS также подчеркивает важность изоляции сигнала и мощности. В большинстве подсистем электромобилей шина CAN изолирована от высоких напряжений в этой подсистеме цифровой изоляцией. Современная цифровая изоляция требует подачи питания на обе стороны изолятора (область высокого напряжения и область низкого напряжения).Этот источник питания также можно использовать для питания других устройств, подключенных к разъединителю, например, приемопередатчика шины CAN.

Изоляция в системах тяговых двигателей

В системе привода тягового двигателя работают несколько критически важных изолированных компонентов. Тяговый двигатель в большинстве электромобилей будет асинхронным двигателем переменного тока. Для управления двигателем контроллер тягового двигателя должен синтезировать переменную форму волны переменного тока из высоковольтной шины постоянного тока от аккумуляторной батареи.

Эти системы требуют изолированных драйверов между контроллером двигателя и силовыми транзисторами.Изоляция позволяет низковольтному контроллеру безопасно переключать мощные транзисторы для создания сигнала переменного тока. Кроме того, вероятно, существует изолированная шина CAN в системе управления двигателем и какой-либо метод измерения тока, подаваемого на двигатель, для контроля и управления скоростью и крутящим моментом.

Автомобильная электроника должна соответствовать более строгим стандартам тестирования и качества, чем промышленные устройства. Большинство клиентов автомобильной отрасли требуют более строгой квалификации AECQ-100, соответствия требованиям аудита ISO / TS16949, расширенного диапазона рабочих температур (от -40 до + 125 ° C) и чрезвычайно низкого уровня брака.

Эти повышенные требования означают, что поставщики автомобильной электроники должны предпринимать дополнительные шаги для обеспечения соответствия своих компонентов. Требуется дополнительный контроль качества на вафельном производстве, упаковке устройства и окончательной сборке. Настоящие автомобильные устройства должны поддерживаться системами качества и документации, такими как Процесс утверждения производства деталей (PPAP), Международные системы данных о материалах (IMDS) и Китайские автомобильные системы данных о материалах (CAMDS).

В целом, постоянно увеличивающаяся плотность мощности в подсистемах электромобилей создает жесткие условия теплового и электрического шума.Изоляция на основе полупроводников дает значительные преимущества по сравнению с устаревшими оптопарами. Клиенты из автомобильной отрасли требуют более высоких рабочих температур, более высокого качества и более строгой документации и систем, чем промышленные клиенты. Поставщики электроники, которые могут удовлетворить все эти требования, готовы оседлать грядущую волну электромобилей.

Гальваническая развязка — Dataforth

В современном мире электронной продукции рынок расходных материалов для батарей находится на подъеме.Аккумуляторные технологии для потребительского рынка достигли значительного прогресса за последние 200 лет. Рождение аккумуляторной технологии приписывают итальянскому физику Луиджи Гальвани, который в 1780 году обнаружил, что лапа лягушки «дергается», когда медные крючки, прикрепленные к мышце, касаются железной пластины. Он назвал это явление «животным электричеством».

Позже, в 1800 году, итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на эксперимент Гальвани с лягушкой, изобрел первую записанную батарею с использованием цинковых и медных электродов, разделенных в растворе соленой воды.Затем, в 1859 году (145 лет назад) французский физик Гастон Планте разработал первую технологию перезаряжаемых свинцово-кислотных батарей, которая используется до сих пор.

Историческая эволюция коммерческих аккумуляторов знаменует собой много важных вех после эксперимента с «лягушкой». Вот некоторые из них: цинк-углеродная батарея типоразмера D в 1889 году, никель-кадмиевая батарея в 1899 году, щелочная батарея в 1959 году, литиевая батарея в 1967 году, никель-металл-водородная (NiMH) батарея в 1990 году, Литий-ионный полимерный аккумулятор в 1999 году, топливный элемент с прямым метанолом в 2004 году.

В 1936 году археологи обнаружили глиняный сосуд с железными и медными стержнями. По структуре этот сосуд напоминает сырую батарею, которая, как полагают, содержала уксус в качестве электролита и использовалась в системе гальваники неочищенного золота. Кувшинам около 2000 лет парфянского периода!

Использование батарей — это один из методов разработки изолированных цепей. Не менее эффективно встраивание в вашу продукцию «гальванической развязки». Формирователи сигналов Dataforth спроектированы с полной трехсторонней изоляцией — тракт прохождения сигнала, источник питания полевой цепи и источник питания системной цепи изолированы!

На самом деле, использование изолированных формирователей сигналов Dataforth — отличный способ измерить батареи! Многие клиенты используют изолированные модули преобразования сигналов Dataforth, SCM, для измерения между ячейками батарей и полагаются на присущий им высокий уровень подавления синфазного сигнала для защиты чувствительных устройств мониторинга и управления.Более того, семейство Dataforth SCM5B40 обеспечивает входное сопротивление 200 МОм в дополнение к коэффициенту подавления синфазного сигнала 160 дБ!

Семейство SCM5B

Если вы используете их или участвуете в разработке или производстве батарей или топливных элементов, у Dataforth есть формирователь сигналов, который может защищать, усиливать (или ослаблять), изолировать и фильтровать ваши ценные данные измерений и управления!

Помните, наши инженеры по применению могут помочь вам с выбором кондиционера сигнала по телефону, факсу и электронной почте.Позвоните нам на нашем производственном предприятии в Тусоне по телефону 520-741-1404 (факс 520-741-0762) или напишите нам по адресу [email protected].

гальваническая развязка — Перевод на французский — примеры английский

Эти примеры могут содержать грубые слова на основании вашего поиска.

Эти примеры могут содержать разговорные слова, основанные на вашем поиске.

Система дополнительно включает в себя барьер гальванической развязки .

Схема согласно изобретению состоит из выходного трансформатора, обеспечивающего гальваническую развязку для двухпутной схемы обратной связи по мощности.

Схема представляет собой предварительное изобретение, являющееся составной частью преобразователя вылета по четырехпозиционной гальванике , гальванической изоляции для схемы взаимодействия с типом двойного вуа.

Целью изобретения является создание гальванической развязки , имеющей хорошие свойства передачи на частотах выше 6 ГГц.

Предметное изобретение — это то, о чем идет речь , гальваническое выделение , возможно, собственное превосходство по передаче на частотах выше 6 ГГц.

Профессиональные контроллеры DMX, например DMX-1440 или DMX-510USB рекомендуются для более обширных приложений DMX с гальванической развязкой .

Не рекомендуется использовать для приложений DMX с гальваническим соединением , профессиональных контроллеров DMX, например DMX-1440 или DMX-510USB.

гальваническая развязка встроена в сигнальный канал

Видимая индуктивность на этой фотографии служит гальванической развязке в высокочастотном питании по сравнению с остальной схемой.

Индуктивность, видимая на фотоснимке , гальванический изолятор и высокая частота питания для связи с восстановлением цепи.

биполярный генератор с переключаемой полярностью с гальванической развязкой

Функциональное испытание проводится с гальванической развязкой с использованием трансформатора (33).

Фотопреобразователи, оптопары, лазеры, детекторы, преобразователи DC-DC, изолированные источники питания, гальваническая развязка .

Фотопреобразователи, оптопары, лазеры, детекторы, преобразователи постоянного тока в постоянный, источники мощности, гальваническая развязка

Wikipedia

Электрическая изоляция, которая обеспечивает связь, но блокирует ток от одной стороны к другой

Трансформатор — самый распространенный пример гальванической развязки.
Оптоизолятор — очень популярный метод изоляции в цифровых схемах.
Поперечное сечение двухрядных корпусных оптоизоляторов.Относительные размеры светодиода (красный) и датчика (зеленый) завышены.

Гальваническая развязка — принцип изоляции функциональных секций электрических систем для предотвращения протекания тока; прямая проводимость не допускается. ^{[1] [2]} Энергией или информацией можно по-прежнему обмениваться между секциями с помощью других средств, таких как емкость, индукция или электромагнитные волны, или с помощью оптических, акустических или механических средств.

Гальваническая развязка используется там, где две или более электрических цепей должны обмениваться данными, но их заземления могут иметь разные потенциалы.Это эффективный метод разрыва контуров заземления, предотвращающий прохождение нежелательного тока между двумя устройствами, имеющими общий провод заземления. Гальваническая развязка также используется для безопасности, предотвращая попадание случайного тока на землю через тело человека.

Методы []

Трансформатор []

Трансформаторы соединяются магнитным потоком. Первичная и вторичная обмотки трансформатора не соединены друг с другом (автотрансформатор имеет токопроводящее соединение между своими обмотками и поэтому не обеспечивает изоляцию).Разница напряжений, которая может безопасно применяться между обмотками без риска пробоя (напряжение изоляции), определяется отраслевым стандартом в киловольтах. То же самое и с преобразователями. В то время как трансформаторы обычно используются для изменения напряжения, разделительные трансформаторы с соотношением 1: 1 используются в системах обеспечения безопасности.

Если две электронные системы имеют общую землю, они гальванически не изолированы. Общая земля может обычно и намеренно не подключаться к функциональным полюсам, но может быть подключена.По этой причине изолирующие трансформаторы не обеспечивают питание GND / заземляющий полюс .

Оптоизолятор []

Оптоизоляторы передают информацию световыми волнами. Передатчик (источник света) и приемник (светочувствительное устройство) электрически не связаны; обычно они удерживаются на месте внутри матрицы из прозрачного изоляционного пластика.

Конденсатор []

Конденсаторы пропускают переменный ток (AC), но блокируют постоянный ток; они передают сигналы переменного тока между цепями при различных постоянных напряжениях.В зависимости от условий, конденсатор может выйти из строя и стать «короткозамкнутым», что приведет к прекращению его функции электрической изоляции, что создает риск для «подключенной цепи» и, возможно, опасность для человека. Чтобы ответить на этот вопрос, существуют специальные номиналы конденсаторов, используемых для безопасной изоляции, например «Класс Y».

Эффект Холла []

Датчики на эффекте Холла

позволяют индуктору передавать информацию через небольшой зазор магнитным способом. В отличие от оптоизоляторов они не содержат источника света с ограниченным сроком службы и, в отличие от подхода на основе трансформатора, не требуют балансировки постоянного тока.

Магнитосопротивление []

Магнитопары

используют гигантское магнитосопротивление (GMR) для перехода от переменного тока к постоянному.

Реле []

Одна сторона управляет магнитной катушкой реле изоляции. Другая сторона подключена к переключаемым контактам.

Приложения []

Оптопары

используются в системе для развязки функционального блока от другого, подключенного к электросети или другому высокому напряжению, для обеспечения безопасности и защиты оборудования. Например, силовые полупроводники, подключенные к сетевому напряжению, могут переключаться с помощью оптопар, управляемых от низковольтных цепей, которые не нужно изолировать для более высокого сетевого напряжения.

Трансформаторы позволяют выходу устройства «плавать» относительно земли, чтобы избежать
потенциальные контуры заземления. Изолирующие трансформаторы питания повышают безопасность устройства, так что у человека, касающегося токоведущей части цепи, не будет протекать ток через них на землю.