电子电气设备的电路隔离技术及运用实践分析

李丽

丹东浩元仪器有限公司 辽宁丹东 118009

在对电子电气电路进行隔离时，利用一些隔离的元器件可以抑制噪音的产生，这可以实现对电路的有效隔离，灵活地运用此技术，可以使得电子电气设备更好地发挥自身功能。目前，对电子电器的电路进行隔离的主要方式有利用光电耦合器进行隔离或者利用变压器进行隔离等技术。本文对电路隔离进行了简单介绍，对电子电气电路的隔离技术进行了深入探讨分析，希望可以为相关领域的研究者提供一定的帮助。

1 电子电气设备的电路隔离技术的种类分析

1.1 数字电路隔离技术

数字电路是指利用数字信号完成对数字量的算术运算和逻辑运算的电路，是一种极具有逻辑性的电路。数字电路隔离技术是运用变压器、光电耦合器等设备实现电子电气设备隔离的技术。当前使用较多的数字电路隔离技术有三种，分别是iCoupler技术、脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离。除此之外，在数字量输出时也会采用继电器隔离、高频变压器隔离等电路隔离技术。

1.2 模拟电路隔离技术

模拟电路的隔离技术与数字电路隔离技术存在着不同，模拟电路隔离技术可以实现对疏通道路的全面分系，之后再单独对疏通通道的精度进行提升，当系统的内部性能与现实情况冲突时，需要酌情选择科学合理的方式对电路进行隔离，以便于提升疏通通道的整体运行效果，然而，从传统情况来看，一般的隔离元器件无法满足实际过程的需要，所以，电力企业需要将直流电压隔离的技术、线性隔离的技术以及其他隔离技术有机地结合起来，以更好地应对实际生产生活过程中多样的电路隔离问题。

2 电子电气设备应用电路隔离技术的必要性分析

电路隔离技术作为电子电气设备正常运行的基本保障是十分重要的技术之一。首先，电路隔离技术是切断干扰电子电气设备噪音线路的主要手段。噪音干扰是影响电子电气设备正常运行的主要因素之一[1]。因为电子电气设备在运行中，电路极容易受到电磁的影响，从而产生噪音干扰。而电路隔离技术在电子电气设备遭受噪音干扰时，会及时切断产生噪音干扰的途径。其次，电路隔离技术是增强电子电气设备电磁兼容性的具体措施。电磁兼容性的强弱是体现电子电气设备抗干扰能力强弱的表征。在电子电气设备运行时，电磁兼容性将设备内部各个元件产生的电磁以及设备周围环境中的电磁很好储存在一起，互不影响。电路隔离技术在电子电气设备中的有效运用和时间在一定程度上增强了电子电气设备的电磁兼容性，增强了电子电气设备的抗干扰能力。最后，电路隔离技术是促进电子电气设备性能的主要途径。

3 电子电气设备的电路隔离技术运用实践分析

3.1 模拟电路的隔离技术

①变压器与直流电压隔离技术。传统的变压器一次绕组与二次绕组之间是绝缘的，虽然能够降低噪音对设备的干扰，但是电流传输到二次侧时却不能完全的降低噪声的干扰问题。出现这类问题的主要原因是绕组与铁芯，绕组之间的引线存在，设备在运行时交流电中的噪声利用分布电容耦合传递到二次侧[2]。所以需要在变压器中的绕组之间设置屏蔽层，利用有屏蔽层的变压器对交流电网中的噪声进行消除，增加设备电磁兼容。电流通过变压器时的噪声在一定程度上减少了。②线性隔离放大器隔离。

3.2 数字电路隔离技术分析

①利用光电耦合器对数字电路进行隔离，光电耦合器的隔离技术主要是利用光电耦合器的作用将数字电路的内部电路与输入的信号进行隔离，或者是将数字电路内部的输出信号与数字电路外的电路进行隔离。经过大量的研究，我们发现大多数的光电耦合器对电路进行隔离时的电压大都保持在二点五千伏以上，有些电气设备的隔离电压甚至已经达到了八千伏左右，光电耦合器的隔离电压不仅有高压大电流大功率的特点又有频率高达十兆赫的高速高频脉冲信号的特点。我们通常用到的光电耦合器芯片型号主要有4N25，这一型号的光电耦合器芯片在进行电路隔离时的电压可以达到五点三千伏左右；还有6N137这一型号的光电耦合器在对电路进行隔离时的电压可以达到三千伏，频率高达十兆赫。②利用脉冲变压器来进行数字电路的隔离的主要特点是：它的匝数较少，并且它的一次绕组和二次绕组都分别在铁氧体磁芯的两侧。这一特点的优势是可以分化脉冲变压器的电容，也因为这一特点它被运用在数字电路的脉冲信号隔离上，脉冲变压器在不会对数字电路的脉冲信号的输出输入信号进行直流分量，微电子技术控制系统也在广泛的对这项技术进行运用，一般情况下脉冲变压器在进行信号传递时的频率大概在一千赫到一兆赫之间。③继电器对数字电路电气设备进行隔离的方法分析[3]。

3.3 数字电路与模拟电路之间的隔离技术

一个电子电气设备中的电路隔离技术通常是模拟电路隔离技术和数字电路隔离技术共同作用的。但是由于数字电路隔离过程中会产生高频信号干扰，影响模拟电路隔离的正常运行。因此必须隔离数字电路隔离与模拟电路隔离。首先，使用转换器。适当使用转换器，保证数字电路隔离与模拟电路隔离的正常运行。其次，使用光电耦合器。在模数转换器之间加入光电耦合器，可以有效地将数字电路与模拟电路隔离。为了提高电路隔离技术的准确度，还可以在转换器之间加入线性隔离放大器。数字电路与模拟电路之间的隔离技术通常称为A/D、D/A的隔离技术。常用隔离方式有隔离的微处理器数据采集系统（常见）；隔离的模拟信号（不常见）；隔离的A/D、D/A转换器：使用HCPL-900（3个4路器件即可，满足数据、控制信号、状态信号要求）。

4 结语

在实际进行电子电气设备使用过程中，实际的电气设备电路隔离的技术操作中，其技术人员就要从电气设备的电路技术学习和实践中，不断地总结和分析自身所存在的不足和实际操作的应变能力，才能使对应的电路隔离技术在操作的过程中更具经济性和安全性。