电子电气电路的隔离技术分析

吕梦圆

摘要：电子电路电路的绝缘技术对电路的性能有很大的影响，电路的设计需要对电路中的噪声和干扰信号的来源进行全面的分析，并根据实际的实际情况，设计出适合的隔离技术和方法。

关键词：电子电路;电气设备;隔离技术

1电子电气电路中的隔离技术

目前，对电子电气线路隔离的技术手段有很多，但在实践中，最常用的就是采用数字隔离技术和模拟隔离技术。数字电路隔离技术是指利用电子元件来有效地隔离电路，并以数字信号的形式输入实现隔离。这种绝缘技术可以改善电气自身的工作品质，是一种非常精确的绝缘技术。不同于数字电路隔离技术，模拟电路的隔离技术是首先对传输线进行分析，然后提高信道精度。该技术通过采用传输通路，有效地提高了信道的准确率，提高了信道的性能，保证了电网的稳定运行。

2电子电气电路的隔离技术分析

2.1供电系统的隔离技术分析

2.1.1交流供电系统隔离技术

通常交流电源中含有大量的谐波、高频干扰、环境干扰等，针对高频谐波的交流电源，通常都会采取一种抑制干扰的方式来隔离干扰，比如电源中的跳闸电路可以用一个电压隔离变压器来隔离电源中的跳闸，以减少线路中的EMI问题，但有些时候，常规的变压器的一次线圈和二次线圈是绝缘的，它可以防止一次侧的噪声和电流传输到二次侧，起到一定的隔离效果，但因为变压器内部有分布电容，所以交流电流的噪声会通过电容将噪声、干扰传递到二次侧，干扰之后的电力供应系统。由于电力技术的进步，现已开发出一种能有效地抑制噪音的隔离变压器，它是一种由线圈和线圈组成的多层屏蔽变压器，其铁心、线圈位置等都经过了特别的设计，从而阻断了高频噪音的传播，从而减少了电路中的差模噪声，从而达到了很好的绝缘效果，是一种较为理想的交流电源隔离技术。

2.1.2直流供电系统的隔离

直流电力系统的绝缘通常是先对后的技术，當系统的控制设备和电子线路的设备需要绝缘时，可以在交流端使用隔离变压器，也可以在电器设备中使用DC/DC转换器自流压隔离器来隔离，从而达到隔离电流中的噪音和干扰。

2.2模拟电路信号测量系统的隔离技术分析

在仿真测试系统中，存在着一些自流成分和共模噪声，从而对测试系统的信号造成干扰，并对其进行有效的隔离，从而使其逻辑系统不能正常工作，尤其是在高精度的测量系统中，必须对其进行合理的隔离。高电压大电流信号处理技术.在模拟电路信号测试系统中存在的干扰和噪声，主要采用了互感隔离器技术，其在抑制电路噪声和干扰方面与隔离变压器的工作原理类似。微电流和电压信号隔离技术的研究。由于微压、微流模拟信号的生成过程较为繁琐，所以在应用隔离技术时，既要保证电路的精确度，又要兼顾带宽和带宽费用，通常情况下，只要使用差分放大器和仪表放大器即可，而对于共模噪声，则需要高精度的线性隔离放大器来隔离，隔离放大器的参数冲击耐压为8kVPK/lOs，非线性误差约为0.007%。

2.3模拟信号控制系统的隔离技术

在信号控制系统中，所采取的措施与模拟测量系统中的干扰隔离技术相似，对交流信号的隔离主要是变压器隔离，而直流信号则是采用自流变压器和非线性隔离器技术。

3数字电路的隔离技术

3.1光电耦合器隔离技术

在数字电路的输入系统中，主要是利用光电耦合器的隔离技术来抑制噪声和干扰，通过利用光电耦合器的隔离技术来隔离数字电路的内部和外部的电路，从而避免了内部和外部电路的干扰。目前，大部分光电耦合装置的绝缘电压都在2.5KV以上，但也有一些绝缘元件的工作电压超过8KV，因此，有一个高电压、高电流的光电耦合器，可以迅速地解决噪音和电磁波的干扰，比如通常使用的绝缘装置4N25，其工作功率为5.3kv，但其工作频率大于10MHz。所以，利用光电耦合隔离技术具有更高的成本效益，但是在实际应用中要考虑隔离速率。

3.2脉冲变压器隔离技术

脉冲变压器隔离技术是利用电容对来隔离电路中的噪声，脉冲电容的体积很小，通常只有几个皮法拉，由于线圈数量较少，所以在线圈的两端都要经过一次和二次线圈，再加上隔离电容，就构成了一个脉冲信号隔离器件。该技术能在不直接传输自流成分的情况下，实现对脉冲变换技术的传输和输出脉冲信号的处理，从而提高了电路的稳定性。通常情况下，将脉冲变压器隔离技术的信号传输频率控制在1kHz-lMkz以内即可实现对干扰和噪声的分离，而现在，新型的高频脉冲变压器已被广泛使用，其传输频率超过10MHz，隔离效果较好。脉冲隔离变压器的结构，主要是由SCR和CTR这样的高功率可控硅（SCR）和可控晶体管（CTR）来隔离和控制电子和电气中的干扰和噪音，其传输频率高达10MHZ，被广泛用于电子线路。在数字电路的传输中，为了增强隔离效果，通常将继电器技术与脉冲变压器相结合，以保证在高电压侧的干扰和噪声不能传递到低电压侧，从而有效地抑制电子线路的干扰。

4模拟电路与数字电路之间的隔离技术

在电子电路技术中，经常会有数字和模拟两种电路的混用，而在数字和模拟电路的转换中，通常都是通过A/D或者D/A来进行转换，在变换的时候，必须采取一些隔离技术，避免两者在变换的时候发生相互干扰，从而影响测量的准确性，在抑制电路干扰和减少电路噪声时，可以通过地线将干扰信号接地，虽然不能有效的消除电路中的高频干扰，但可以减少噪音，从而使模拟信号和数字信号的处理部和接收部分离，从而有效地将数字信号中的高频干扰引入到模拟电路中，并且有效地阻断了预模干扰和差模干扰，从而提高了信号处理的效率。

5结束语

目前，由于对电子、电气设备的性能要求不断提高，绝缘技术已被广泛地应用于电子、电气线路，因此，它可以使电气装置的安全性能得到进一步的改善，同时还可以在一定程度上减少电力装置的能量消耗，改善电路中的绝缘效果，减少电力装置的噪音和干扰，在实际使用时，必须综合分析和处理电气装置的内部噪声和外界的干扰，选择适当的隔离位置，设计符合EMC要求的合格产品，以提高电器的能源利用率和使用效率。

参考文献

[1]曹宏娟.电子电气设备的电路隔离技术及运用实践微探[J].科技经济导刊，2017（13）：102.