电子电气设备的电路隔离技术及运用实践推荐

范贤达 黄 琛

(国电南瑞科技股份有限公司配农电分公司,江苏 南京210000)

1 概述

对于电气设备发展而言，全面实现了电路隔离技术的运用，有效的解决了传统电路运行受到干扰的影响，无论电子电气设备以哪种形态运行，都必须充分展现电路隔离技术的能力，实现干扰电路的快速阻断，从而有效阻隔噪声干扰，推动我国电路隔离技术水平的长远发展。此外，通过电路隔离技术的应用，展现出了良好的电气元件自身优越的性能，发挥出电子电气设备的优势，满足实际生产需求，同时也推动了我国电气技术的发展。

2 供电系统中的电路隔离技术

2.1 交流供电隔离技术

在供电系统中，电路隔离技术也发挥着重要作用，通过交流供电隔离技术的性能优势，能够提高交流电网的完整运行，提高其抗干扰能力，避免受到雷击、高频电流以及谐波的干扰。通过电路隔离技术的合理运用，能够将交流电网运行时出现的噪声进行快速隔离，从而发挥出良好的电路隔离效果。隔离变压器在阻隔噪音工作中发挥着重要作用，由于隔离变压器有绕组和变压器的主要元件构成，可以有效切断正常运行中出现的高频噪音，同时，还会在电容感应的二次侧变压器传输过程中出现差模噪声，从而产生电路阻隔效果，保障电子电气设备的稳定运行。交流电网内部也具有大量谐波，这些由高频引起的噪音也会对电子设备造成一定的额影响，必须采取有效的意志措施，设置交流电源防干扰变压器，才能更好的抑制电源噪声的出现。

2.2 直流供电隔离技术

除了在交流电网中发挥重要的作用以外，电路隔离技术在直流供电系统中也能够表现出良好的噪音隔离效果。当直流电网供电运行时，一般会采用稳定性偏强的电路隔离技术，这样可以在控制电子电气设备电路隔离过程中，充分发挥出隔离变压器的隔离作用，并且可以适当的选择安装留压隔离器，提高隔离功能，降低干扰因素。当控制装置和电子电气设备的子系统需要进行隔离开展时，一般会选择两种隔离方式，分别为使用交流侧隔离变压器进行隔离以及使用模拟电路隔离技术，实现良好的互相隔离效果。

3 电路隔离技术在数字电路中的运用

3.1 电路隔离技术在脉冲变压器中的作用

目前，在我国电子电器设备的应用中，电路隔离技术表现出良好的应用效果，通过电路隔离技术在脉冲变压器中的应用能够明显的表现出隔离优势，主要是由于脉冲变压器作为先进的隔离设备，融入电路隔离技术能够很大程度的体现出创新技术的优势。在进行脉冲变压器的信号输入时，便无法直接对直流分量起到隔离效果，而需要结合实际情况设置波频率，才能发挥出干扰隔离作用。一般来说，必须保证波频率在1000Hz～1MHz范围内，由此可见，这种现象经常出现在微电子系统内部，但只有当频率超过10MHz才能更好的发挥出隔离作用，因此，电路隔离技术在脉冲变压器中能够表现出良好的隔离作用。

3.2 电路隔离技术在光电耦合器中的作用

对于数字电路的应用中，隔离技术一般采取光电耦合器来实现，这种隔离技术方式能够在电路与信号输入之间产生阻隔功能来达到隔离效果。利用光电耦合器可以降低远程数据信号传输造成的干扰因素，并且这项隔离技术已经初具成熟。此外，电路隔离技术无论是光电耦合器还是大功率耦合器都能够表现出良好的隔离作用。

3.3 电路隔离技术在继电器中的作用

在数字电路中，继电器也是重要的阻隔期间，为了确保继电器能够达到良好的阻隔效果，提高阻隔直流信号以及交流信号的能力，从而降低高压侧受到的噪声干扰，必须在实际继电器阻隔技术的应用中，通过对数字输出元件进行深入分析，并将继电器元件置入其中，保障具备优秀的隔离效果。在此过程中，还要确保可以与交流电进行隔离，保证电子电气设备的运行质量。在电路隔离技术的应中，继电器元件应用十分广泛，并且这种技术成本较低，具有良好的相加比，对电子电气设备的电路隔离技术具有重要的应用前景。

4 电路隔离技术在模拟信号测量系统中的应用

在电子电气设备的运作中，模拟信号测量系统也经常会受到噪声干扰，影响设备的稳定运行，干扰模拟信号测量系统的噪声包括共模噪声和自留分量等，对模拟信号测量系统造成巨大的影响。为此，在电子电气设备中，对模拟信号测量系统的精密度要求比较高，必须加强电路隔离技术的效果，有效的阻隔噪声干扰，才能够提高模拟信号测量系统中脉冲信号的传输质量，特别是在前置放大电路运行中，更应该发挥出电路隔离技术的作用，保障模拟信号测量系统的可靠性与安全性。

4.1 高电压、大电流信号隔离技术

结合对模拟信号测量系统运行原理的分析,模拟信号测量系统在运行时需要依靠互感隔离器技术来实现降噪或者隔离干扰效果,而互感隔离器的运行原理和方式与隔离变压器运行时基本相同,但是在高电压和较大电流的信号中,电路中隔离技术的运行原理已经变得非常复杂,必须要借助于电流或者是电压的互感器来实现电路中的隔离效果,促进模拟信号检测系统的数据传输和质量,提高电子和电气设备稳定运行。

4.2 微电压、微电流信号隔离技术

现阶段，我们分析模拟信号系统运行来看，其中微电压以及微电流的信号形成具有复杂的特点，因此，在进行微电压与微电流信号的电路隔离时，必须要考虑到实际精度的要求问题，尤其是价格因素，一般在共模噪声的环境下干扰较小，可以借助差动一起进行干扰阻隔，由于共模噪音的处理难度较大，因此必须充分考虑隔离放大器的精度问题，这样才能更好的实现干扰阻隔效果。充分发挥出电路信号隔离效果，促进电压的可靠运行。例如AD210模拟隔离放大器，其就应用了模拟电路隔离技术。下图为AD210的结构框图：3端口，宽频带隔离放大器，频率20Hz、隔离电压2500V、输出阻抗低可提供±15V电源（5mA）。

图1 AD210的结构框图

表1 IS0106高精度线性隔离放大器参数

5 数字电路和模拟电路之间的电路隔离技术应用

一般情况下，数字电路和模拟电路都会通过模数转换器（A/D）与数模转换器（D/A）的组合应用来实现转换效果，但是在数字电路和模拟电路的转换过程中，也会受到各类噪声的干扰，为此，也要采取有效的信号隔离技术，例如HCPL-4100。HCPL-4100为20mA电流环数字隔离传输时的专用发送器，在20k波特的通信速率下，可以可靠传送400米距离，隔离电压可达3750V（有效值）一分钟。

图2 HCPL-316J原理和逻辑功能图

6 结论

综上所述，随着我国电子电气设备的广泛应用，电路隔离技术在其中发挥着重要作用，但是在我国大力发展下，电路隔离技术也多种多样，为了能够达到良好的干扰隔离效果，必须充分考虑电气设备运行的实际情况，合理的选择电路隔离技术，提高电力设备的可靠运行，降低信号受到的干扰，促进我国电力行业的可靠发展。