電子電氣設備的電路隔離技術及運用實踐分析

李麗

丹東浩元儀器有限公司 遼寧丹東 118009

在對電子電氣電路進行隔離時，利用一些隔離的元器件可以抑制噪音的產生，這可以實現對電路的有效隔離，靈活地運用此技術，可以使得電子電氣設備更好地發揮自身功能。目前，對電子電器的電路進行隔離的主要方式有利用光電耦合器進行隔離或者利用變壓器進行隔離等技術。本文對電路隔離進行了簡單介紹，對電子電氣電路的隔離技術進行了深入探討分析，希望可以為相關領域的研究者提供一定的幫助。

1 電子電氣設備的電路隔離技術的種類分析

1.1 數字電路隔離技術

數字電路是指利用數字信號完成對數字量的算術運算和邏輯運算的電路，是一種極具有邏輯性的電路。數字電路隔離技術是運用變壓器、光電耦合器等設備實現電子電氣設備隔離的技術。當前使用較多的數字電路隔離技術有三種，分別是iCoupler技術、脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離。除此之外，在數字量輸出時也會采用繼電器隔離、高頻變壓器隔離等電路隔離技術。

1.2 模擬電路隔離技術

模擬電路的隔離技術與數字電路隔離技術存在著不同，模擬電路隔離技術可以實現對疏通道路的全面分系，之后再單獨對疏通通道的精度進行提升，當系統的內部性能與現實情況沖突時，需要酌情選擇科學合理的方式對電路進行隔離，以便于提升疏通通道的整體運行效果，然而，從傳統情況來看，一般的隔離元器件無法滿足實際過程的需要，所以，電力企業需要將直流電壓隔離的技術、線性隔離的技術以及其他隔離技術有機地結合起來，以更好地應對實際生產生活過程中多樣的電路隔離問題。

2 電子電氣設備應用電路隔離技術的必要性分析

電路隔離技術作為電子電氣設備正常運行的基本保障是十分重要的技術之一。首先，電路隔離技術是切斷干擾電子電氣設備噪音線路的主要手段。噪音干擾是影響電子電氣設備正常運行的主要因素之一[1]。因為電子電氣設備在運行中，電路極容易受到電磁的影響，從而產生噪音干擾。而電路隔離技術在電子電氣設備遭受噪音干擾時，會及時切斷產生噪音干擾的途徑。其次，電路隔離技術是增強電子電氣設備電磁兼容性的具體措施。電磁兼容性的強弱是體現電子電氣設備抗干擾能力強弱的表征。在電子電氣設備運行時，電磁兼容性將設備內部各個元件產生的電磁以及設備周圍環境中的電磁很好儲存在一起，互不影響。電路隔離技術在電子電氣設備中的有效運用和時間在一定程度上增強了電子電氣設備的電磁兼容性，增強了電子電氣設備的抗干擾能力。最后，電路隔離技術是促進電子電氣設備性能的主要途徑。

3 電子電氣設備的電路隔離技術運用實踐分析

3.1 模擬電路的隔離技術

①變壓器與直流電壓隔離技術。傳統的變壓器一次繞組與二次繞組之間是絕緣的，雖然能夠降低噪音對設備的干擾，但是電流傳輸到二次側時卻不能完全的降低噪聲的干擾問題。出現這類問題的主要原因是繞組與鐵芯，繞組之間的引線存在，設備在運行時交流電中的噪聲利用分布電容耦合傳遞到二次側[2]。所以需要在變壓器中的繞組之間設置屏蔽層，利用有屏蔽層的變壓器對交流電網中的噪聲進行消除，增加設備電磁兼容。電流通過變壓器時的噪聲在一定程度上減少了。②線性隔離放大器隔離。

3.2 數字電路隔離技術分析

①利用光電耦合器對數字電路進行隔離，光電耦合器的隔離技術主要是利用光電耦合器的作用將數字電路的內部電路與輸入的信號進行隔離，或者是將數字電路內部的輸出信號與數字電路外的電路進行隔離。經過大量的研究，我們發現大多數的光電耦合器對電路進行隔離時的電壓大都保持在二點五千伏以上，有些電氣設備的隔離電壓甚至已經達到了八千伏左右，光電耦合器的隔離電壓不僅有高壓大電流大功率的特點又有頻率高達十兆赫的高速高頻脈沖信號的特點。我們通常用到的光電耦合器芯片型號主要有4N25，這一型號的光電耦合器芯片在進行電路隔離時的電壓可以達到五點三千伏左右；還有6N137這一型號的光電耦合器在對電路進行隔離時的電壓可以達到三千伏，頻率高達十兆赫。②利用脈沖變壓器來進行數字電路的隔離的主要特點是：它的匝數較少，并且它的一次繞組和二次繞組都分別在鐵氧體磁芯的兩側。這一特點的優勢是可以分化脈沖變壓器的電容，也因為這一特點它被運用在數字電路的脈沖信號隔離上，脈沖變壓器在不會對數字電路的脈沖信號的輸出輸入信號進行直流分量，微電子技術控制系統也在廣泛的對這項技術進行運用，一般情況下脈沖變壓器在進行信號傳遞時的頻率大概在一千赫到一兆赫之間。③繼電器對數字電路電氣設備進行隔離的方法分析[3]。

3.3 數字電路與模擬電路之間的隔離技術

一個電子電氣設備中的電路隔離技術通常是模擬電路隔離技術和數字電路隔離技術共同作用的。但是由于數字電路隔離過程中會產生高頻信號干擾，影響模擬電路隔離的正常運行。因此必須隔離數字電路隔離與模擬電路隔離。首先，使用轉換器。適當使用轉換器，保證數字電路隔離與模擬電路隔離的正常運行。其次，使用光電耦合器。在模數轉換器之間加入光電耦合器，可以有效地將數字電路與模擬電路隔離。為了提高電路隔離技術的準確度，還可以在轉換器之間加入線性隔離放大器。數字電路與模擬電路之間的隔離技術通常稱為A/D、D/A的隔離技術。常用隔離方式有隔離的微處理器數據采集系統（常見）；隔離的模擬信號（不常見）；隔離的A/D、D/A轉換器：使用HCPL-900（3個4路器件即可，滿足數據、控制信號、狀態信號要求）。

4 結語

在實際進行電子電氣設備使用過程中，實際的電氣設備電路隔離的技術操作中，其技術人員就要從電氣設備的電路技術學習和實踐中，不斷地總結和分析自身所存在的不足和實際操作的應變能力，才能使對應的電路隔離技術在操作的過程中更具經濟性和安全性。