Гальваническая развязка по питанию: Современная гальваническая развязка. Что это и как работает?

Содержание

Современная гальваническая развязка. Что это и как работает?

Многие современные электронные устройства сегодня требуют гальванической развязки между двумя или более частями оборудования или между двумя критическими секциями одного продукта или системы. Если вы не делали этого раньше, вам придется изучить довольно много материала для понимания основ гальванической развязки, почему она используется, и знакомство с возможными способами ее реализации.

В этой статье дается определение гальванической развязки, объясняются ее преимущества, а затем резюмируются наиболее распространенные способы ее реализации. И это открывает новый подход к обеспечению гальванической развязки с помощью специальных интегральных схем (ИС).

Что такое гальваническая развязка?

Гальваническая развязка — это процесс проектирования электрического оборудования или систем с отдельными источниками питания таким образом, чтобы они не обменивались энергией или никак электрически не взаимодействовали. Идея состоит в том, чтобы поддерживать питание постоянного (и / или переменного тока) отдельно и независимо. Одна система электроснабжения не должна влиять на другую. В то же время, как правило, необходимо полностью изолированно передавать сигналы мониторинга и данные управления между ними.

Изоляция питания достигается за счет того, что две физические секции находятся далеко друг от друга. И это обычно реализуется НЕ подключением заземляющих соединений двух систем. Это устраняет контуры заземления и уменьшает или, по крайней мере, сводит к минимуму любой перенос шума. Когда используются как высоковольтные, так и низковольтные подсистемы, такая физическая изоляция и изоляция заземления также помогает защитить пользователей и специалистов по обслуживанию от ударов электрическим током, низковольтные цепи — от высокого напряжения, а в некоторых случаях защищает и от молнии.

Примеры оборудования, требующего гальванической развязки, включают программируемые логические контроллеры (ПЛК) в промышленных инструментах и оборудовании, источники бесперебойного питания (ИБП), электроприводы, промышленные роботы, зарядные устройства для аккумуляторов, преобразователи частоты / инверторы и иногда DC-DC преобразователи. Не забываем о постоянно растущем сегменте автомобильных приложениях.

Гальваническая развязка

Для реализации гальванической развязки используется широкий спектр методов. Возможно, самый старый и самый эффективный — это трансформатор. Он позволяет передавать данные, сообщения и коды посредством магнитных полей между первичной и вторичной обмотками. Между первичной и вторичной обмотками НЕТ прямой электрической связи.

На рисунке ниже показан пример базового источника питания, используемого в системе, требующей изоляции. SN6501-Q1 — это генератор модулирующих импульсов, который вырабатывает сигнал переключения для импульсного трансформатора. Трансформатор обеспечивает соотношение витков для получения желаемого выходного напряжения и идеальной развязки, обеспечиваемой только магнитной связью между входом и выходом. Регулятор с малым падением напряжения (LDO) фильтрует выпрямленный сигнал и устанавливает желаемое выходное напряжение.

Оптопары или оптоизоляторы — еще одно почти идеальное устройство для передачи данных с допустимой скоростью. Поток данных о напряжении управляет светодиодом внутри корпуса оптопары. Фототранзистор улавливает свет на расстоянии нескольких миллиметров. Транзисторный выход полностью изолирован от входа.

Один из лучших способов изоляции — использование конденсаторов. Они блокируют постоянный ток, но пропускают переменный ток, что делает их и их варианты чрезвычайно эффективными. Другие устройства, участвующие в создании гальванической развязки, — это специальные компоненты, такие как датчики на эффекте Холла и даже механические реле.

Современная гальваническая развязка

В наши дни лучший способ обеспечить необходимую гальваническую развязку — это использовать компоненты, разработанные специально для этой цели. Примеры включают специальные усилители и аналого-цифровые преобразователи (АЦП), используемые для отправки изолированных данных измерения тока и напряжения, когда это необходимо системе.

Дифференциальные усилители контролируют напряжение на чувствительном резисторе для получения значения тока.

Обычно для этого приложения требуются два источника питания (рисунок ниже слева). Однако наличие второго источника питания делает продукт больше, тяжелее и дороже.

Texas Instruments разработала линейку усилителей и АЦП с однополярным питанием, чтобы решить эту проблему. Изолированный усилитель AMC3301 (рисунок выше справа) включает полностью интегрированный преобразователь постоянного тока в постоянный (DC-DC) для подачи второго напряжения питания. Изоляция обеспечивается емкостной связью внутри интегральной схемы. AMC3301 соответствует правилам безопасности высоковольтной изоляции для сертификации UL 1577 до 4250 В среднеквадратического значения DIN VDEV 0884-11 для пикового напряжения до 6000 В.

Для обеспечения изолированных данных измерений и управления можно использовать два типа изолирующих устройств — изолированный усилитель и изолированный модулятор. Оба являются типами с однополярным питанием и каждый содержит внутренний дельта-сигма (ΔΣ) АЦП.

Контролируемый аналоговый сигнал отправляется на микросхему, усиливается, а затем оцифровывается АЦП. АЦП генерирует последовательный поток битов, который проходит через емкостный изолирующий барьер на кристалле. Этот последовательный поток битов затем отправляется на фильтр нижних частот, который вырабатывает напряжение, пропорциональное входному сигналу. В этот момент восстановленный сигнал постоянного тока может быть снова оцифрован в другом АЦП, возможно, в обычном системном микроконтроллере.

В качестве другого варианта можно использовать изолированный модулятор, такой как AMC1305 / 06 от TI. Он принимает отслеживаемый сигнал тока или напряжения и усиливает его перед оцифровкой в более быстром ΔΣ АЦП. АЦП посылает свой сигнал через внутренний емкостный изолирующий барьер на выход. Этот сигнал представляет собой серию битов, представляющих напряжение внутри устройства. Внешний фильтр нижних частот генерирует пропорциональный аналоговый сигнал, который снова может быть оцифрован для цифровой обработки сигнала.

Хотя и изолированные усилители, и модуляторы действительно обеспечивают хорошие характеристики, изолирующие модуляторы, как правило, являются лучшей альтернативой. Они обладают превосходным соотношением сигнал / шум, большей точностью и меньшей задержкой.

Гальваническая развязка 101

Для улучшения знаний и понимания гальванической развязки, вам следует рассмотреть эталонный прототип TI TIDA-010065. Эталонный прототип представляет собой упрощенную архитектуру для создания изолированного источника питания для изолированных усилителей, которые измеряют изолированные напряжения и токи. Встроенная цифровая диагностика повышает надежность и производительность системы. Это отличная платформа для самообучения и изучения тонкостей гальванической развязки.

Гальваническая развязка по питанию

Гальванической развязкой или гальванической изоляцией называется общий принцип электрической гальванической изоляции рассматриваемой электрической цепи по отношению к другим электрическим цепям. Благодаря гальванической развязке осуществима передача энергии или сигнала от одной электрической цепи к другой электрической цепи без непосредственного электрического контакта между ними. Гальваническая развязка позволяет обеспечить, в частности, независимость сигнальной цепи, поскольку формируется независимый контур тока сигнальной цепи относительно контуров токов других цепей, например силовой цепи, при проведении измерений и в цепях обратной связи. Такое решение полезно для обеспечения электромагнитной совместимости: повышается помехозащищенность и точность измерений.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Блок питания для мультиметра с гальванической развязкой (12В в 9В)
  • Применение индуктивно-емкостной гальванической развязки в светодиодных драйверах
  • Гальваническая развязка, принципы и задачи
  • Гальваническая развязка (Часть 2).
    Виды и задачи. Особенности
  • Модуль гальванической развязки Seneca Z110S
  • Гальваническая развязка питания и двусторонняя передача данных на одном компоненте в SMD-корпусе
  • Гальваническая развязка при тестировании
  • О питании. Часть вторая.
  • Гальваническая развязка
  • Модули гальванической развязки ФЕ1874.1-АД

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: [РП] Как убрать фон от bluetooth модуля на OVC3860?

Блок питания для мультиметра с гальванической развязкой (12В в 9В)


Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Гальваническая развязка от сети V из старого бесперебойника. Практика Блоки питания. Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа! Михаил mixa Список всех статей. Профиль mixa О себе автор ничего не сообщил. Читательское голосование Статью одобрили читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем. Для питания приборов, купленных в США, обычно недостаточно приобрести адаптер вилки питания Здравствуйте друзья. Позвольте представить вашему вниманию мой первый лабораторный блок питания. Дискретный регулятор напряжения от 0 до Вольт с 8-битной точностью Понадобился как-то мне регулятор переменного напряжения В для проведения измерений параметров Хочу рассказать про интересный способ изготовления клея, необходимого для скрепления половинок В последнее время мощности бытовых нагрузок возросли: появились фены, обогреватели, утюги, СВЧ печи Диодно-тиристорный выпрямитель со схемой управления для сварочного аппарата Мною давно изготовлен сварочный аппарат на базе трансформатора на кольцевом сердечнике от Моддинг ламповых конструкций или как заставить лампы светиться Как известно, лампы это не только приятный теплый звук, но также и необычные формы самих ламп, а Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим Срочно понадобился RMS вольтметр.

Облепил контроллер схемой. Решил сделать блок питания Идея приготовить самодельный усилитель из того, что имеется под рукой родилась неожиданно, когда Как намотать трансформатор. Типография Госэнергоиздата. Москва, г. Попалась интересная и простая схемка преобразователя 12 В в В на забугорных ресурсах. Назад Вперед. Комментарий 1 от , Ответить С нами с Замечательное сочетание простоты с полезностью! Надо себе застрогать такую штуку, бесперебойников есть Михаил , спасибо!

Примите лайку от меня. Комментарий 2 от , Ответить С нами с 5. Давно тоже думаю, как в мастерской своей сделать такую штуку. Спасибо за идею, осталось только воплотить в жизнь. Комментарий 3 от , Ответить С нами с 8. Замечательное изделие получилось! Очень аккуратно. Спасибо за статью! На работе много старых ИБП, возможно себе соберу. Комментарий 4 от , Комментарий 5 от , Цитата: Datagor.

Комментарий 6 от , Идея хорошая. Можно ли считать осциллограф развязанным за счет трансформатора импульсного внутреннего блока питания, при условии отсутствия заземления и отсоединённых конденсаторов фильтра от корпуса прибора? Комментарий 7 от , Комментарий 8 от , Я бы еще и ЛАТР перед такой конструкцией поставил и амперметр по выходу, у меня именно так и тогда хороший комплект для работы с импульсными блоками питания.

Комментарий 9 от , Интересно узнать будет, как на практике такой прибор будет себя вести?

При какой нагрузке начнет греться, ведь при таком подключении трансформаторов очень малый КПД. Отпишитесь по возможности. Сколько всего подключили максимально , на сколько упало напряжение, какова сила тока при такой нагрузке, сколько по времени тестировали. На ватт лампочка для лаборатории это практически ничего, как устройство поведет себя на нагрузке в или ватт?

Если не сложно. Комментарий 10 от , Цитата: vladimirm2. Комментарий 11 от , Все же интересно протестировать под немного большей нагрузкой, хотя бы ватт, попробуйте. Комментарий 12 от , Комментарий 13 от , Буду пробовать конечно! Однозначно полезное устройство, спасибо! Комментарий 14 от , Абсолютно согласен с Игорем. Где то здесь на форуме я показал, со всеми описаниями, свой аналогичный стенд.

Здесь разница вот в чем: вы же ремонтируете, а не гоняете сутками на максимальных режимах, вы же взялись за ремонт, а не за бесконечное сжигание комплектующих. Именно поэтому и рекомендовал добавить ЛАТР и амперметр. Первый позволит запитываться от меньшего питающего напряжения от нуля до полного , а второй — контролировать что при этом происходит. Я на работе использовал 2 шт трансформатора, каждый всего по Вт.

И хватало за глаза. Комментарий 15 от , Ответить С нами с 2. Очень доступно. Очень полезная вещь! Комментарий 16 от , Очень хорошая штука получилась Если «лишние» обмотки не задействованы в сетевой — то они просятся на двухполярный блок питания, а в середину «перевертыша» полезно включить и установить конечно — вентилятор — это облегчит жизнь китайским трансам.

Но ИДЕЯ — очень хороша — все получается аккуратно А еще по такой схемке можно сделать что-то отладочное для лампочек Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос. Вспоминаем закон Ома. Что получим, умножив напряжение на силу тока? Ответы здесь! Все рубрики. Датагорский Форум 21 Страна советов!


Применение индуктивно-емкостной гальванической развязки в светодиодных драйверах

Seneca ZS обеспечивает гальваническую развязку для токовой петли, которая не только снижает риск прохождения импульсных токов от датчика к ПЛК, но и увеличивает точность измерения за счёт ликвидации протекания токов по «земляным» цепям. Модуль не требует отдельного блока питания, так как запитывается от входного сигнала, что упрощает его подключение. Датчики влажности расположены в разных помещениях и запитаны от разных источников питания. ZS -D обеспечивает гальваническую развязку для токовой петли, которая не только снижает риск прохождения импульсных токов на вход ПЛК, но и увеличивает точность измерения за счет ликвидации протекания токов по «земляным» цепям. Модуль ввода аналогового сигнала имеет общий минус для всех входных каналов. В этой точке минусы разных блоков питания соединяются, что приводит к протеканию паразитных «земляных» токов. Установка между датчиками и модулем ввода гальванической развязки Seneca ZS полностью решают эту проблему, таким образом увеличивая точность измерений.

Насколько понимаю трансформатор нужен не совсем обычный, у него первичная обмотка должна быть такая же как вторичная. Есть ли.

Гальваническая развязка, принципы и задачи

Всех приветствую! Сегодня звершил установку планшета в свой автомобиль. Вылезла небольшая проблема со звуком, а точнее с находками по питанию, при работе штатной магнитолы в режиме AUX в колонках тишина, но как только включается планшет, подключенный по тому же AUX кабелю, в колонках слышно шипение и звук от работы свечей. Питание планшета организовано через 2 DC-DC преобразователя, один заменяет батарею, второй зарядку. Подскажите какую схему фильтра применить? Гугл выдает множество результатов, но какой именно нужен в моем случае я так и не понял. Возьми питание планшета из той же точки что и питание усилка. Должно помочь.

Гальваническая развязка (Часть 2). Виды и задачи. Особенности

Логин или эл. Запомнить меня. Повторите пароль. Введите цифры и буквы.

Использую в машине телефон как источник звука для магнитолы через линейный вход так же для навигации и всё хорошо, пока не приходится ставить телефон на зарядку.

Модуль гальванической развязки Seneca Z110S

Устройства гальванической развязки позволяют физически разделить две электрические цепи, что даёт возможность существенно улучшить качество электрического питания приборов и оборудования. В том числе такие приборы позволяют осуществлять безопасное подключение современных устройств в устаревших сетях без заземления. Гальванические развязки используются для защиты электропитания приборов и оборудования, улучшения качества электрического питания, передачи сигналов между электрическими сетями. При развязке электрических цепей используют следующее оборудование:. Ниже представлены изображения различных устройств гальванической развязки:. Устройство гальванического сопряжения TEPLOCOM GF предназначено для улучшения показателей качества электропитания в электрических сетях без заземления и в электрических сетях с некачественным заземлением.

Гальваническая развязка питания и двусторонняя передача данных на одном компоненте в SMD-корпусе

Модули гальванической развязки ФЕ Модули могут применяться в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами, энергетических объектов, в аппаратуре технической диагностики, для комплексной автоматизации объектов атомной энергетики и в других областях промышленности. Для питания внешних датчиков модули гальванической развязки имеют встроенный источник питания постоянного тока напряжением 24 В. Питание внешних датчиков в сдвоенном модуле осуществляется по токовой петле двухпроводное подключение. В модулях обеспечивается гальваническая развязка между входными, выходными цепями и цепями питания. Диапазон входного сигнала Диапазон выходного сигнала, мА Сопротивление нагрузки, Ом 4 — 20 мА с питанием внешних датчиков сдвоенный 4 — 20 0 — 0 — 5 мА с питанием внешних датчиков 4 — 20 мА с питанием внешних датчиков 0 — 20 мА с питанием внешних датчиков 0 — 75 мВ с питанием внешних датчиков 0 — 5 0 — 4 — 20 0 — 0 — 20 0 — Все права защищены.

Часть вторая. Помехи в схемах. Помехи по цепям питания. Раздельное питание и гальваническая развязка. О питании. Часть третья.

Гальваническая развязка при тестировании

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Гальваническая развязка от сети V из старого бесперебойника.

О питании. Часть вторая.

Принципиальная схема автомобильного блока питания для мультиметра с гальванической развязкой от бортовой сети. Мультиметр — очень полезный прибор при ремонте автомобильной электрики. Многие автолюбители его возят с собой. Но, пользуются им не часто, и он просто лежит среди прочих инструментов. В результате в самый нужный момент прибор оказывается нерабочим из-за источника питания.

Гальванические развязки встречаются во многих электронных устройствах из самых разных областей техники.

Гальваническая развязка

В статье рассматриваются вопросы применения индуктивно-емкостной гальванической развязки в светодиодных драйверах. Тула придуман и реализован способ гальванической развязки выходной цепи ИИП без применения импульсного трансформатора. Для гальванической развязки выходных цепей импульсных источников питания ИИП используется импульсный трансформатор. Принцип действия предлагаемого способа развязки поясняют рис. Зеленым цветом показан один из возможных путей неконтролируемого тока собственной частоты импульсного источника питания. На рис. Предлагаемая гальваническая развязка получила название индуктивно-емкостной.

Модули гальванической развязки ФЕ1874.1-АД

Гальванические развязки используются для передачи сигналов с целью снижения помех, для бесконтактного управления и для защиты оборудования от повреждения и людей от поражения электрическим током. Исторически первый вид развязок. Используется до сих пор как для передачи мощности, так и для передачи информационного сигнала.


Простая гальваническая развязка | Аналоговые устройства

по Фредерик Досталь