試論電子電氣設(shè)備中的電路隔離技術(shù)

白凌

摘 要：隔離技術(shù)在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用，對(duì)干擾設(shè)備正常運(yùn)行的電磁波、雷電、元件本身、高壓、低壓等因素進(jìn)行隔離控制，以及切斷噪音對(duì)電路運(yùn)行的干擾，來保證電子電氣設(shè)備的良好運(yùn)行。現(xiàn)階段，隔離技術(shù)主要是在電子電氣設(shè)備的各個(gè)系統(tǒng)上，安裝使用隔離器，對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)元器件進(jìn)行隔離處理，本文主要論述了隔離技術(shù)在電子電氣設(shè)備的模擬電路和數(shù)字電路中的實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)隔離技術(shù)進(jìn)行了分析，以期為技術(shù)人員提供工作上的參考。

關(guān)鍵詞：電子電氣設(shè)備;電路隔離技術(shù);隔離器

電子電氣設(shè)備隔離技術(shù)與人們的生活息息相關(guān)，在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾姳?、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、電視機(jī)等電氣設(shè)備中，使用隔離技術(shù)，維持電氣設(shè)備穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，為人們的生活提供便利;隔離技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)備上的應(yīng)用，防止設(shè)備受到噪音、電磁波、信號(hào)的干擾，保證設(shè)備良好的運(yùn)行，維持電子電氣設(shè)備生產(chǎn)的可靠性。

1.電子電氣設(shè)備中的電路隔離技術(shù)分析

1.1隔離技術(shù)分析

隔離技術(shù)的主要功能是隔離影響電子電氣設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)因素，主要是電磁波、信號(hào)、噪音等，現(xiàn)階段隔離技術(shù)針對(duì)的電路有以下兩種：

1.1.1數(shù)字電路

隔離技術(shù)主要針對(duì)的是數(shù)字電路的數(shù)字信號(hào)、電磁波、電壓、電流等，該電路具有運(yùn)算功能，以及具有一定的邏輯性，隔離技術(shù)使用的隔離器主要有兩種，一個(gè)是變壓器，另一個(gè)是光電耦合器，使用的隔離技術(shù)較多，包括了繼電器、脈沖變壓器隔離、高頻變壓器、iCoupler磁隔離技術(shù)、光電耦合器等隔離技術(shù)。

1.1.2模擬電路

該電路主要處理的是模擬信號(hào)，通過對(duì)模擬信號(hào)的放大、轉(zhuǎn)換、輸出等，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大輸出，從而對(duì)電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，模擬電路應(yīng)用非常普遍，尤其是數(shù)字系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用，擴(kuò)大了模擬電路的應(yīng)用范圍。隔離技術(shù)在該電路中的應(yīng)用，主要是傳輸通道上的保護(hù)，防止模擬信號(hào)傳輸過程中，受到電磁波，以及外部信號(hào)的干擾。由于該處隔離技術(shù)應(yīng)用成本較高，尤其是當(dāng)傳輸通道需要較高的隔離質(zhì)量時(shí)，成本將會(huì)進(jìn)一步的增加，目前，在傳輸通道上使用的隔離設(shè)備主要是互感器、放大器、直流電壓器等。

1.2隔離技術(shù)的作用分析

第一，隔離技術(shù)主要保護(hù)電子設(shè)備的正常運(yùn)行，隔離切斷外部的干擾因素，噪音作為電子電氣設(shè)備的干擾因素之一，也是比較常見的干擾因素，當(dāng)電路受到電磁的影響，產(chǎn)生噪音，而隔離技術(shù)的應(yīng)用，將噪音被隔離在電路之外，使其不會(huì)影響到電路的正常運(yùn)行;第二，具有提高電磁兼容性的作用，隔離技術(shù)在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用，提高設(shè)備整體的抗干擾能力，隔離技術(shù)使用的隔離設(shè)備，具有很好的電磁兼容性，將設(shè)備電路和構(gòu)件產(chǎn)生的電磁，存儲(chǔ)到隔離設(shè)備中，減少了電磁對(duì)設(shè)備的影響，從而提升了整個(gè)設(shè)備的性能。

1.3隔離技術(shù)的不足

電子電氣設(shè)備本身的復(fù)雜程度，從而決定了隔離技術(shù)的復(fù)雜性，由于設(shè)備受到干擾的因素較多，需要隔離技術(shù)不斷的升級(jí)和改造，現(xiàn)階段，隔離技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中還不夠完善，主要有以下兩點(diǎn)，第一，技術(shù)水平，隔離技術(shù)在設(shè)備中的應(yīng)用，需要技術(shù)人員具備較高的專業(yè)技能，現(xiàn)階段，部分技術(shù)人員的職業(yè)技能還有待提高;第二，隔離方式有待升級(jí)，技術(shù)的創(chuàng)新，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求，國內(nèi)外不斷研發(fā)出新的隔離技術(shù)，需要技術(shù)人員使用新的隔離方式，來提高隔離技術(shù)的使用效益。比如，變壓器隔離技術(shù)NCT，由國外研發(fā)和制造，是專門切斷噪音的隔離設(shè)備，所以在隔離技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，也可延續(xù)這一思路，研發(fā)出具有針對(duì)性的隔離技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)干擾因素的有效隔離;第三，延時(shí)問題，目前，隔離技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，存在隔離延時(shí)上的問題，不能及時(shí)的切斷干擾源，從而影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，比如，光電耦合隔離器在實(shí)際隔離中的應(yīng)用，由于其開關(guān)上存在著信息傳輸?shù)臅r(shí)間差，導(dǎo)致了切斷的延時(shí)。

2.電子電氣設(shè)備中電路隔離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1模擬電路中的應(yīng)用

電子電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，主要由供電系統(tǒng)、模擬信號(hào)測(cè)量和控制等組成，是整個(gè)設(shè)備良好運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，而隔離技術(shù)的應(yīng)用，主要是針對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行隔離防護(hù)，從而保證設(shè)備的運(yùn)行效益。隔離技術(shù)在供電系統(tǒng)劃中的應(yīng)用，被劃分成直流和交流兩個(gè)隔離系統(tǒng)。

2.1.1直流隔離技術(shù)的應(yīng)用

直流隔離的對(duì)象是噪音，在直流隔離時(shí)，需要從整體上考慮電子電氣設(shè)備所受到的噪音影響，對(duì)自交流電源進(jìn)行全面的安全隔離，不建議使用普通的隔離器，其隔離效果不能達(dá)到完全的噪音控制，在綜合考慮之后，對(duì)直流隔離系統(tǒng)進(jìn)行重新的調(diào)整，在直流供電系統(tǒng)的繞組間，設(shè)置絕緣層，提高抗噪音的能力，降低噪音的程度，增強(qiáng)設(shè)備整體的電磁兼容性。另外，使用針對(duì)噪音的隔離器，比如上文提到的NCT，也可采取多層設(shè)置的方式，將設(shè)備線圈進(jìn)行改造，使用鐵芯的材料，增強(qiáng)線圈的抗噪音能力，形成繞組和噪音之間的隔離屏障。

2.1.2交流隔離技術(shù)的應(yīng)用

交流供電系統(tǒng)受到的干擾因素較多，比如，雷電、電磁、高頻等，再加上本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得交流隔離的難度較大，所以需要使用輔助性的隔離措施，應(yīng)用的隔離器是電源隔離變壓器。

2.1.3測(cè)量和控制系統(tǒng)中隔離技術(shù)的應(yīng)用

這兩個(gè)系統(tǒng)使用的是模擬電路隔離技術(shù)，由于模擬系統(tǒng)直流和交流使用的隔離器不同，直流使用的是直流電壓隔離器，而交流使用的是電源隔離變壓器，所以在這兩個(gè)系統(tǒng)中，需要使用高壓、低壓信號(hào)的方式，進(jìn)行電子電氣設(shè)備的隔離控制。第一，高壓信號(hào)，需要使用互感器，對(duì)高壓和高電流就行控制，使用的是噪音隔離的理念，應(yīng)用互感器隔離電路，防止設(shè)備受到內(nèi)部和外來因素的干擾;第二，低壓信號(hào)，主要針對(duì)頻率較小的電流信號(hào)，技術(shù)人員在應(yīng)用時(shí)，主要考慮的是頻率準(zhǔn)確值，需以電氣設(shè)備低壓信號(hào)的實(shí)際情況，結(jié)合隔離器的性能，進(jìn)行隔離器的選擇，才可確保隔離技術(shù)應(yīng)用的有效性，盡量減少噪音干擾，是隔離低壓信號(hào)的主要原則。

2.2數(shù)字電路中的應(yīng)用

數(shù)字電路在電子電氣設(shè)備中應(yīng)用較為普遍，所以針對(duì)數(shù)字電路隔離技術(shù)的種類也較多，并實(shí)現(xiàn)了很好的控制作用。第一，光電耦合器，該隔離器主要作用于電源和PCB電路之間，尤其是電源開關(guān)的隔離控制，可以形成對(duì)輸出信號(hào)的有效隔離，在信號(hào)輸入時(shí)，也可隔離外界干擾因素對(duì)電路的影響，并且可以切斷PCB電路本身發(fā)出的電磁波，形成對(duì)開關(guān)和PCB電路的完全隔離防護(hù)。光電耦合器的性能強(qiáng)大，在抗高壓、抗干擾上表現(xiàn)良好，不足之處是隔離速度，有一定的延時(shí)性;第二，脈沖變壓器，其在隔離技術(shù)中應(yīng)用非常普遍，在雷達(dá)、變換技術(shù)中應(yīng)用較多，可隔離電源的部分直流，改變脈沖的極性，控制脈沖電壓，形成設(shè)備的有效隔離控制;第三，繼電器隔離，其是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，通過控制電子電氣設(shè)備的信號(hào)傳遞，以及進(jìn)行弱電功率切換，對(duì)設(shè)備進(jìn)行隔離防護(hù)。

3. 結(jié)語

隔離技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，需要從成本控制的角度，以及隔離器的性能，進(jìn)行綜合性的考慮。電子電氣設(shè)備與人們的生產(chǎn)生活有著直接的聯(lián)系，電氣設(shè)備使用的安全性和可靠性，是人們關(guān)注的重點(diǎn)，隔離技術(shù)在電子設(shè)備中的應(yīng)用，在提高設(shè)備性能的同時(shí)，提高了設(shè)備的運(yùn)行效益，從成本控制角度出發(fā)，在進(jìn)行電子電氣設(shè)備改造時(shí)，要選擇適宜的隔離器，控制設(shè)備的改造成本;從性能提高的角度來看，根據(jù)電氣設(shè)備系統(tǒng)的不同，需針對(duì)性的選擇相應(yīng)的隔離器，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備性能的提升。

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（云南技師學(xué)院（云南工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院） 云南 昆明 ?650300）