電子電氣電路的隔離技術(shù)分析

呂夢(mèng)圓

摘要：電子電路電路的絕緣技術(shù)對(duì)電路的性能有很大的影響，電路的設(shè)計(jì)需要對(duì)電路中的噪聲和干擾信號(hào)的來(lái)源進(jìn)行全面的分析，并根據(jù)實(shí)際的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出適合的隔離技術(shù)和方法。

關(guān)鍵詞：電子電路;電氣設(shè)備;隔離技術(shù)

1電子電氣電路中的隔離技術(shù)

目前，對(duì)電子電氣線(xiàn)路隔離的技術(shù)手段有很多，但在實(shí)踐中，最常用的就是采用數(shù)字隔離技術(shù)和模擬隔離技術(shù)。數(shù)字電路隔離技術(shù)是指利用電子元件來(lái)有效地隔離電路，并以數(shù)字信號(hào)的形式輸入實(shí)現(xiàn)隔離。這種絕緣技術(shù)可以改善電氣自身的工作品質(zhì)，是一種非常精確的絕緣技術(shù)。不同于數(shù)字電路隔離技術(shù)，模擬電路的隔離技術(shù)是首先對(duì)傳輸線(xiàn)進(jìn)行分析，然后提高信道精度。該技術(shù)通過(guò)采用傳輸通路，有效地提高了信道的準(zhǔn)確率，提高了信道的性能，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2電子電氣電路的隔離技術(shù)分析

2.1供電系統(tǒng)的隔離技術(shù)分析

2.1.1交流供電系統(tǒng)隔離技術(shù)

通常交流電源中含有大量的諧波、高頻干擾、環(huán)境干擾等，針對(duì)高頻諧波的交流電源，通常都會(huì)采取一種抑制干擾的方式來(lái)隔離干擾，比如電源中的跳閘電路可以用一個(gè)電壓隔離變壓器來(lái)隔離電源中的跳閘，以減少線(xiàn)路中的EMI問(wèn)題，但有些時(shí)候，常規(guī)的變壓器的一次線(xiàn)圈和二次線(xiàn)圈是絕緣的，它可以防止一次側(cè)的噪聲和電流傳輸?shù)蕉蝹?cè)，起到一定的隔離效果，但因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部有分布電容，所以交流電流的噪聲會(huì)通過(guò)電容將噪聲、干擾傳遞到二次側(cè)，干擾之后的電力供應(yīng)系統(tǒng)。由于電力技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種能有效地抑制噪音的隔離變壓器，它是一種由線(xiàn)圈和線(xiàn)圈組成的多層屏蔽變壓器，其鐵心、線(xiàn)圈位置等都經(jīng)過(guò)了特別的設(shè)計(jì)，從而阻斷了高頻噪音的傳播，從而減少了電路中的差模噪聲，從而達(dá)到了很好的絕緣效果，是一種較為理想的交流電源隔離技術(shù)。

2.1.2直流供電系統(tǒng)的隔離

直流電力系統(tǒng)的絕緣通常是先對(duì)后的技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子線(xiàn)路的設(shè)備需要絕緣時(shí)，可以在交流端使用隔離變壓器，也可以在電器設(shè)備中使用DC/DC轉(zhuǎn)換器自流壓隔離器來(lái)隔離，從而達(dá)到隔離電流中的噪音和干擾。

2.2模擬電路信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)的隔離技術(shù)分析

在仿真測(cè)試系統(tǒng)中，存在著一些自流成分和共模噪聲，從而對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的信號(hào)造成干擾，并對(duì)其進(jìn)行有效的隔離，從而使其邏輯系統(tǒng)不能正常工作，尤其是在高精度的測(cè)量系統(tǒng)中，必須對(duì)其進(jìn)行合理的隔離。高電壓大電流信號(hào)處理技術(shù).在模擬電路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)中存在的干擾和噪聲，主要采用了互感隔離器技術(shù)，其在抑制電路噪聲和干擾方面與隔離變壓器的工作原理類(lèi)似。微電流和電壓信號(hào)隔離技術(shù)的研究。由于微壓、微流模擬信號(hào)的生成過(guò)程較為繁瑣，所以在應(yīng)用隔離技術(shù)時(shí)，既要保證電路的精確度，又要兼顧帶寬和帶寬費(fèi)用，通常情況下，只要使用差分放大器和儀表放大器即可，而對(duì)于共模噪聲，則需要高精度的線(xiàn)性隔離放大器來(lái)隔離，隔離放大器的參數(shù)沖擊耐壓為8kVPK/lOs，非線(xiàn)性誤差約為0.007%。

2.3模擬信號(hào)控制系統(tǒng)的隔離技術(shù)

在信號(hào)控制系統(tǒng)中，所采取的措施與模擬測(cè)量系統(tǒng)中的干擾隔離技術(shù)相似，對(duì)交流信號(hào)的隔離主要是變壓器隔離，而直流信號(hào)則是采用自流變壓器和非線(xiàn)性隔離器技術(shù)。

3數(shù)字電路的隔離技術(shù)

3.1光電耦合器隔離技術(shù)

在數(shù)字電路的輸入系統(tǒng)中，主要是利用光電耦合器的隔離技術(shù)來(lái)抑制噪聲和干擾，通過(guò)利用光電耦合器的隔離技術(shù)來(lái)隔離數(shù)字電路的內(nèi)部和外部的電路，從而避免了內(nèi)部和外部電路的干擾。目前，大部分光電耦合裝置的絕緣電壓都在2.5KV以上，但也有一些絕緣元件的工作電壓超過(guò)8KV，因此，有一個(gè)高電壓、高電流的光電耦合器，可以迅速地解決噪音和電磁波的干擾，比如通常使用的絕緣裝置4N25，其工作功率為5.3kv，但其工作頻率大于10MHz。所以，利用光電耦合隔離技術(shù)具有更高的成本效益，但是在實(shí)際應(yīng)用中要考慮隔離速率。

3.2脈沖變壓器隔離技術(shù)

脈沖變壓器隔離技術(shù)是利用電容對(duì)來(lái)隔離電路中的噪聲，脈沖電容的體積很小，通常只有幾個(gè)皮法拉，由于線(xiàn)圈數(shù)量較少，所以在線(xiàn)圈的兩端都要經(jīng)過(guò)一次和二次線(xiàn)圈，再加上隔離電容，就構(gòu)成了一個(gè)脈沖信號(hào)隔離器件。該技術(shù)能在不直接傳輸自流成分的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖變換技術(shù)的傳輸和輸出脈沖信號(hào)的處理，從而提高了電路的穩(wěn)定性。通常情況下，將脈沖變壓器隔離技術(shù)的信號(hào)傳輸頻率控制在1kHz-lMkz以?xún)?nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾和噪聲的分離，而現(xiàn)在，新型的高頻脈沖變壓器已被廣泛使用，其傳輸頻率超過(guò)10MHz，隔離效果較好。脈沖隔離變壓器的結(jié)構(gòu)，主要是由SCR和CTR這樣的高功率可控硅（SCR）和可控晶體管（CTR）來(lái)隔離和控制電子和電氣中的干擾和噪音，其傳輸頻率高達(dá)10MHZ，被廣泛用于電子線(xiàn)路。在數(shù)字電路的傳輸中，為了增強(qiáng)隔離效果，通常將繼電器技術(shù)與脈沖變壓器相結(jié)合，以保證在高電壓側(cè)的干擾和噪聲不能傳遞到低電壓側(cè)，從而有效地抑制電子線(xiàn)路的干擾。

4模擬電路與數(shù)字電路之間的隔離技術(shù)

在電子電路技術(shù)中，經(jīng)常會(huì)有數(shù)字和模擬兩種電路的混用，而在數(shù)字和模擬電路的轉(zhuǎn)換中，通常都是通過(guò)A/D或者D/A來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在變換的時(shí)候，必須采取一些隔離技術(shù)，避免兩者在變換的時(shí)候發(fā)生相互干擾，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，在抑制電路干擾和減少電路噪聲時(shí)，可以通過(guò)地線(xiàn)將干擾信號(hào)接地，雖然不能有效的消除電路中的高頻干擾，但可以減少噪音，從而使模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的處理部和接收部分離，從而有效地將數(shù)字信號(hào)中的高頻干擾引入到模擬電路中，并且有效地阻斷了預(yù)模干擾和差模干擾，從而提高了信號(hào)處理的效率。

5結(jié)束語(yǔ)

目前，由于對(duì)電子、電氣設(shè)備的性能要求不斷提高，絕緣技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于電子、電氣線(xiàn)路，因此，它可以使電氣裝置的安全性能得到進(jìn)一步的改善，同時(shí)還可以在一定程度上減少電力裝置的能量消耗，改善電路中的絕緣效果，減少電力裝置的噪音和干擾，在實(shí)際使用時(shí)，必須綜合分析和處理電氣裝置的內(nèi)部噪聲和外界的干擾，選擇適當(dāng)?shù)母綦x位置，設(shè)計(jì)符合EMC要求的合格產(chǎn)品，以提高電器的能源利用率和使用效率。

參考文獻(xiàn)

[1]曹宏娟.電子電氣設(shè)備的電路隔離技術(shù)及運(yùn)用實(shí)踐微探[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（13）：102.