電子電氣電路的隔離技術(shù)研究

劉玨 程春桃 張?jiān)Ｙ? 李宇喜 余小虎

[摘? ? 要]電磁兼容性是判斷電子電氣設(shè)備安全性能強(qiáng)弱的關(guān)鍵指示標(biāo)準(zhǔn)，也就是設(shè)備或者系統(tǒng)在電磁環(huán)境之中可以正常運(yùn)行，并且不對(duì)這一環(huán)境之中任何事物造成無(wú)法承受的電磁騷擾能力。電路隔離技術(shù)是應(yīng)用隔離元器件等降低電子電氣設(shè)備噪音以及提升電子電氣設(shè)備兼容性的關(guān)鍵技術(shù)。合理應(yīng)用電路隔離技術(shù)，可以降低噪音干擾等影響，實(shí)現(xiàn)電子電氣設(shè)備的電磁兼容性滿足相應(yīng)的規(guī)范，提高系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行成效。

[關(guān)鍵詞]電子電氣設(shè)備;電路隔離;技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TM13 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）04–00–02

Research on Lsolation Technology of Electronic and Electrical Circuits

Liu Jue，Cheng Chun-tao，Zhang Yu-zan，Li Yu-xi，Yu Xiao-hu

[Abstract]Electromagnetic compatibility is a key indicator standard for judging the safety performance of electronic and electrical equipment， that is， the equipment or system can operate normally in an electromagnetic environment， and does not cause unbearable electromagnetic disturbance to anything in this environment. Circuit isolation technology is a key technology to reduce the noise of electronic and electrical equipment and improve the compatibility of electronic and electrical equipment by applying isolation components. Therefore， the reasonable application of circuit isolation technology can reduce the impact of noise interference and other effects， and realize the electromagnetic compatibility of electronic and electrical equipment to meet the corresponding requirements. The standard of the system improves the actual operation effect of the system.

[Keywords]electrical and electronic equipment; circuit isolation; technology

電子電氣電路隔離技術(shù)指在電力系統(tǒng)供電管理工作中，為有效推進(jìn)系統(tǒng)供電管理成效而應(yīng)用的一種系統(tǒng)隔離技術(shù)，經(jīng)系統(tǒng)隔離技術(shù)處置與實(shí)施，可為電子電氣電路隔離提供相應(yīng)的保障，達(dá)成對(duì)電子電氣電路隔離技術(shù)管理控制的合理性整改。本文對(duì)于電子電氣電路隔離技術(shù)進(jìn)行探索與分析，并對(duì)電子電氣設(shè)備隔離技術(shù)重要性進(jìn)行說(shuō)明，旨在為相應(yīng)工作人員提供建議與思路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)供電管理的合理性優(yōu)化。

1 數(shù)字電路與模擬電路技術(shù)概述

1.1 數(shù)字電路概念

最大程度應(yīng)用包含繼電器、光電耦合以及光纖等隔離的形式，來(lái)高效進(jìn)行隔離，這一模式就被稱之為數(shù)字電路。一般情況可以經(jīng)由大量應(yīng)用數(shù)字量輸入隔離的形式來(lái)達(dá)成對(duì)耦合器的全方位隔離，從而可以更加有效地提高整體繼電器隔離工作成效。

1.2 模擬電路隔離技術(shù)概念

與過(guò)去的數(shù)字電路具有顯著的差異，這一種模擬電路在實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程中可以先對(duì)整個(gè)疏通道路展開(kāi)全方位分析，之后再更加有效地提高疏通通道的精準(zhǔn)度。當(dāng)內(nèi)部的性能以及實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r有矛盾時(shí)，需要選取科學(xué)的形式來(lái)進(jìn)行有效隔離，這樣就可以全方位反映出整個(gè)疏通通道的應(yīng)用效果。但在過(guò)去的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，通常的隔離元件難以切實(shí)滿足應(yīng)用過(guò)程中的需要，因此，廣大電力企業(yè)應(yīng)該綜合應(yīng)用直流電壓隔離技術(shù)、線型隔離技術(shù)以及其他種類的隔離技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。

2 電子電氣設(shè)備使用隔離技術(shù)重要性

電路隔離技術(shù)作為電子電氣設(shè)備平穩(wěn)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，是十分關(guān)鍵的技術(shù)之一。

（1）電路隔離技術(shù)是切斷干擾電子電氣設(shè)備噪音路線的重要方式，噪音干擾是影響電子電氣設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的主要原因之一。因?yàn)樵陔娮与姎庠O(shè)備實(shí)際運(yùn)行進(jìn)程中，電路十分容易遭受到電磁影響，從而出現(xiàn)噪音干擾，而電路隔離技術(shù)在電子電氣設(shè)備受到噪音干擾時(shí)，會(huì)及時(shí)有效切斷出現(xiàn)噪音干擾的渠道。

（2）電路隔離技術(shù)是提升電子電氣設(shè)備電磁兼容性的詳細(xì)舉措。電磁兼容性的強(qiáng)弱是顯現(xiàn)電子電氣設(shè)備抵抗干擾能力強(qiáng)弱的表現(xiàn)，在電子電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行進(jìn)程中，電磁兼容性將設(shè)備內(nèi)部各個(gè)元件所出現(xiàn)的電磁以及設(shè)備周圍環(huán)境之中的電磁高效儲(chǔ)存在一起，互相不受到影響。電路隔離技術(shù)在電子電器設(shè)備之中的合理應(yīng)用以及實(shí)踐，在一定程度上提升了電子電氣設(shè)備的兼容性，提升了電子電氣設(shè)備抵抗干擾的能力。

（3）電路隔離技術(shù)是推進(jìn)電子電氣設(shè)備性能的關(guān)鍵渠道，電路隔離技術(shù)在電子電氣設(shè)備之中的合理使用，不僅可以推進(jìn)電路隔離技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，還確保了電子電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，提升了電子電氣設(shè)備的性能。

3 數(shù)字電路隔離

3.1 脈沖變壓器隔離技術(shù)

脈沖變壓器隔離技術(shù)是變壓器系統(tǒng)內(nèi)部線路隔離的關(guān)鍵組成，同時(shí)也是電子電氣設(shè)備電路隔離技術(shù)中的重要技術(shù)手段。在脈沖電壓器隔離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，脈沖信號(hào)整體發(fā)射強(qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，在脈沖電壓器隔離工作進(jìn)程中，所關(guān)聯(lián)到的信號(hào)傳遞輸送頻率相對(duì)較低，同時(shí)在一次繞組以及二次繞組之中，主要分布在系統(tǒng)內(nèi)部的鐵氧磁芯兩端。這一項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程中，電容相對(duì)較低，同時(shí)在脈沖變壓器輸入信號(hào)以及輸出信號(hào)工作之中，無(wú)法在直流分量中直接顯現(xiàn)出十分顯著的工作成效，更加適合在一部分微電流系統(tǒng)中使用。此外，在脈沖變壓器隔離技術(shù)的應(yīng)用工作中，信號(hào)的傳遞輸送頻率應(yīng)該保持在1 kHz～1 MHz，最新的脈沖變壓器隔離可以實(shí)現(xiàn)10 MHz以上，有效達(dá)成對(duì)噪音的實(shí)時(shí)性管控以及切斷。

3.2 光電耦合器隔離

這項(xiàng)隔離技術(shù)的使用主要是經(jīng)由光電混合變壓器，將已經(jīng)輸入在其中的信號(hào)以及電路進(jìn)行隔離，或者將輸入的信號(hào)內(nèi)部電流進(jìn)行一次性的完全隔離，以此來(lái)最大程度規(guī)避噪音問(wèn)題的出現(xiàn)。如圖1和圖2所示。同時(shí)，在光電耦合器隔離技術(shù)使用工作中，應(yīng)該對(duì)隔離電壓進(jìn)行合理管控，一般情況下，光電耦合隔離電壓不能低于2.5 kV，或者在一些較為常見(jiàn)的光電耦合器，最大的耦合電壓超過(guò)8 kV。由此可以得出，光電耦合器的隔離工作不僅具備高壓電流以及高功率，同時(shí)還具備高速頻次的傳輸能力，對(duì)噪音的控制成效十分顯著。

3.3 繼電器隔離技術(shù)

技術(shù)工作人員應(yīng)該先對(duì)數(shù)字輸出進(jìn)程之中的元件進(jìn)行全方位分析，之后再引進(jìn)繼電隔離元件。在實(shí)際操作進(jìn)程中，也可以將低壓交流電與高壓交流電更好隔離，提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成效。

4 模擬電路隔離

模擬電路的隔離標(biāo)準(zhǔn)與要求更加繁雜且瑣碎，在模擬電路隔離進(jìn)程中，需要以傳遞輸送通道精確程度控制為前提，對(duì)隔離控制進(jìn)行分析，從而確保在隔離控制分析進(jìn)程中，提高電路隔離控制成效。但是因?yàn)樵谀M電路隔離技術(shù)中，對(duì)于元器件的隔離處置需求較高，如若無(wú)法科學(xué)控制元器件隔離處置，將會(huì)影響到模擬電路的隔離成效。因此，就需要通過(guò)模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)，對(duì)電路隔離狀況進(jìn)行科學(xué)判斷，保障在相應(yīng)判斷工作的處置以及實(shí)施進(jìn)程中，為提高模擬電路隔離技術(shù)實(shí)際應(yīng)用水平打下基礎(chǔ)。

4.1 模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)隔離

模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)隔離技術(shù)，應(yīng)該依照模擬信號(hào)測(cè)量隔離的控制為前提，對(duì)測(cè)量信號(hào)的分析進(jìn)行規(guī)整推進(jìn)，從而確保在相應(yīng)的隔離技術(shù)，為電路隔離控制提供有效保障，切實(shí)達(dá)成對(duì)電路模擬控制的合理性整改。對(duì)于模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)隔離技術(shù)處理來(lái)說(shuō)，模擬信號(hào)測(cè)量隔離技術(shù)控制，應(yīng)該在信號(hào)的輸入以及信號(hào)的輸出控制這兩個(gè)方面來(lái)入手，對(duì)信號(hào)傳遞輸送控制隔離成效分析，保障在信號(hào)模擬隔離控制之中，提高電路隔離控制的能力。需要注意的一點(diǎn)是，在模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)隔離技術(shù)中，應(yīng)該避免邏輯系統(tǒng)的工作雜亂，對(duì)系統(tǒng)隔離干擾控制進(jìn)行合理改進(jìn)，提高系統(tǒng)干擾控制水平，為系統(tǒng)干擾控制工作的開(kāi)展提供保障。與此同時(shí)，應(yīng)該重視信號(hào)產(chǎn)生淹沒(méi)現(xiàn)象，將精密測(cè)量作為前提，對(duì)模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)放大，提高信號(hào)模擬隔離成效，對(duì)電路的信號(hào)傳遞輸送與控制工作進(jìn)行合理分析，推進(jìn)電路隔離成效。

4.2 供電系統(tǒng)隔離

供電系統(tǒng)隔離技術(shù)開(kāi)展進(jìn)程中，應(yīng)該依照供電系統(tǒng)隔離技術(shù)處置中的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)供電系統(tǒng)內(nèi)部隔離技術(shù)實(shí)際使用狀況進(jìn)行分析，保障在相應(yīng)技術(shù)分析與處置中，為供電系統(tǒng)隔離管理控制提供指導(dǎo)。①對(duì)于供電系統(tǒng)隔離技術(shù)分析，對(duì)供電系統(tǒng)交流電隔離，保障在供電系統(tǒng)交流電隔離技術(shù)處置中，對(duì)諧波傳遞控制進(jìn)行優(yōu)化革新，降低諧波傳輸對(duì)于電路系統(tǒng)的供電影響。②對(duì)于直流供電系統(tǒng)隔離技術(shù)分析，經(jīng)由直流供電技術(shù)優(yōu)化，找出符合供電系統(tǒng)隔離技術(shù)實(shí)際使用形式，為供電系統(tǒng)隔離技術(shù)的處置以及實(shí)施提供指導(dǎo)，推進(jìn)供電系統(tǒng)隔離技術(shù)的轉(zhuǎn)變與換置，提高直流電供電系統(tǒng)隔離成效。如通過(guò)應(yīng)用隔離變壓器交流側(cè)處置，接入直流電壓隔離器，切實(shí)達(dá)成對(duì)供電系統(tǒng)隔離技術(shù)管理控制的合理性整改。

5 數(shù)字電路與模擬電路隔離

通常來(lái)說(shuō)，模擬電路與數(shù)字電路這二者之間的相互轉(zhuǎn)換經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）或數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）來(lái)達(dá)成。但是，若不應(yīng)用相應(yīng)的舉措，數(shù)字電路之間的高頻次振蕩信號(hào)將會(huì)對(duì)模擬電路造成相應(yīng)的影響與阻礙，限制測(cè)量的精確程度。為了有效控制數(shù)字電路對(duì)模擬電路帶來(lái)的高頻干擾，通常應(yīng)該將模擬與數(shù)字分開(kāi)進(jìn)行線路的布置。這種布線形式無(wú)法切實(shí)有效排除來(lái)自數(shù)字電路的高頻次影響，為此應(yīng)該將數(shù)字電路與模擬電路相互隔離，經(jīng)常應(yīng)用的隔離模式為在A/D轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電路之間加入光電耦合器，將數(shù)字電路與模擬電路相互隔離開(kāi)來(lái)。但是這種電路還無(wú)法在根源上處理模擬電路之中的干擾問(wèn)題，依舊有不足之處。這是因?yàn)樾盘?hào)電路中的共模干擾以及差模干擾無(wú)法獲取切實(shí)有效的處理，對(duì)于高度精密的場(chǎng)合，依舊無(wú)法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在這一電路中，將信號(hào)接收部分與模擬處理部分也進(jìn)行隔離，因?yàn)樵谇爸锰幚砑芭c模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）之間加入線型隔離放大器，將信號(hào)地與模擬地隔離開(kāi)，同時(shí)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）與數(shù)字電路之間應(yīng)用光電耦合器隔離，將模擬地與數(shù)字地相互分割開(kāi)來(lái)。這樣一來(lái)，不僅可以有效避免數(shù)字系統(tǒng)的高頻干擾模擬部分，同時(shí)也可以阻斷來(lái)自前置電路部分的工模干擾以及差模干擾。但是，這種系統(tǒng)所需資金費(fèi)用十分高昂，通常情況下只應(yīng)用在高精密度的測(cè)量體系中。

6 結(jié)束語(yǔ)

電子電氣電路隔離技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程中，應(yīng)該將數(shù)字電路以及模擬電路隔離分析作為前提，對(duì)電子電氣電路隔離技術(shù)的使用方式進(jìn)行合理管控，完備隔離技術(shù)控制系統(tǒng)，從而確保在隔離技術(shù)的控制以及實(shí)施進(jìn)程中，為電力系統(tǒng)控制提供相應(yīng)的保障。經(jīng)分析與闡述，將電子電氣電路隔離技術(shù)主要?jiǎng)澐譃閿?shù)字電路隔離以及模擬電路隔離兩個(gè)方面。數(shù)字電路隔離技術(shù)處置中應(yīng)該在脈沖變壓器隔離以及光電耦合器隔離這兩個(gè)方面來(lái)開(kāi)展;對(duì)于模擬電路隔離技術(shù)處置中，應(yīng)該在模擬信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)隔離以及供電系統(tǒng)隔離這兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，從而切實(shí)滿足電子電氣電路隔離技術(shù)的處置標(biāo)準(zhǔn)與需要。

參考文獻(xiàn)

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