电子电路中隔离的全面介绍之
-----隔离技术的简介及应用场合(连载1)
在许多应用中,数据链路之间需要(甚至是必要的)非直接的(导电)连接,从而在提供数据的同时避免来自系统某一部分的危险电压(或电流)对其另一部分造成破坏,造成这种破坏性失效的可能是电源质量低劣、接地故障、雷击和浪涌等各种故障。此外,通信节点的间距可能相当大,常常由不同接地区域的AC插座来给这些节点供电,这些接地区域之间的电位差(可能含有DC偏压、50HZ的AC谐波和各种瞬态噪声分量)也会造成破坏。
在实际工程使用中,经常发生通过电缆逻辑接地或屏蔽将这些地线连接在一起的情况,可能形成接地环路,且电流将流入该电缆。接地环路电流会对通信产生严重影响(包括数据恶化、EMI过大、元件损坏),当电位差足够大时,人体就有遭受电击的可能。
一般在两种情况下会采用隔离技术:第一种情况是:在有可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌时。如医疗上的应用、电机控制、总线隔离等方面。第二种情况是:必须避免存在不同地位和分裂的接地回路的互连。两种情况都是采用隔离来避免电流流过,而允许两点之间有数据或功率传送。
电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断 ,从而达到抑制噪声干扰的效果 ,使电子电气设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有:模拟电路的隔离、 数字电路的隔离、 数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有:变压器隔离法、 脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、 光电耦合器隔离法、 直流电压隔离法、 线性隔离放大器隔离法、 光纤隔离法、 A /D转换器隔离法等。
说直观一点就是如果产品的使用环境比较复杂(比如工业环境),或涉及到多个不同电源供电系统之前的相互通讯(比如RS232、RS485、CAN等各种通讯接口)都需要(甚至是必须)隔离。
电子电路中的隔离会涉及到三个方面的隔离:
第一是电源的隔离,一般会选择DC-DC隔离电源模块。
第二是信号、数据的隔离,这一点我们会在以后的文章中介绍。
第三是地的隔离,隔离前侧的地(GND)与后侧的地(GNDISO)是不可以连接在一起的,但有些不得不连接在一起的场合,我们可以选用磁珠或0欧电阻放在两个地之间。
关于电子电路中的隔离基本概念先写到这里,下篇我们要介绍电子电路中模拟电路的隔离。
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