范賢達(dá) 黃 琛

(國電南瑞科技股份有限公司配農(nóng)電分公司,江蘇 南京210000)

1 概述

對于電氣設(shè)備發(fā)展而言，全面實現(xiàn)了電路隔離技術(shù)的運用，有效的解決了傳統(tǒng)電路運行受到干擾的影響，無論電子電氣設(shè)備以哪種形態(tài)運行，都必須充分展現(xiàn)電路隔離技術(shù)的能力，實現(xiàn)干擾電路的快速阻斷，從而有效阻隔噪聲干擾，推動我國電路隔離技術(shù)水平的長遠(yuǎn)發(fā)展。此外，通過電路隔離技術(shù)的應(yīng)用，展現(xiàn)出了良好的電氣元件自身優(yōu)越的性能，發(fā)揮出電子電氣設(shè)備的優(yōu)勢，滿足實際生產(chǎn)需求，同時也推動了我國電氣技術(shù)的發(fā)展。

2 供電系統(tǒng)中的電路隔離技術(shù)

2.1 交流供電隔離技術(shù)

在供電系統(tǒng)中，電路隔離技術(shù)也發(fā)揮著重要作用，通過交流供電隔離技術(shù)的性能優(yōu)勢，能夠提高交流電網(wǎng)的完整運行，提高其抗干擾能力，避免受到雷擊、高頻電流以及諧波的干擾。通過電路隔離技術(shù)的合理運用，能夠?qū)⒔涣麟娋W(wǎng)運行時出現(xiàn)的噪聲進行快速隔離，從而發(fā)揮出良好的電路隔離效果。隔離變壓器在阻隔噪音工作中發(fā)揮著重要作用，由于隔離變壓器有繞組和變壓器的主要元件構(gòu)成，可以有效切斷正常運行中出現(xiàn)的高頻噪音，同時，還會在電容感應(yīng)的二次側(cè)變壓器傳輸過程中出現(xiàn)差模噪聲，從而產(chǎn)生電路阻隔效果，保障電子電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行。交流電網(wǎng)內(nèi)部也具有大量諧波，這些由高頻引起的噪音也會對電子設(shè)備造成一定的額影響，必須采取有效的意志措施，設(shè)置交流電源防干擾變壓器，才能更好的抑制電源噪聲的出現(xiàn)。

2.2 直流供電隔離技術(shù)

除了在交流電網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用以外，電路隔離技術(shù)在直流供電系統(tǒng)中也能夠表現(xiàn)出良好的噪音隔離效果。當(dāng)直流電網(wǎng)供電運行時，一般會采用穩(wěn)定性偏強的電路隔離技術(shù)，這樣可以在控制電子電氣設(shè)備電路隔離過程中，充分發(fā)揮出隔離變壓器的隔離作用，并且可以適當(dāng)?shù)倪x擇安裝留壓隔離器，提高隔離功能，降低干擾因素。當(dāng)控制裝置和電子電氣設(shè)備的子系統(tǒng)需要進行隔離開展時，一般會選擇兩種隔離方式，分別為使用交流側(cè)隔離變壓器進行隔離以及使用模擬電路隔離技術(shù)，實現(xiàn)良好的互相隔離效果。

3 電路隔離技術(shù)在數(shù)字電路中的運用

3.1 電路隔離技術(shù)在脈沖變壓器中的作用

目前，在我國電子電器設(shè)備的應(yīng)用中，電路隔離技術(shù)表現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果，通過電路隔離技術(shù)在脈沖變壓器中的應(yīng)用能夠明顯的表現(xiàn)出隔離優(yōu)勢，主要是由于脈沖變壓器作為先進的隔離設(shè)備，融入電路隔離技術(shù)能夠很大程度的體現(xiàn)出創(chuàng)新技術(shù)的優(yōu)勢。在進行脈沖變壓器的信號輸入時，便無法直接對直流分量起到隔離效果，而需要結(jié)合實際情況設(shè)置波頻率，才能發(fā)揮出干擾隔離作用。一般來說，必須保證波頻率在1000Hz～1MHz范圍內(nèi)，由此可見，這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在微電子系統(tǒng)內(nèi)部，但只有當(dāng)頻率超過10MHz才能更好的發(fā)揮出隔離作用，因此，電路隔離技術(shù)在脈沖變壓器中能夠表現(xiàn)出良好的隔離作用。

3.2 電路隔離技術(shù)在光電耦合器中的作用

對于數(shù)字電路的應(yīng)用中，隔離技術(shù)一般采取光電耦合器來實現(xiàn)，這種隔離技術(shù)方式能夠在電路與信號輸入之間產(chǎn)生阻隔功能來達(dá)到隔離效果。利用光電耦合器可以降低遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信號傳輸造成的干擾因素，并且這項隔離技術(shù)已經(jīng)初具成熟。此外，電路隔離技術(shù)無論是光電耦合器還是大功率耦合器都能夠表現(xiàn)出良好的隔離作用。

3.3 電路隔離技術(shù)在繼電器中的作用

在數(shù)字電路中，繼電器也是重要的阻隔期間，為了確保繼電器能夠達(dá)到良好的阻隔效果，提高阻隔直流信號以及交流信號的能力，從而降低高壓側(cè)受到的噪聲干擾，必須在實際繼電器阻隔技術(shù)的應(yīng)用中，通過對數(shù)字輸出元件進行深入分析，并將繼電器元件置入其中，保障具備優(yōu)秀的隔離效果。在此過程中，還要確?？梢耘c交流電進行隔離，保證電子電氣設(shè)備的運行質(zhì)量。在電路隔離技術(shù)的應(yīng)中，繼電器元件應(yīng)用十分廣泛，并且這種技術(shù)成本較低，具有良好的相加比，對電子電氣設(shè)備的電路隔離技術(shù)具有重要的應(yīng)用前景。

4 電路隔離技術(shù)在模擬信號測量系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電子電氣設(shè)備的運作中，模擬信號測量系統(tǒng)也經(jīng)常會受到噪聲干擾，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行，干擾模擬信號測量系統(tǒng)的噪聲包括共模噪聲和自留分量等，對模擬信號測量系統(tǒng)造成巨大的影響。為此，在電子電氣設(shè)備中，對模擬信號測量系統(tǒng)的精密度要求比較高，必須加強電路隔離技術(shù)的效果，有效的阻隔噪聲干擾，才能夠提高模擬信號測量系統(tǒng)中脈沖信號的傳輸質(zhì)量，特別是在前置放大電路運行中，更應(yīng)該發(fā)揮出電路隔離技術(shù)的作用，保障模擬信號測量系統(tǒng)的可靠性與安全性。

4.1 高電壓、大電流信號隔離技術(shù)

結(jié)合對模擬信號測量系統(tǒng)運行原理的分析,模擬信號測量系統(tǒng)在運行時需要依靠互感隔離器技術(shù)來實現(xiàn)降噪或者隔離干擾效果,而互感隔離器的運行原理和方式與隔離變壓器運行時基本相同,但是在高電壓和較大電流的信號中,電路中隔離技術(shù)的運行原理已經(jīng)變得非常復(fù)雜,必須要借助于電流或者是電壓的互感器來實現(xiàn)電路中的隔離效果,促進模擬信號檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和質(zhì)量,提高電子和電氣設(shè)備穩(wěn)定運行。

4.2 微電壓、微電流信號隔離技術(shù)

現(xiàn)階段，我們分析模擬信號系統(tǒng)運行來看，其中微電壓以及微電流的信號形成具有復(fù)雜的特點，因此，在進行微電壓與微電流信號的電路隔離時，必須要考慮到實際精度的要求問題，尤其是價格因素，一般在共模噪聲的環(huán)境下干擾較小，可以借助差動一起進行干擾阻隔，由于共模噪音的處理難度較大，因此必須充分考慮隔離放大器的精度問題，這樣才能更好的實現(xiàn)干擾阻隔效果。充分發(fā)揮出電路信號隔離效果，促進電壓的可靠運行。例如AD210模擬隔離放大器，其就應(yīng)用了模擬電路隔離技術(shù)。下圖為AD210的結(jié)構(gòu)框圖：3端口，寬頻帶隔離放大器，頻率20Hz、隔離電壓2500V、輸出阻抗低可提供±15V電源（5mA）。

圖1 AD210的結(jié)構(gòu)框圖

表1 IS0106高精度線性隔離放大器參數(shù)

5 數(shù)字電路和模擬電路之間的電路隔離技術(shù)應(yīng)用

一般情況下，數(shù)字電路和模擬電路都會通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）與數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）的組合應(yīng)用來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效果，但是在數(shù)字電路和模擬電路的轉(zhuǎn)換過程中，也會受到各類噪聲的干擾，為此，也要采取有效的信號隔離技術(shù)，例如HCPL-4100。HCPL-4100為20mA電流環(huán)數(shù)字隔離傳輸時的專用發(fā)送器，在20k波特的通信速率下，可以可靠傳送400米距離，隔離電壓可達(dá)3750V（有效值）一分鐘。

圖2 HCPL-316J原理和邏輯功能圖

6 結(jié)論

綜上所述，隨著我國電子電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電路隔離技術(shù)在其中發(fā)揮著重要作用，但是在我國大力發(fā)展下，電路隔離技術(shù)也多種多樣，為了能夠達(dá)到良好的干擾隔離效果，必須充分考慮電氣設(shè)備運行的實際情況，合理的選擇電路隔離技術(shù)，提高電力設(shè)備的可靠運行，降低信號受到的干擾，促進我國電力行業(yè)的可靠發(fā)展。