電子電氣電路的隔離技術(shù)分析

呂夢圓

摘要：電子電路電路的絕緣技術(shù)對電路的性能有很大的影響，電路的設(shè)計需要對電路中的噪聲和干擾信號的來源進(jìn)行全面的分析，并根據(jù)實際的實際情況，設(shè)計出適合的隔離技術(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，對電子電氣線路隔離的技術(shù)手段有很多，但在實踐中，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有效地隔離電路，并以數(shù)字信號的形式輸入實現(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)是首先對傳輸線進(jìn)行分析，然后提高信道精度。該技術(shù)通過采用傳輸通路，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，針對高頻諧波的交流電源，通常都會采取一種抑制干擾的方式來隔離干擾，比如電源中的跳閘電路可以用一個電壓隔離變壓器來隔離電源中的跳閘，以減少線路中的EMI問題，但有些時候，常規(guī)的變壓器的一次線圈和二次線圈是絕緣的，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，但因為變壓器內(nèi)部有分布電容，所以交流電流的噪聲會通過電容將噪聲、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，它是一種由線圈和線圈組成的多層屏蔽變壓器，其鐵心、線圈位置等都經(jīng)過了特別的設(shè)計，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)的絕緣通常是先對后的技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子線路的設(shè)備需要絕緣時，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模擬電路信號測量系統(tǒng)的隔離技術(shù)分析

在仿真測試系統(tǒng)中，存在著一些自流成分和共模噪聲，從而對測試系統(tǒng)的信號造成干擾，并對其進(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量系統(tǒng)中，必須對其進(jìn)行合理的隔離。高電壓大電流信號處理技術(shù).在模擬電路信號測試系統(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似。微電流和電壓信號隔離技術(shù)的研究。由于微壓、微流模擬信號的生成過程較為繁瑣，所以在應(yīng)用隔離技術(shù)時，既要保證電路的精確度，又要兼顧帶寬和帶寬費用，通常情況下，只要使用差分放大器和儀表放大器即可，而對于共模噪聲，則需要高精度的線性隔離放大器來隔離，隔離放大器的參數(shù)沖擊耐壓為8kVPK/lOs，非線性誤差約為0.007%。

2.3模擬信號控制系統(tǒng)的隔離技術(shù)

在信號控制系統(tǒng)中，所采取的措施與模擬測量系統(tǒng)中的干擾隔離技術(shù)相似，對交流信號的隔離主要是變壓器隔離，而直流信號則是采用自流變壓器和非線性隔離器技術(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)來抑制噪聲和干擾，通過利用光電耦合器的隔離技術(shù)來隔離數(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8KV，因此，有一個高電壓、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)是利用電容對來隔離電路中的噪聲，脈沖電容的體積很小，通常只有幾個皮法拉，由于線圈數(shù)量較少，所以在線圈的兩端都要經(jīng)過一次和二次線圈，再加上隔離電容，就構(gòu)成了一個脈沖信號隔離器件。該技術(shù)能在不直接傳輸自流成分的情況下，實現(xiàn)對脈沖變換技術(shù)的傳輸和輸出脈沖信號的處理，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)的信號傳輸頻率控制在1kHz-lMkz以內(nèi)即可實現(xiàn)對干擾和噪聲的分離，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，被廣泛用于電子線路。在數(shù)字電路的傳輸中，為了增強隔離效果，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A/D或者D/A來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在變換的時候，必須采取一些隔離技術(shù)，避免兩者在變換的時候發(fā)生相互干擾，從而影響測量的準(zhǔn)確性，在抑制電路干擾和減少電路噪聲時，可以通過地線將干擾信號接地，雖然不能有效的消除電路中的高頻干擾，但可以減少噪音，從而使模擬信號和數(shù)字信號的處理部和接收部分離，從而有效地將數(shù)字信號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，從而提高了信號處理的效率。

5結(jié)束語

目前，由于對電子、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，在實際使用時，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)及運用實踐微探[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2017（13）：102.