電子電氣設備的電路隔離技術及運用

邵辰雪

（北京北咨信息工程咨詢有限公司 北京市 100005）

當前，電路隔離技術內容復雜程度較高，在工作過程中需要用到的隔離方法也不同，各種隔離方法都有不同的表現形式。因此，在從事電子電氣設備的相關工作過程中，對隔離技術需要進行科學合理化選擇，才能更好地發揮電路隔離技術使用的具體效果，并有力地促進電子通訊行業的良好發展。

1 電子電氣元件設備隔離技術研究

1.1 電子電氣元件設備隔離技術類型分類

電子電氣元件的電路隔離相關技術能在短時間內及時阻隔某些不利發揮功能的因素，如電波、噪聲等因子。當前，我國電子與電氣設備隔離技術一般分為兩種。其相關的隔離技術能分離某些短期影響因子，譬如短時間內影響設備運行的不利因子，例如電磁波影響的成因、噪聲影響的因素等。兩種隔主技術如下：

1.1.1 數字電路隔離技術。

數字電路是將數字信號及一組數字共同完成算術計算和邏輯運算的電路，是一種非常符合邏輯的電路。數字電路隔離技術主要是將變壓器、光電耦合器等設備來進行隔離的電子技術。

1.1.2 模擬電路隔離技術。

模擬電路主要完成電路放大、信號計算、模塊及電源的構成、傳輸、并改變連續信號。模擬斷路器技術主要是一種可拆卸的斷路器，其目的是提高電路傳輸中心的精度。

1.2 電子電氣設備應用電路隔離技術的重要性

當前電子設備越來越多地被應用于日常生活中。確保這些電子電氣設備正確運行，電路隔離技術則是最重要的技術，也是最為關鍵的技術之一。

（1）電路隔離技術是將各電子電氣設備作用時產生的各種干擾聲音及路線進行阻斷的主要方法。

噪聲相互作用是影響電子電氣設備運行的重要因素。基于電氣和電子設備的性能，循環電路對電磁感應很靈敏，導致發生噪聲干擾。當電子電氣設備受到噪聲干擾時，電路隔離技術將消除噪聲干擾。

（2）要想提升各類電子電氣設備的電磁兼容性，則必須有效應用電路隔離技術，這也是一種特殊的技術手段。當電氣和電子設備工作時，電氣兼容性可以節省設備內的各組件和靠近設備的環境中所產生的電磁聚焦，并且相互之間并排斥。電子隔離技術在電子電氣設備中的高效及時運用，大大提升了設備的電磁兼容性能，提高了抗干擾能力。

（3）要想提升電子電氣設備的工作效率，也必須使用電路隔離技術，其廣泛在電子電氣設備中的高效使用，即有利于提高電路隔離技術，也能確保設備性能穩定，進一步提高電子電氣設備實效性。

1.3 電路隔離技術應用實踐現狀

由于電子和電氣設備的電路流通復雜，一定程度上會擾亂設備運行。目前的電路隔離技術已經比較完善，但在某些方面仍然存在不足之處。首先，相關技術人員的電路隔離水平不高。在實踐運用中，技術人員的作用是不可忽視的，其發揮了重要作用。其次電路隔離相關技術需要進行創新變革。在這個領域，只有不斷進取和學習，創新變革，才能發展為最適合當前發展的電路隔離技術。我們也要面對電子電氣設備隔離實踐過程中出現的各種問題，進行針對性的研究和探索，以發現更好地、有針對性的對策，不斷提升電路隔離技術的精度。針對電路隔離技術存在的時間延遲問題，若在設備正常使用中，我們不能及時使用電路隔離技術，使得電子電器設備中的各種問題無法在第一時間內得到解決。

2 供電系統中的電路隔離技術

2.1 交流供電隔離技術

在供電行業，電路隔離技術是不可或缺的一項技術，其實施的交流供電隔離技術方面的一些優勢能完整運行交流電網，并防止被雷擊，出現高頻電流和諧波中斷的情況。有效應用電路隔離技術能及時檢測電流電網中產生的噪音，并及時進行電路隔離的積極作用。隔離變壓器在防止噪聲方面起了重要作用。

隔離變壓器由繞組和主變設備組成，由此可以隔斷正常運行時出現的高頻噪聲。同時，在二次電力變壓器變壓器傳輸過程中也會產生差動噪聲，起到循環阻斷作用，保證電子電氣設備的有效運行。大部分諧波是在交流電網中產生的，這些高頻噪聲也會對電子設備產生很大的影響，即產生大量的電噪聲量。故需要進行合理阻斷，通過防干擾變壓器迅速阻斷電源噪音。

2.2 直流供電隔離技術

電路隔離技術除了在交流電網中發揮重要作用外，還可以在直流配電系統中發揮隔離噪音的重要性。直流電網在正常運行時，主要采取較為穩定的隔離技術，使隔離變壓器在電子電氣設備的電路隔離控制過程中得到充分利用，并相應地使用留壓隔離器，以提升隔離性能，積極發揮抗干擾作用。而小型控制系統和電子電氣設備在實施隔離開發時，主要采取兩種隔離方式，即使用交流隔離分離器和使用模擬頻率隔離技術來獲得，并達到最佳效果，實現相互隔離。

3 電路隔離技術實踐運用分析

為了有效提高電路隔離技術使用的整體作用，深入了解電路工作流程和工藝技術的本質尤為重要，只有這樣，才能受益于電路隔離技術更先進的功能，主要分為以下內容：

3.1 模擬電路隔離的應用方法

交流電運動中會出現許多諧波、高頻干擾等諸多不良問題。在系統工作中，要合理應用電路隔離技術來解決高頻噪音所產生的線路干擾問題。通過有效利用電路隔離技術，電源隔離變壓器設備的性能得到顯著提升，配電過程中產生的高頻噪聲得到有效抑制。采用電氣電子設備進行隔離技術的工作電路中，需要充分考慮繞組運行的穩定性。

3.2 在模擬信號測量系統的隔離

在實踐運用過程中，最為重要的是根據具體線路條件和工作環境選擇不同的電路隔離方法，以積極提高隔離技術使用的整體影響。在直流分量高或噪聲電頻干擾模式高的環境中，科學合理地使用輸入和輸出能最佳地進行隔離，并且可以有效地抑制和切斷系統中產生的噪音問題。

但在使用這種方法時，需要采用必要的處理方法來防止模擬系統中的信號干擾，特別是當輸入系統進入邏輯系統時，往往會造成線路混亂或信號混淆等問題，在消除精密測量系統產生的噪音時，這種方法要求盡可能防止數字脈沖信號對操作系統的直接干擾，防止對信號強度產生重大影響，甚至使整個信號完全被屏蔽。

3.3 電路隔離技術在數字電路中的實踐應用

3.3.1 在脈沖變壓器中發揮的作用

電路隔離技術在電子電氣相關設備的應用中已經顯示出極佳的效益。采取電路隔離技術，對脈沖作為高隔離材料的積極產生更好的使用效果。當輸入脈沖變壓器信號時，直流分量不能自動分離，必須根據現實狀況規劃波長，方可發揮隔離性能。通常要確保中頻范圍在1000Hz 到1MHz 范圍之內。因此，這種現象多發生于微電子系統內，且只有頻率超過10MHz 時，發揮才會最好。

3.3.2 在光電耦合器中的作用

在數字電路的應用過程中，隔離技術主要是由通過光電耦合器進行檢測的。它能在電路和信號輸入之間發揮其屏蔽性能，以實施隔離。應用光電耦合器可以降低遠程數據信號傳輸引起的干擾，現階段這種隔離技術已經發展起來。

3.3.3 在繼電器中的作用

在數字電路中，繼電器發揮著重要的阻斷作用，它能確保繼電器起到很好的阻斷作用，提升阻斷直流和交流信號的能力，從而減少高壓下的噪音干擾。因此，使用繼電器阻斷技術，利用其數字輸出功能設備及其內部傳輸設備的深入分析，確保最佳隔離性能。在隔離技術的使用中，旋轉裝置被廣泛使用，成本低，完成度好，具有使用前景。

4 電路隔離技術在模擬信號測量系統中的應用

在實踐運行中，模擬信號測試系統通常會被噪聲所干擾，一定程度上影響了設備的穩定性能，從而對模擬信號測量系統造成重大損壞。為此，對模擬信號測量系統的精度要求非常高。因此，以強化電路隔離技術，充分發揮對噪音的阻斷作用，以此提升模擬信號測量系統中脈沖信號的傳輸效果。在模擬信號測量系統中，在前置放大器電路運行中，要采用電路隔離技術，以確保模擬信號在測量系統中的有效運性，并保證其安全性能。

4.1 高電壓、高信號分離技術

模擬信號測試系統不僅要探索模擬信號測試系統的工作原理，而且還要依靠室內電路隔離技術來達到在運行過程中降噪或隔離干擾的效果。它的原理和應用方式與隔離變壓器的原理大致類似。

4.2 微電壓、微電流信號隔離技術

在分離小電壓電流和小電流電路時，必須考慮正確的精度要求，特別要考慮價格成本因子。尤其是價格因素。由于普通噪聲難以處理，因此需要密切關注隔離放大器的精度，以達到防干擾性能。并提供相對完全的電路信號隔離，確保電壓的有效運行。

譬如，Analog AD210 隔離放大器就采用了模擬電路隔離技術。圖1 是AD210 的搭建圖，則可以很好地顯示其運用效果。IS0106高精度線性隔離放大器參數如表1所示。

圖1：AD21 0 的結構框圖

表1：IS0106 高精度線性隔離放大器參數

5 數字電路和模擬電路之間的電路隔離技術應用

一般情況下，所有的數字電路和模擬電路都必須應用正確的模數轉換器（（A/D）和數模（D/A）轉換器的組合才能實現它們的使用效果。它們在轉換過程中，通常會受到各種噪音影響。通過模數（A / D）轉換器和數模轉換器（D / A）的良好組合對于所有類型的噪聲干擾，應明智地使用信號隔離技術。例如，HCPL-4100 是電流數字回路20mA 電流以下的隔離專用變送器，通訊速率小于20K 波特，可傳輸400 米，隔離電壓高達3750V/分鐘。如圖2所示。

圖2：HCPL-316J 原理和邏輯功能圖

6 結語

綜上所述，電子和電氣設備在我國廣泛應用于生活的各個方面，電路隔離技術則發揮了主要作用。但是，在我國科技發展形勢下，電路分離技術也表現出豐富多樣性。要想實現最佳隔離性能，則要考慮電氣設備的實踐用途，再選擇合理的隔離技術，有效提高電氣電子設備的可靠性，以此降低信號干擾，不斷加快電力行業的可持續發展。