Što je galvanska izolacija

Galvanska izolacija ili galvanska izolacija je opći princip električnog (galvanskog) odvajanja predmetnog električnog kruga u odnosu na druge električne krugove. Zahvaljujući galvanskoj izolaciji, moguće je prenijeti energiju ili signal iz jednog električnog kruga u drugi električni krug bez izravnog električnog kontakta između njih.

Galvanska izolacija omogućuje jamčenje, posebno, neovisnosti signalnog kruga, budući da se formira neovisna strujna petlja signalnog kruga u odnosu na struje drugih krugova, na primjer, strujni krug, tijekom mjerenja i povratne veze sklopovi. Ovo rješenje je korisno za osiguranje elektromagnetske kompatibilnosti: povećava otpornost na buku i točnost mjerenja. Galvanska izolacija ulaza i izlaza uređaja često poboljšava njihovu kompatibilnost s drugim uređajima u teškim elektromagnetskim okruženjima.

Naravno, galvanska izolacija također osigurava sigurnost kada ljudi rade s električnom opremom.Ovo je jedna mjera i izolaciju određenog strujnog kruga treba uvijek razmotriti u kombinaciji s drugim električnim sigurnosnim mjerama kao što su zaštitno uzemljenje i krugovi za ograničavanje napona i struje.

Za osiguranje galvanske izolacije mogu se koristiti različita tehnička rješenja:

• induktivna (transformatorska) galvanska izolacija, koja se koristi u transformatori i za izolaciju digitalnih sklopova;

• optička izolacija pomoću optokaplera (optrona) ili opto-releja, čija je uporaba tipična za mnoge moderne impulsne izvore napajanja;

• kapacitivna galvanska izolacija kada se signal dovodi kroz vrlo mali kondenzator;

• elektromehaničko odvajanje npr. elektromehanički relej. 

Trenutno su dvije mogućnosti galvanske izolacije u krugovima vrlo raširene: transformator i optoelektronički.

Izgradnja galvanske izolacije tipa transformatora uključuje korištenje elementa magnetske indukcije (transformatora) sa ili bez jezgre, izlazni napon uzet iz sekundarnog namota, koji je proporcionalan ulaznom naponu uređaja. Međutim, pri primjeni ove metode važno je uzeti u obzir sljedeće nedostatke:

• na izlazni signal mogu utjecati smetnje nosivog signala;

• Izolacijska frekvencijska modulacija ograničava propusnost;

• Velike veličine.

Razvoj poluvodičke tehnologije posljednjih godina proširio je mogućnosti konstruiranja optoelektroničkih uređaja za izolaciju na temelju optokaplera.

Princip rada optocouplera je jednostavan: LED emitira svjetlost, koju percipira fototranzistor.Tako se provodi galvanska izolacija krugova od kojih je jedan spojen na LED, a drugi na fototranzistor.

Ovo rješenje ima brojne prednosti: širok raspon napona za odvajanje, do 500 volti, što je važno za izgradnju sustava za unos podataka, mogućnost rada s signalima za odvajanje do desetaka megaherca, male veličine komponenti.

Bez galvanske izolacije, maksimalna struja koja teče između strujnih krugova ograničena je samo na relativno male električne otpore, što može dovesti do struja izjednačavanja koje mogu oštetiti komponente strujnog kruga i ljude koji dodiruju nezaštićenu opremu. Uređaj za odvajanje posebno ograničava prijenos energije iz jednog kruga u drugi.