Ano ang galvanic isolation

Ang galvanic isolation o galvanic isolation ay ang pangkalahatang prinsipyo ng electrical (galvanic) isolation ng electrical circuit na pinag-uusapan kaugnay ng iba pang electrical circuit. Salamat sa galvanic isolation, posibleng magpadala ng enerhiya o signal mula sa isang electrical circuit papunta sa isa pang electrical circuit nang walang direktang electrical contact sa pagitan nila.

Ginagawang posible ng galvanic isolation na garantiya, sa partikular, ang kalayaan ng signal circuit, dahil ang isang independiyenteng kasalukuyang loop ng signal circuit ay nabuo na may paggalang sa mga alon ng iba pang mga circuit, halimbawa, ang power circuit, sa panahon ng mga sukat at sa feedback mga circuit. Ang solusyon na ito ay kapaki-pakinabang para sa pagtiyak ng electromagnetic compatibility: pinatataas nito ang kaligtasan sa ingay at katumpakan ng pagsukat. Ang galvanic isolation ng input at output ng mga device ay kadalasang nagpapabuti sa kanilang compatibility sa iba pang mga device sa malupit na electromagnetic na kapaligiran.

Siyempre, tinitiyak din ng galvanic isolation ang kaligtasan kapag nagtatrabaho ang mga tao gamit ang mga de-koryenteng kagamitan.Ito ay isang sukatan at ang paghihiwalay ng isang partikular na circuit ay dapat palaging isaalang-alang kasabay ng iba pang mga hakbang sa kaligtasan ng elektrikal tulad ng proteksiyon na earthing at boltahe at kasalukuyang naglilimita sa mga circuit.

Maaaring gamitin ang iba't ibang teknikal na solusyon upang matiyak ang galvanic isolation:

• inductive (transformer) galvanic isolation, na ginagamit sa mga transformer at upang ihiwalay ang mga digital circuit;

• optical isolation gamit ang isang optocoupler (optron) o opto-relay, ang paggamit nito ay tipikal para sa maraming modernong pulsed power supply;

• capacitive galvanic isolation kapag ang signal ay pinapakain sa pamamagitan ng napakaliit na kapasitor;

• electromechanical separation sa pamamagitan ng, halimbawa, electromechanical relay. 

Sa kasalukuyan, ang dalawang pagpipilian para sa galvanic isolation sa mga circuit ay napakalawak: transpormer at optoelectronic.

Ang pagtatayo ng transpormer-type galvanic isolation ay nagsasangkot ng paggamit ng isang magnetic induction element (transformer) na mayroon o walang core, ang output boltahe na kinuha mula sa pangalawang paikot-ikot, na proporsyonal sa input boltahe ng aparato. Gayunpaman, kapag inilalapat ang pamamaraang ito, mahalagang isaalang-alang ang mga sumusunod na kawalan:

• ang output signal ay maaaring maapektuhan ng interference mula sa carrier signal;

• Nililimitahan ng modulasyon ng dalas ng paghihiwalay ang bandwidth;

• Malaking sukat.

Ang pag-unlad ng teknolohiyang semiconductor sa mga nakaraang taon ay nagpalawak ng mga posibilidad para sa pagbuo ng mga optoelectronic na aparato para sa optocoupler-based na paghihiwalay.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng optocoupler ay simple: ang isang LED ay nagpapalabas ng liwanag, na nakikita ng isang phototransistor.Ito ay kung paano isinasagawa ang galvanic isolation ng mga circuit, ang isa ay konektado sa LED at ang isa sa phototransistor.

Ang solusyon na ito ay may isang bilang ng mga pakinabang: isang malawak na hanay ng mga decoupling na boltahe, hanggang sa 500 volts, na mahalaga para sa pagbuo ng mga sistema ng pagpasok ng data, ang kakayahang magtrabaho sa mga signal ng decoupling hanggang sampu-sampung megahertz, maliliit na laki ng bahagi.

Kung walang galvanic isolation, ang pinakamataas na kasalukuyang dumadaloy sa pagitan ng mga circuit ay limitado lamang sa medyo maliit na mga electrical resistance, na maaaring humantong sa equalization currents na maaaring makapinsala sa parehong mga bahagi ng circuit at mga taong humipo sa hindi protektadong kagamitan. Ang isang decoupling device ay partikular na naglilimita sa paglipat ng enerhiya mula sa isang circuit patungo sa isa pa.