การแยกด้วยไฟฟ้าคืออะไร

การแยกด้วยไฟฟ้าหรือการแยกด้วยไฟฟ้าเป็นหลักการทั่วไปของการแยกไฟฟ้า (กัลวานิก) ของวงจรไฟฟ้าที่เป็นปัญหาโดยสัมพันธ์กับวงจรไฟฟ้าอื่นๆ ด้วยการแยกด้วยไฟฟ้า ทำให้สามารถส่งพลังงานหรือสัญญาณจากวงจรไฟฟ้าหนึ่งไปยังวงจรไฟฟ้าอื่นได้โดยไม่ต้องสัมผัสทางไฟฟ้าโดยตรงระหว่างวงจรทั้งสอง

การแยกด้วยไฟฟ้าทำให้สามารถรับประกันได้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเป็นอิสระของวงจรสัญญาณ เนื่องจากการวนกระแสอิสระของวงจรสัญญาณถูกสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงกระแสของวงจรอื่น ตัวอย่างเช่น วงจรกำลัง ระหว่างการวัดและในการป้อนกลับ วงจร โซลูชันนี้มีประโยชน์ในการรับรองความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า: เพิ่มการป้องกันเสียงรบกวนและความแม่นยำในการวัด การแยกอินพุตและเอาต์พุตของอุปกรณ์ด้วยไฟฟ้ามักจะปรับปรุงความเข้ากันได้กับอุปกรณ์อื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่มีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง

แน่นอน การแยกด้วยไฟฟ้ายังช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยเมื่อผู้คนทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้านี่เป็นมาตรการหนึ่งและการแยกวงจรเฉพาะควรพิจารณาร่วมกับมาตรการความปลอดภัยทางไฟฟ้าอื่นๆ เช่น การต่อสายดินและวงจรจำกัดแรงดันและกระแส

สามารถใช้โซลูชันทางเทคนิคต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการแยกกัลวานิก:

• การแยกไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ (หม้อแปลง) ซึ่งใช้ใน หม้อแปลงไฟฟ้า และแยกวงจรดิจิทัล

• การแยกออปติคัลโดยใช้ออปโตคัปเปลอร์ (ออปตรอน) หรือออปโตรีเลย์ การใช้งานเป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบพัลซิ่งสมัยใหม่หลายรุ่น

• การแยกกัลวานิกแบบ capacitive เมื่อสัญญาณถูกป้อนผ่านตัวเก็บประจุขนาดเล็กมาก

• การแยกทางไฟฟ้าด้วย ตัวอย่างเช่น รีเลย์ไฟฟ้า. 

ปัจจุบัน มีสองตัวเลือกสำหรับการแยกไฟฟ้าในวงจรที่แพร่หลายมาก: หม้อแปลงและออปโตอิเล็กทรอนิกส์

การสร้างการแยกกัลวานิกแบบหม้อแปลงนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้องค์ประกอบการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (หม้อแปลง) ที่มีหรือไม่มีแกน แรงดันเอาต์พุตที่นำมาจากขดลวดทุติยภูมิซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงดันอินพุตของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้วิธีนี้ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาข้อเสียต่อไปนี้:

• สัญญาณเอาต์พุตอาจได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนจากสัญญาณพาหะ

• การมอดูเลตความถี่แยกจะจำกัดแบนด์วิธ

• ขนาดใหญ่

การพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ขยายความเป็นไปได้ในการสร้างอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการแยกโดยใช้ออปโตคัปเปลอร์

หลักการทำงานของออปโตคัปเปลอร์นั้นง่ายมาก: ไฟ LED จะเปล่งแสงซึ่งโฟโต้ทรานซิสเตอร์รับรู้นี่คือวิธีการแยกวงจรไฟฟ้าของวงจรซึ่งหนึ่งในนั้นเชื่อมต่อกับ LED และอีกอันหนึ่งกับโฟโตทรานซิสเตอร์

โซลูชันนี้มีข้อดีหลายประการ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าแบบแยกส่วนที่หลากหลาย สูงสุด 500 โวลต์ ซึ่งมีความสำคัญต่อการสร้างระบบการป้อนข้อมูล ความสามารถในการทำงานกับสัญญาณการแยกส่วนสูงถึงสิบเมกะเฮิรตซ์ ขนาดส่วนประกอบขนาดเล็ก

หากไม่มีการแยกกัลวานิก กระแสสูงสุดที่ไหลระหว่างวงจรจะถูกจำกัดให้มีค่าความต้านทานไฟฟ้าค่อนข้างน้อยเท่านั้น ซึ่งอาจนำไปสู่กระแสสมดุลที่สามารถทำลายส่วนประกอบของวงจรและผู้ที่สัมผัสอุปกรณ์ที่ไม่มีการป้องกัน อุปกรณ์แยกส่วนจะจำกัดการถ่ายโอนพลังงานจากวงจรหนึ่งไปอีกวงจรหนึ่งโดยเฉพาะ