מהו בידוד גלווני

בידוד גלווני או בידוד גלווני הוא העיקרון הכללי של בידוד חשמלי (גלווני) של המעגל החשמלי המדובר ביחס למעגלים חשמליים אחרים. הודות לבידוד גלווני, ניתן להעביר אנרגיה או אות ממעגל חשמלי אחד למעגל חשמלי אחר ללא מגע חשמלי ישיר ביניהם.

בידוד גלווני מאפשר להבטיח, בפרט, את עצמאותו של מעגל האות, שכן נוצרת לולאת זרם עצמאית של מעגל האות ביחס לזרמים של מעגלים אחרים, למשל, מעגל החשמל, במהלך מדידות ובמשוב. מעגלים. פתרון זה שימושי להבטחת תאימות אלקטרומגנטית: הוא מגביר את חסינות הרעש ואת דיוק המדידה. בידוד גלווני של הקלט והפלט של מכשירים משפר לעתים קרובות את התאימות שלהם עם מכשירים אחרים בסביבות אלקטרומגנטיות קשות.

כמובן, בידוד גלווני מבטיח גם בטיחות כאשר אנשים עובדים עם ציוד חשמלי.זהו מדד אחד ויש לשקול תמיד בידוד של מעגל מסוים בשילוב עם אמצעי בטיחות חשמליים אחרים כגון הארקה מגן ומעגלים מגבילים מתח וזרם.

ניתן להשתמש בפתרונות טכניים שונים כדי להבטיח בידוד גלווני:

• בידוד גלווני אינדוקטיבי (שנאי), המשמש ב רוֹבּוֹטרִיקִים ולבודד מעגלים דיגיטליים;

• בידוד אופטי באמצעות מצמד אופטו (אופטרון) או ממסר אופטי, שהשימוש בהם אופייני עבור ספקי כוח פולסים מודרניים רבים;

• בידוד גלווני קיבולי כאשר האות מוזן דרך קבל קטן מאוד;

• הפרדה אלקטרומכנית על ידי, למשל, ממסר אלקטרומכני. 

נכון לעכשיו, שתי אפשרויות לבידוד גלווני במעגלים נפוצות מאוד: שנאי ואופטואלקטרוניקה.

בניית בידוד גלווני מסוג שנאי כרוכה בשימוש באלמנט אינדוקציה מגנטי (שנאי) עם או בלי ליבה, מתח המוצא הנלקח מהפיתול המשנית, שהוא פרופורציונלי למתח הכניסה של המכשיר. עם זאת, בעת יישום שיטה זו, חשוב לקחת בחשבון את החסרונות הבאים:

• אות המוצא יכול להיות מושפע מהפרעות מהאות המוביל;

• אפנון תדר בידוד מגביל את רוחב הפס;

• מידות גדולות.

התפתחות טכנולוגיית המוליכים למחצה בשנים האחרונות הרחיבה את האפשרויות לבניית התקנים אופטו-אלקטרוניים לבידוד מבוסס מצמד אופטו.

עקרון הפעולה של המצמד האופטו פשוט: LED פולט אור, הנקלט על ידי פוטוטרנזיסטור.כך מתבצע הבידוד הגלווני של המעגלים, שאחד מהם מחובר ל-LED והשני לפוטו-טרנזיסטור.

לפתרון זה מספר יתרונות: מגוון רחב של מתחי ניתוק, עד 500 וולט, החשובים לבניית מערכות הזנת נתונים, יכולת עבודה עם אותות ניתוק עד עשרות מגה-הרץ, גדלי רכיבים קטנים.

ללא בידוד גלווני, הזרם המקסימלי הזורם בין המעגלים מוגבל להתנגדויות חשמליות קטנות יחסית בלבד, מה שעלול להוביל לזרמי איזון שעלולים לפגוע הן ברכיבי המעגל והן באנשים הנוגעים בציוד לא מוגן. מכשיר ניתוק מגביל באופן ספציפי את העברת האנרגיה ממעגל אחד למשנהו.