隔離器工作原理

工作原理

· 電磁隔離原理：基于電磁感應原理，通過變壓器實現電流隔離。輸入電流通過初級繞組產生磁場，次級繞組在磁場作用下感應出相應的電流，從而將輸入電流信號傳遞到輸出端。由于初級和次級繞組之間沒有直接的電氣連接，而是通過磁場耦合，所以實現了電氣隔離。這種方式適用于交流電流的隔離，能夠有效地隔離高頻噪聲和共模干擾。

· 光電隔離原理：利用光電耦合器件進行電流隔離。輸入電流通過發光二極管（LED）轉換為光信號，光信號被光探測器接收后再轉換為電信號，作為輸出電流。光電隔離器具有良好的電氣隔離性能，能夠隔離高壓、浪涌等電氣干擾，同時對數字信號和模擬信號都有較好的隔離效果，廣泛應用于各種電子設備和控制系統中。

結構組成

· 輸入電路：負責接收外部輸入的電流信號，并將其轉換為適合隔離器處理的形式。例如，對于一些需要隔離的傳感器信號，輸入電路可能包含信號放大、濾波等功能模塊，以提高信號質量。

· 隔離元件：是電流隔離器的核心部件，如上述的變壓器或光電耦合器件。它承擔著將輸入電流信號在電氣隔離的前提下傳輸到輸出端的任務，其性能直接影響隔離器的隔離效果和信號傳輸質量。

· 輸出電路：將隔離元件輸出的信號進行處理，轉換為符合實際應用需求的電流信號。輸出電路可能包括信號放大、整形、恒流驅動等功能模塊，以確保輸出電流信號能夠準確地驅動后續負載設備。

· 電源電路：為隔離器的各個部分提供穩定的電源。通常采用獨立的電源供電，以避免電源干擾對隔離效果產生影響。一些電流隔離器還可能具備電源反接保護、過壓保護等功能，提高設備的可靠性和穩定性。

應用場景

· 工業自動化控制系統：在工業現場，傳感器和執行機構通常分布在不同的位置，且可能受到各種電氣干擾。電流隔離器用于將傳感器檢測到的電流信號隔離傳輸到控制器，同時將控制器輸出的控制電流信號隔離傳輸到執行機構，防止干擾信號在系統中傳播，保證控制系統的穩定運行。例如，在溫度控制系統中，將溫度傳感器的電流信號通過電流隔離器傳輸到 PLC 控制器，可避免現場電磁干擾對溫度測量精度的影響。

· 電力系統：在電力系統的測量和保護裝置中，電流隔離器用于隔離不同電壓等級的電路，將高電壓側的電流信號安全地傳輸到低電壓側的測量或保護設備中。例如，在變電站中，將高壓輸電線路上的電流信號通過電流互感器轉換為小電流信號后，再經過電流隔離器傳輸到繼電保護裝置或測量儀表，確保設備和人員的安全，同時提高測量和保護的準確性。

· 醫療電子設備：在醫療設備中，如心電圖機、監護儀等，為了防止患者受到電氣干擾和漏電的危害，需要將患者與設備的電氣系統進行隔離。電流隔離器用于將患者身體上的生理電信號隔離傳輸到設備的信號處理電路中，保證醫療設備能夠準確地檢測和處理這些信號，同時確保患者的安全。