Isolierung der Stromversorgung
Was ist Isolierung der Stromversorgung?
Spannungs-, Strom-, Temperatur-, Druck-, Dehnungs- und Durchflussmessungen sind ein wesentlicher Bestandteil von Industrie- und Prozesssteuerungsanwendungen. Häufig sind diese Anwendungen in Umgebungen mit gefährlichen Spannungen, transienten Signalen, Gleichtaktspannungen und schwankenden Erdpotentialen angesiedelt, die Messsysteme beschädigen und die Messgenauigkeit beeinträchtigen können. Um diese Herausforderungen zu meistern, verwenden Messsysteme für industrielle Anwendungen eine elektrische Isolierung.
Die Isolierung trennt die Sensorsignale, die gefährlichen Spannungen ausgesetzt sein können, elektrisch von der Niederspannungs-Backplane des Messsystems. Die Isolierung bietet viele Vorteile, darunter:
- Schutz der teuren Geräte, des Anwenders und der Daten vor transienten Spannungen
- Verbesserte Rauschimmunität
- Beseitigung von Erdschleifen
- Erhöhte Gleichtaktspannungsunterdrückung
Gründe für die Implementierung einer Leistungsisolierung
Ziehen Sie eine Isolierung für Messsysteme in Betracht, die einen der folgenden Punkte aufweisen:
- Nähe zu gefährlichen Spannungen
- Industrielle Umgebungen mit der Möglichkeit transienter Spannungen
- Umgebungen mit Gleichtaktspannungen oder schwankenden Erdpotentialen
- Elektrisch verrauschte Umgebungen, wie z. B. Umgebungen mit Industriemotoren
- Transienten-empfindliche Anwendungen, bei denen unbedingt verhindert werden muss, dass Spannungsspitzen durch das Messsystem übertragen werden
Optische Isolierung
LEDs erzeugen Licht, wenn eine Spannung an sie angelegt wird. Bei der optischen Isolierung wird eine LED zusammen mit einem Fotodetektor verwendet, um Signale über eine Isolationsbarriere zu übertragen, wobei Licht als Methode der Datenübersetzung verwendet wird. Ein Fotodetektor empfängt das von der LED übertragene Licht und wandelt es in das ursprüngliche Signal zurück.
Induktive Isolierung
Bei der induktiven Isolierung wird ein Spulenpaar verwendet, das durch eine Isolierschicht getrennt ist. Die Isolierung verhindert jegliche physikalische Signalübertragung. Signale können übertragen werden, indem ein variabler Strom durch eine der Spulen fließt, wodurch ein ähnlicher Strom in der zweiten Spule über die Isolationsbarriere induziert wird. Die induktive Isolierung kann eine Hochgeschwindigkeitsübertragung ähnlich wie bei kapazitiven Techniken ermöglichen. Da bei der induktiven Kopplung Magnetfelder für die Datenübertragung genutzt werden, kann sie anfällig für Störungen durch externe Magnetfelder sein.
