Uma solução de circuito chamada "isolamento galvânico" é encontrada com bastante frequência na engenharia eletrônica e elétrica. Por isso, é importante familiarizar o usuário com o que é. Além disso, será interessante entender as variedades existentes de nós para "desatar" e o princípio de sua ação.
O que é isso?
O isolamento galvânico é um método de transferência de eletricidade ou informação entre os circuitos de entrada e saída, no qual as partes do circuito não estão diretamente conectadas umas às outras. A necessidade surge nos casos em que é necessário garantir a segurança do trabalho nos circuitos secundários, mantendo a potência transmitida.
Além disso, graças a esta técnica, um circuito independente é formado no circuito secundário, o que permite:
- reduzir parcialmente a influência da interferência atuando no circuito primário;
- para melhorar a precisão de fazer leituras em circuitos de medição;
- melhorar a correspondência de carga.
Finalmente, o desacoplamento reduz a probabilidade de danos ao equipamento conectado ao secundário.
Princípio de operação
É mais conveniente explicar o princípio de operação da isolação galvânica usando o exemplo de um transformador, no qual o enrolamento secundário não está conectado eletricamente ao primário.
Na maioria das vezes, surge a dificuldade em compreender a redução do risco de choque elétrico quando os circuitos de entrada e saída são independentes. O fato é que se ocorrer um acidente (quebra do isolamento e atingir um potencial perigoso na carcaça) diretamente na linha de alimentação, a energia de toda a rede atua sobre quem a toca.
Na presença de desacoplamento, a intensidade da corrente será limitada não apenas pela resistência do corpo humano, mas também pela potência do transformador (ou outro elemento utilizado nesta capacidade). Se o invólucro do dispositivo conectado ao circuito secundário for aterrado, o risco de ferimentos será reduzido ao mínimo.
Tipos de isolamento galvânico
Existem vários métodos conhecidos para separar artificialmente os circuitos de alimentação e carga.
Mais frequentemente usado para isso:
- Circuito indutivo (ou transformador).
- Pares optoeletrônicos de elementos semicondutores.
Ao implementar o primeiro método, uma unidade de separação é usada - um transformador, que não requer um núcleo neste caso. Seu coeficiente de transmissão costuma ser unitário, ou seja, a tensão no enrolamento secundário é igual à de entrada.
As desvantagens desta opção incluem:
- volume do design;
- a possibilidade de uso apenas em circuitos AC;
- retenção parcial de interferência de circuitos primários.
É possível se livrar dessas desvantagens devido ao uso de um tipo especial de desacoplamento, denominado optoeletrônico.
Pares optoeletrônicos
Os principais elementos desse desacoplamento são optoacopladores, que são implementados em circuitos baseados em diodos, tiristores, além de transistores e outros componentes eletrônicos sensíveis à luz. A função do elemento primário do conjunto é realizada por um diodo emissor de luz, e o meio que transmite o pulso útil é um campo condutor de luz criado dentro do par optoeletrônico.
Nestes dispositivos, a neutralidade elétrica do fluxo luminoso permite organizar um efetivo desacoplamento de circuitos de entrada e saída, bem como para garantir a coordenação de nós com diferentes complexos resistências. As vantagens incluem a compactação do dispositivo e uma redução significativa do nível de ruído na saída.