ما هي العزلة الجلفانية

العزلة الجلفانية أو العزل الجلفاني هو المبدأ العام للعزل الكهربائي (الجلفاني) للدائرة الكهربائية المعنية فيما يتعلق بالدوائر الكهربائية الأخرى. بفضل العزل الكهربائي ، من الممكن نقل الطاقة أو الإشارة من دائرة كهربائية إلى دائرة كهربائية أخرى دون اتصال كهربائي مباشر بينهما.

تتيح العزلة الجلفانية ضمان استقلالية دائرة الإشارة على وجه الخصوص ، حيث يتم تشكيل حلقة تيار مستقلة لدائرة الإشارة فيما يتعلق بتيارات الدوائر الأخرى ، على سبيل المثال ، دائرة الطاقة ، أثناء القياسات وفي التغذية المرتدة الدوائر. هذا الحل مفيد لضمان التوافق الكهرومغناطيسي: فهو يزيد من مناعة الضوضاء ودقة القياس. غالبًا ما يؤدي العزل الجلفاني لمدخلات ومخرجات الأجهزة إلى تحسين توافقها مع الأجهزة الأخرى في البيئات الكهرومغناطيسية القاسية.

بالطبع ، يضمن العزل الجلفاني أيضًا السلامة عند عمل الأشخاص مع المعدات الكهربائية.هذا قياس وعزل لدائرة معينة يجب أن يؤخذ في الاعتبار دائمًا بالاقتران مع تدابير السلامة الكهربائية الأخرى مثل التأريض الوقائي ودوائر الحد من الجهد والتيار.

يمكن استخدام حلول تقنية مختلفة لضمان العزل الجلفاني:

• عزل جلفاني استقرائي (محول) ، والذي يستخدم في محولات وعزل الدوائر الرقمية ؛

• العزل البصري باستخدام optocoupler (optron) أو المرحل البصري ، والذي يعد استخدامه نموذجيًا للعديد من مصادر الطاقة النبضية الحديثة ؛

• العزلة الجلفانية السعوية عندما يتم تغذية الإشارة من خلال مكثف صغير جدًا ؛

• الفصل الكهروميكانيكي ، على سبيل المثال ، مرحل كهروميكانيكي. 

حاليًا ، هناك خياران واسعان للغاية للعزل الجلفاني في الدوائر: المحولات والإلكترونيات الضوئية.

يتضمن بناء العزل الجلفاني من نوع المحول استخدام عنصر الحث المغناطيسي (محول) مع أو بدون قلب ، وهو جهد الخرج المأخوذ من الملف الثانوي ، والذي يتناسب مع جهد الدخل للجهاز. ومع ذلك ، عند تطبيق هذه الطريقة ، من المهم مراعاة العيوب التالية:

• يمكن أن تتأثر إشارة الخرج بالتداخل من إشارة الناقل ؛

• تعديل تردد العزلة يحد من عرض النطاق ؛

• مقاسات كبيرة.

أدى تطوير تقنية أشباه الموصلات في السنوات الأخيرة إلى توسيع إمكانيات بناء أجهزة إلكترونية ضوئية للعزل القائم على مقرن البصريات.

مبدأ تشغيل optocoupler بسيط: ينبعث ضوء LED ، والذي يتم إدراكه بواسطة الترانزستور الضوئي.هذه هي الطريقة التي يتم بها تنفيذ العزل الجلفاني للدوائر ، أحدهما متصل بمصباح LED والآخر بالترانزستور الضوئي.

يحتوي هذا الحل على عدد من المزايا: نطاق واسع من جهد الفصل ، يصل إلى 500 فولت ، وهو أمر مهم لبناء أنظمة إدخال البيانات ، والقدرة على العمل مع إشارات فصل تصل إلى عشرات الميجاهرتز ، وأحجام مكونات صغيرة.

بدون العزل الجلفاني ، يقتصر الحد الأقصى للتيار المتدفق بين الدوائر على مقاومات كهربائية صغيرة نسبيًا ، مما قد يؤدي إلى تيارات معادلة يمكن أن تلحق الضرر بكل من مكونات الدائرة وملامسة الأشخاص للمعدات غير المحمية. يحد جهاز الفصل على وجه التحديد من نقل الطاقة من دائرة إلى أخرى.