2.2磁电隔离使用注意事项

对于电气电子设备的电磁兼容来,变压器隔离可以切断变压器两端的共模电流,但是由于普通变压器作为一般电源变压器用,将某一等级的电压和电流转变成另一等级的电压和电流,没有采用任何特殊措施,其绕组间的寄生电容较大(未加屏蔽层为nF级),使得进入变压器原边的高频干扰容易通过寄生电容耦合到的副边,骚扰副边电路的正常运行。

为提高变压器高频共模电磁干扰的抑制性能,一般会在变压器原、副边间增加静电屏蔽后,减小原/副边之间的寄生电容(一般可降到pF级)。

该屏蔽与绕组间形成新的分布电容,当将屏蔽接地后,可以将高频干扰通过这一新的分布电容引回地,避免其对副边电路产生干扰,如下图所示:

隔离方法在电气电子产品电磁兼容设计上的应用介绍

3 光电隔离技术

3.1光电耦合器简介

光电隔离(简称光耦)采用光电耦合器来实现,即通过半导体发光二极管(LED)的光发射和光敏半导体(光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等)的光接收,来实现信号的传递。由于发光二极管和光敏半导体是互相绝缘的,从而实现了电路的隔离。

当给发光二极管加以正向电压时,由于空间电荷区势垒下降,P区空穴注入到N区,产生电子与空穴的复合,复合时放出大部分为光形式的能量。给发光二极管加的正向电压越高,复合时放出的光通量越大。当然,给发光二极管加的正向电压受其最大允许电流的限制。

当光敏半导体,比如光敏二极管,受到光照射时,在PN结附近产生的光生电子-空穴对在PN结的内电场作用下形成光电流。光的照度越强,光电流就越大。当光敏半导体没受到光照射时,只有很小的暗电流。

3.2光电耦合器的特性

光电耦合器的特性是用发光二极管的输入电流和光敏半导体的输出电流的函数关系来表示的,如下图所示:

从光电耦合器的特性曲线可以看出,光电耦合器的线性度较差,但可以利用反馈技术进行校正。

3.3光耦应用中的注意事项

由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光;由于光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。光电耦合器的隔离阻抗随着频率的提高而降低,抗干扰效果也将降低。