从原理上看,电源隔离器主要采用线性光耦隔离等原理,实现输入、输出和工作电源三者的相互隔离。在工业生产过程里,自动化仪表、控制系统和执行机构间信号传输情况复杂,既有微弱如毫伏*、微安*的小信号,也有几十伏甚至数千伏、数百安培的大信号;信号类型包含低频直流信号与高频脉冲信号等。当这些设备构成系统后,仪表和设备间信号传输常相互干扰,导致系统不稳定甚至误操作。其中*个重要原因是仪表和设备间信号参考点存在电势差,形成 “接地环路”,致使信号传输失真。电源隔离器通过切断接地环路,能有效解决这*问题。例如在*些大型工厂的自动化生产线中,众多传感器、控制器与执行器连接在*起,若没有电源隔离器,信号干扰会频繁出现,而安装电源隔离器后,就能保障各设备间信号的准确传输。

电源隔离器的作用是多方面的。在抗干扰*域,其表现十分出色。以供电系统抗干扰为例,电网尖峰脉冲干扰对传感器、仪器仪表正常工作危害严重,而电源隔离器可通过多种方式抑制。如在仪器交流电源输入端串入干扰控制器,按频谱均衡原理将尖峰电压能量分配到不同频段,减弱其破坏性;加超*隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲;并联压敏电阻,在尖峰脉冲到来时,通过电阻值减小降低仪器从电源分得的电压。在低功耗方面,电源隔离器通过对输出单元模块采用自适应负载技术,根据负载大小动态调整输出功率,减少自身发热。传统设计中,输出负载小时多余功率会转化为仪表自身发热,而自适应负载技术可避免这种情况。同时,在隔离单元模块采用低功耗的磁隔离模式,如电流互感功率补偿模式,降低功耗。在电源模块上,选用合适的电源拓扑形式,为产品性能奠定基础。
在实际应用中,电源隔离器应用广泛。在工业控制系统中,无论是 DCS(集散控制系统)还是 PLC(可编程逻辑控制器),都可借助电源隔离器来实现信号隔离。与使用隔离卡件相比,采用信号隔离器(包含电源隔离功能)往往更具优势,如成本更低,在大部分情况下,采用信号隔离器加非隔离卡件比采用隔离卡件花费更少;性能更优,在隔离能力、抗电磁干扰等方面表现更出色;应用灵活,还具备型号转换和信号分配功能,且有单通道、双通道、*入二出等多种通道形式,通道间相互独立,便于系统配置与日常维护。在智能隔离器中,像 SKGL 型智能隔离器,可将输入的单路或双路电流或电压信号,变送输出隔离的单路或双路线性电流或电压信号,同时提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。在 AC - DC 数字电源系统中,数字隔离器作为电源隔离器的*种应用形式,在不同电路部分发挥着关键作用。例如在 PFC(功率因数校正)整流部分,隔离驱动器用于实现 PFC 高压电路与原边 DSP 控制电路之间的电气隔离,阻挡电磁干扰传播,放大控制信号;隔离运放器则负责采集输出电流与电压信号并转换,为稳定控制提供依据。在直流功率转换部分,隔离驱动器实现 LLC 高压电路与副边 DSP 控制电路之间的电气隔离,提高抗干扰能力,准确传递开关信号实现**功率转换。
电源隔离器虽小,却在工业系统和各类电子设备中发挥着不可替代的作用,为系统的安全、稳定运行保驾护航,随着科技的不断进步,其性能也将不断提升,应用*域也会进*步拓展。