Pada artikel ini saya akan berbicara tentang cara membuat isolasi galvanik sederhana dari jaringan 220 V dari UPS lama (atau lebih tepatnya, dua) secara harfiah.

Saya harap bukan rahasia lagi mengapa isolasi galvanik dari jaringan diperlukan. Banyak orang mungkin mengetahui salah satu cara termudah untuk meledakkan setengah rangkaian dengan osiloskop yang diarde. Oleh karena itu, saya serius memikirkan untuk melepaskan kopling setelah membeli osiloskop. Dalam kasus yang paling sederhana, dekopler tampak seperti transformator dengan rasio transformasi 1:1. Oleh karena itu, awalnya idenya adalah mengambil TS-270 dan memundurkannya. Namun saya tidak ingin memutar ulang, dan saya tidak memiliki trafo tambahan dengan daya yang cukup. Tapi entah bagaimana di tempat kerja saya menemukan UPS lama. Sesuatu seperti ini:

Dan kemudian muncul ide untuk mengakhiri “pembalikan”, yaitu. ketika dua transformator identik dinyalakan secara cermin:

Secara alami, semakin tinggi tegangan pada keluaran trafo, semakin sedikit arus yang mengalir dan semakin baik, tetapi saya tidak harus memilih dan saya menggunakan prinsip “apa adanya”. Diputuskan untuk menggunakan casing UPS dan trafo yang sudah terpasang di sana. Untuk mengontrol keberadaan tegangan pada keluaran, orang Cina memiliki:

Setelah trafo kedua ditemukan dan diamankan, yang tersisa hanyalah menghubungkan semuanya.

Hasilnya, kami memiliki diagram akhir yang dengannya kami menghubungkan transformator:

Fragmen dikecualikan. Majalah kami ada atas sumbangan dari pembaca. Versi lengkap artikel ini hanya tersedia

Dan kami mendapatkan sesuatu seperti ini:

Awalnya saya membuang papan aslinya, tetapi ternyata, casingnya kehilangan banyak kekakuannya dan saya harus mengembalikannya ke tempatnya, setelah terlebih dahulu melepas semua bagiannya:

Lalu saya memasang voltmeter:

Saya menggunakan belitan sekunder 18 V untuk menyalakan lampu latar sakelar standar. Saya menggunakan sekering UPS standar yang dapat digunakan kembali sebagai sekering masukan, dan dudukan sekering biasa dipasang untuk melindungi keluaran.

Dan, voila! Solusi kami sedang bekerja.

Perkenalan

Isolasi galvanik (isolasi), biasa disebut decoupling, adalah metode di mana setiap bagian dari sistem kelistrikan dapat berada pada potensial tanah yang berbeda. Dua alasan paling umum untuk membuat decoupling adalah untuk keamanan dari kesalahan pada produk kelas industri, dan ketika komunikasi kabel diperlukan antar perangkat, yang masing-masing memiliki catu daya sendiri.

Metode pemisahan daya

transformator

Bentuk decoupling yang paling umum adalah penggunaan trafo. Saat merancang rangkaian stabilisasi daya yang memerlukan decoupling, bagian isolasi dari desain dikaitkan dengan kebutuhan untuk menaikkan/menurunkan level tegangan dan tidak dianggap sebagai bagian terpisah dari sistem. Jika seluruh sistem kelistrikan perlu diisolasi (misalnya, banyak peralatan uji otomotif memerlukan catu daya diisolasi dari sumber listrik AC), trafo 1:1 dapat dipasang secara seri dengan sistem untuk menyediakan kebutuhan isolasi.

Gambar 1 - Bermacam-macam trafo SMD

Kapasitor

Metode yang kurang umum untuk membuat decoupling adalah dengan menggunakan kapasitor secara seri. Karena kemampuan sinyal AC mengalir melalui kapasitor, metode ini dapat menjadi cara yang efektif untuk mengisolasi bagian sistem kelistrikan dari sumber listrik AC. Cara ini kurang dapat diandalkan dibandingkan dengan cara trafo karena jika terjadi gangguan maka trafo akan memutus rangkaian dan menyebabkan hubungan arus pendek pada kapasitor. Salah satu tujuan pembuatan isolasi galvanik dari sumber listrik AC adalah untuk memastikan bahwa jika terjadi gangguan, pengguna aman dari sumber arus tak terbatas yang berfungsi.

Gambar 2 - Contoh penggunaan kapasitor untuk membuat decoupling

Metode Isolasi Sinyal

Opto-isolator

Ketika sinyal diperlukan untuk melewati dua bagian rangkaian pada potensial ground yang berbeda, solusi yang populer adalah opto-isolator (optocoupler). Opto-isolator adalah fototransistor yang terbuka (“menyala”) ketika LED internal diberi energi. Cahaya yang dipancarkan oleh LED internal merupakan jalur sinyal sehingga isolasi antara potensial ground tidak terganggu.

Gambar 3 - Diagram opto-isolator tipikal

Sensor Aula

Metode lain untuk mentransmisikan informasi antara sistem kelistrikan dengan potensial ground terpisah adalah penggunaan sensor berdasarkan efek Hall. Sensor Hall mendeteksi induksi secara non-invasif dan tidak memerlukan kontak langsung dengan sinyal yang diinginkan serta tidak melanggar penghalang isolasi. Penggunaan paling umum untuk meneruskan informasi induktif melalui sirkuit pada potensial tanah yang berbeda adalah pada sensor arus.

Gambar 4 - Sensor arus yang digunakan untuk mengukur arus melalui konduktor

Kesimpulan

Isolasi galvanik (isolasi) adalah pemisahan sistem/subsistem kelistrikan yang tidak boleh mengalirkan arus searah dan mungkin mempunyai potensial tanah yang berbeda. Isolasi dapat dibagi menjadi beberapa kategori utama: daya dan sinyal. Ada beberapa cara untuk mencapai decoupling, dan tergantung pada kebutuhan proyek, beberapa metode mungkin lebih disukai daripada metode lainnya.

Studi kasus

Gambar 5 - Diagram proyek PoE (Power over Ethernet) berdasarkan pengontrol TPS23753PW

Pada diagram di atas, beberapa trafo dan opto-isolator digunakan untuk membuat catu daya switching, yang digunakan pada perangkat Ethernet PD (Powered Device). Konektor J2 memiliki magnet internal yang mengisolasi seluruh sistem dari sumber PoE. T1 dan U2 mengisolasi catu daya (di sebelah kiri garis merah) dari output 3.3V yang diatur (di sebelah kanan garis merah).

Rangkaian artikel terdiri dari tiga bagian:

Interferensi di sirkuit.

Selama pengoperasian normal perangkat elektronik, interferensi dapat terjadi pada sirkuit.

Gangguan tidak hanya mengganggu pengoperasian normal perangkat, tetapi juga menyebabkan kegagalan total.

Beras. 1. Gangguan pada sinyal yang berguna.

Anda dapat melihat interferensi pada layar osiloskop dengan memasukkannya ke dalam bagian rangkaian yang diteliti (Gbr. 1). Durasi interferensi bisa sangat singkat (beberapa nanodetik, disebut “jarum”) atau sangat lama (beberapa detik). Bentuk dan polaritas interferensinya pun bermacam-macam.
Perambatan (passage) interferensi terjadi tidak hanya sepanjang sambungan kabel pada rangkaian, tetapi kadang-kadang bahkan antar bagian rangkaian yang tidak dihubungkan dengan kabel. Selain itu, interferensi bisa saling tumpang tindih dan bertambah satu sama lain. Jadi, satu interferensi lemah mungkin tidak menyebabkan kegagalan fungsi pada sirkuit perangkat, namun akumulasi beberapa interferensi acak lemah secara simultan menyebabkan pengoperasian perangkat yang salah. Fakta ini membuat pencarian dan penghapusan gangguan berkali-kali lipat lebih sulit, karena sifatnya lebih acak.

Sumber gangguan secara garis besar dapat dibagi:

Sumber gangguan eksternal. Sumber medan elektromagnetik atau elektrostatik yang kuat di dekat perangkat dapat menyebabkan kegagalan fungsi perangkat elektronik. Misalnya penangkal petir, relai saklar arus tinggi, atau las listrik.
Sumber gangguan internal. Misalnya, saat Anda menghidupkan/mematikan beban reaktif (motor listrik atau elektromagnet) pada suatu perangkat, rangkaian lainnya mungkin mengalami kegagalan fungsi. Algoritma program yang salah juga dapat menjadi sumber gangguan internal.

Untuk melindungi dari interferensi eksternal, struktur atau bagian-bagiannya ditempatkan dalam pelindung logam atau elektromagnetik, dan solusi sirkuit dengan sensitivitas yang lebih rendah terhadap interferensi eksternal juga digunakan. Penggunaan filter, optimalisasi algoritma operasi, perubahan konstruksi seluruh rangkaian dan lokasi bagian-bagiannya relatif satu sama lain membantu melawan gangguan internal.
Apa yang dianggap sangat elegan bukanlah penindasan tanpa pandang bulu terhadap semua gangguan, namun pengarahannya secara sengaja ke tempat-tempat di sirkuit di mana gangguan tersebut akan menghilang tanpa menimbulkan bahaya. Dalam beberapa kasus, jalur ini jauh lebih sederhana, lebih ringkas, dan lebih murah.

Menilai kemungkinan gangguan pada rangkaian dan cara mencegahnya bukanlah tugas yang mudah, memerlukan pengetahuan teoritis dan pengalaman praktis. Namun demikian, kami dapat dengan tegas mengatakan bahwa kemungkinan interferensi meningkat:

dengan peningkatan arus atau tegangan yang diaktifkan di sirkuit,
dengan meningkatnya sensitivitas bagian sirkuit,
dengan peningkatan kinerja suku cadang yang digunakan.

Agar tidak mengulang desain yang sudah jadi karena seringnya terjadi kegagalan, lebih baik kenali kemungkinan sumber dan jalur interferensi pada tahap desain sirkuit. Karena sekitar setengah dari semua manifestasi interferensi dikaitkan dengan catu daya yang “buruk”, yang terbaik adalah mulai merancang perangkat dengan memilih metode untuk memberi daya pada bagian-bagiannya.

Gangguan pada rangkaian catu daya.

Gambar 2 menunjukkan diagram blok tipikal suatu perangkat elektronik, yang terdiri dari sumber listrik, rangkaian kendali, driver dan aktuator.
Sebagian besar robot paling sederhana dari seri di situs ini dibuat sesuai dengan skema ini.

Beras. 2. Catu daya gabungan dari bagian kontrol dan daya.

Di sirkuit seperti itu kita dapat membedakan dua bagian secara kondisional: kontrol dan daya. Bagian kontrol mengkonsumsi arus yang relatif sedikit dan berisi sirkuit kontrol atau komputasi. Bagian daya mengkonsumsi lebih banyak arus secara signifikan dan mencakup penguat dan beban terminasi.
Mari kita lihat setiap bagian rangkaian secara lebih rinci.

Beras. 2a.

Sumber Daya listrik(Gbr. 2 a.) dapat berupa “baterai” atau catu daya trafo listrik. Catu daya juga dapat mencakup penstabil tegangan dan filter kecil.

Beras. 2b.

Sirkuit kontrol- ini adalah bagian dari sirkuit (Gbr. 2 b.), di mana informasi apa pun diproses sesuai dengan pengoperasian algoritma. Sinyal dari sumber eksternal, misalnya dari beberapa sensor, juga bisa datang ke sini. Rangkaian kendalinya sendiri dapat dirakit menggunakan mikrokontroler atau rangkaian mikro lainnya, atau menggunakan elemen diskrit.

Jalur komunikasi mereka hanya menghubungkan sirkuit kontrol ke perangkat eksekutif driver, yaitu, ini hanyalah kabel atau trek pada papan sirkuit tercetak.

Beras. abad ke-2

Aktuator(Gbr. 2 c.) seringkali merupakan mekanisme yang mengubah sinyal listrik menjadi kerja mekanis, seperti motor listrik atau elektromagnet. Artinya, aktuator mengubah arus listrik menjadi bentuk energi lain dan biasanya mengkonsumsi arus yang relatif besar.

Beras. 2 tahun

Karena sinyal dari rangkaian kontrol sangat lemah, maka driver atau amplifier(Gbr. 2 d) merupakan bagian integral dari banyak skema. Drivernya bisa dibuat misalnya hanya menggunakan transistor atau chip khusus, tergantung jenis aktuatornya.

Biasanya, sumber utama interferensi kuat adalah aktuator. Interferensi yang muncul di sini, setelah melewati driver, menyebar lebih jauh di sepanjang bus daya (Interferensi pada Gambar 2 ditunjukkan secara skematis dengan panah oranye). Dan karena rangkaian kontrol diberi daya dari sumber daya yang sama, kemungkinan besar gangguan ini juga akan mempengaruhinya. Artinya, misalnya gangguan yang muncul pada motor akan melewati driver dan dapat mengakibatkan kegagalan pada rangkaian kendali.
Pada rangkaian sederhana, cukup menempatkan kapasitor besar sekitar 1000 μF dan kapasitor keramik 0,1 μF secara paralel dengan sumber listrik. Mereka akan bertindak sebagai filter sederhana. Di sirkuit dengan arus konsumsi sekitar 1 ampere atau lebih, untuk melindungi dari interferensi kuat berbentuk kompleks, Anda harus memasang filter yang besar dan rumit, tetapi ini tidak selalu membantu.
Di banyak rangkaian, cara termudah untuk menghilangkan efek interferensi adalah dengan menggunakan catu daya terpisah untuk bagian kontrol dan daya rangkaian, yaitu penggunaan apa yang disebut catu daya terpisah.
Meskipun catu daya terpisah digunakan tidak hanya untuk memerangi gangguan.

Makanan terpisah.

Pada Gambar. Gambar 3 menunjukkan diagram blok perangkat tertentu. Rangkaian ini menggunakan dua catu daya. Bagian daya dari rangkaian diberi daya dari catu daya 1, dan rangkaian kontrol berasal dari catu daya 2. Kedua sumber daya dihubungkan oleh salah satu kutub; kabel ini umum untuk seluruh rangkaian dan sinyal ditransmisikan relatif terhadapnya melalui jalur komunikasi.

Beras. 3. Catu daya terpisah untuk bagian kontrol dan daya.

Sepintas, rangkaian dengan dua catu daya seperti itu terlihat rumit dan rumit. Faktanya, rangkaian catu daya terpisah tersebut digunakan, misalnya, di 95% semua peralatan rumah tangga. Catu daya terpisah hanya terdapat belitan trafo yang berbeda dengan tegangan dan arus yang berbeda. Ini adalah keuntungan lain dari rangkaian catu daya terpisah: beberapa unit dengan tegangan suplai berbeda dapat digunakan dalam satu perangkat. Misalnya gunakan 5 volt untuk pengontrol, dan 10-15 volt untuk motor.
Jika Anda perhatikan lebih dekat diagram pada Gambar. 3, terlihat bahwa gangguan dari bagian listrik tidak mempunyai kesempatan untuk masuk ke bagian kendali melalui saluran listrik. Akibatnya, kebutuhan untuk menekan atau memfilternya hilang sama sekali.

Beras. 4. Pisahkan catu daya dengan stabilizer.

Dalam struktur bergerak, misalnya robot bergerak, karena ukurannya, tidak selalu nyaman menggunakan dua paket baterai. Oleh karena itu, catu daya terpisah dapat dibuat menggunakan satu paket baterai. Dalam hal ini, rangkaian kontrol akan diberi daya dari sumber daya utama melalui stabilizer dengan filter daya rendah, Gambar. 4. Di sirkuit ini, Anda perlu memperhitungkan penurunan tegangan pada stabilizer jenis yang dipilih. Biasanya digunakan baterai dengan tegangan lebih tinggi dari tegangan yang diperlukan untuk rangkaian kontrol. Dalam hal ini, fungsionalitas sirkuit tetap dipertahankan meskipun baterai sudah habis sebagian.

Beras. 5. L293 dengan catu daya terpisah.

Banyak chip driver yang dirancang khusus untuk digunakan di sirkuit dengan catu daya terpisah. Misalnya, chip driver L293 yang terkenal ( Beras. 5) mempunyai kesimpulan Vs- untuk memberi daya pada rangkaian kontrol (Logic Supply Tegangan) dan output Vs- untuk mentenagai tahap akhir dari power driver (Tegangan Suplai atau Tegangan Suplai Keluaran).
Pada semua desain robot dengan mikrokontroler atau chip logika dari seri, L293 dapat dinyalakan dengan rangkaian catu daya terpisah. Dalam hal ini, tegangan catu daya (tegangan untuk motor) dapat berkisar antara 4,5 hingga 36 volt, dan tegangan pada Vss dapat disuplai sama dengan untuk memberi daya pada mikrokontroler atau chip logika (biasanya 5 volt).

Jika daya ke bagian kontrol (mikrokontroler atau chip logika) disuplai melalui stabilizer, dan daya ke bagian daya diambil langsung dari baterai, maka hal ini dapat menghemat kehilangan energi secara signifikan. Karena stabilizer hanya akan memberi daya pada rangkaian kontrol, dan bukan seluruh struktur. Ini - Keuntungan lain dari catu daya terpisah: hemat energi.

Jika Anda melihat kembali diagram pada Gambar 3, Anda akan melihat bahwa selain kabel biasa (GND), bagian daya juga dihubungkan ke rangkaian kontrol melalui jalur komunikasi. Dalam beberapa kasus, kabel ini juga dapat membawa gangguan dari bagian daya ke rangkaian kontrol. Selain itu, jalur komunikasi ini seringkali sangat rentan terhadap pengaruh elektromagnetik (“kebisingan”). Anda dapat menghilangkan fenomena berbahaya ini untuk selamanya dengan menggunakan apa yang disebut isolasi galvanis.
Meskipun isolasi galvanik juga digunakan tidak hanya untuk memerangi gangguan.

Isolasi galvanis.

Sekilas, definisi ini mungkin tampak luar biasa!
Bagaimana sinyal dapat ditransmisikan tanpa kontak listrik?
Faktanya, ada dua cara yang memungkinkan hal ini.

Beras. 6.

Metode transmisi sinyal optik berdasarkan fenomena fotosensitifitas semikonduktor. Untuk ini, sepasang LED dan perangkat fotosensitif (fototransistor, fotodioda) digunakan, Gambar 6.

Beras. 7.

Pasangan LED-fotodetektor terletak terisolasi dalam satu wadah yang saling berhadapan. Inilah yang disebut dengan detail ini. pengkopling-optik(nama asing optokopler), Gambar 7.
Jika arus dialirkan melalui LED optocoupler, resistansi fotodetektor internal akan berubah. Ini adalah bagaimana sinyal nirsentuh ditransmisikan, karena LED sepenuhnya terisolasi dari fotodetektor.
Setiap saluran transmisi sinyal memerlukan optocoupler terpisah. Frekuensi sinyal yang ditransmisikan secara optik dapat berkisar dari nol hingga beberapa puluh hingga ratusan kilohertz.

Beras. 8.

Metode transmisi sinyal induktif didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik pada suatu transformator. Ketika arus pada salah satu belitan transformator berubah, maka arus pada belitan lainnya juga berubah. Dengan demikian, sinyal ditransmisikan dari belitan pertama ke belitan kedua (Gbr. 8). Hubungan antar belitan ini disebut juga transformator, dan kadang-kadang disebut transformator untuk isolasi galvanik transformator isolasi.

Beras. 9.

Secara struktural, transformator biasanya dibuat pada inti ferit berbentuk cincin, dan belitannya berisi beberapa puluh lilitan kawat (Gbr. 9). Terlepas dari kerumitan transformator semacam itu, Anda dapat membuatnya sendiri dalam beberapa menit. Trafo siap pakai berukuran kecil untuk isolasi galvanik juga dijual.
Setiap saluran transmisi sinyal memerlukan transformator terpisah. Frekuensi sinyal yang ditransmisikan dapat berkisar dari beberapa puluh hertz hingga ratusan ribu megahertz.

Tergantung pada jenis sinyal yang ditransmisikan dan persyaratan rangkaian, Anda dapat memilih transformator atau isolasi galvanik optik. Di sirkuit dengan isolasi galvanik, konverter khusus sering dipasang di kedua sisi untuk berkoordinasi (menghubungkan, menghubungkan) dengan bagian sirkuit lainnya.

Sekarang mari kita perhatikan diagram blok menggunakan isolasi galvanik antara bagian kontrol dan daya pada Gambar 10.

Beras. 10. Pisahkan catu daya dan isolasi galvanik saluran komunikasi.

Dari diagram ini terlihat bahwa gangguan apa pun dari bagian daya tidak dapat menembus bagian kendali, karena tidak ada kontak listrik antar bagian rangkaian.
Tidak adanya kontak listrik antar bagian rangkaian dalam kasus isolasi galvanik memungkinkan Anda mengontrol aktuator dengan daya tegangan tinggi dengan aman. Misalnya, panel kontrol yang diberi daya beberapa volt dapat diisolasi secara galvanis dari tegangan jaringan fasa beberapa ratus volt, sehingga meningkatkan keselamatan bagi personel pengoperasian. Ini adalah keuntungan penting dari rangkaian isolasi galvanik.

Sirkuit kontrol dengan isolasi galvanik hampir selalu dapat ditemukan di perangkat penting, serta di catu daya berdenyut. Terutama ketika ada kemungkinan gangguan sekecil apa pun. Tetapi bahkan pada perangkat amatir, isolasi galvanik digunakan. Karena sedikit kerumitan sirkuit dengan isolasi galvanik memberikan keyakinan penuh pada kelancaran pengoperasian perangkat.

Isolasi galvanis. Rangkaian optokopel

APA ITU OPTOCOUPLER

Optokopler, juga dikenal sebagai optokopler, adalah komponen elektronik yang mentransmisikan sinyal listrik antara dua rangkaian listrik terisolasi menggunakan cahaya inframerah. Sebagai isolator, optocoupler dapat mencegah tegangan tinggi melewati suatu rangkaian. Transmisi sinyal melalui penghalang cahaya terjadi menggunakan LED IR dan elemen fotosensitif, misalnya fototransistor, yang merupakan dasar dari struktur optocoupler. Optokopler tersedia dalam berbagai model dan konfigurasi internal. Salah satu yang paling umum adalah dioda IR dan fototransistor yang digabungkan dalam paket 4-pin, ditunjukkan pada gambar.

Parameter tertentu tidak boleh dilampaui selama pengoperasian. Nilai maksimum ini digunakan bersama dengan grafik untuk merancang mode pengoperasian dengan benar.

Di sisi masukan, dioda pemancar inframerah memiliki arus dan tegangan maju maksimum tertentu, jika melebihi batas tersebut akan menyebabkan elemen pemancar terbakar. Tetapi bahkan sinyal yang terlalu kecil pun tidak akan mampu membuatnya bersinar, dan tidak akan membiarkan impuls disalurkan lebih jauh di sepanjang rangkaian.

Keuntungan optokopler

kemampuan untuk menyediakan isolasi galvanik antara masukan dan keluaran;
untuk pengkopling-optik tidak ada batasan fisik atau desain yang mendasar dalam mencapai tegangan tinggi yang sewenang-wenang dan resistansi pemisahan serta kapasitansi keluaran yang kecil;
kemungkinan penerapan kontrol optik nirsentuh pada objek elektronik dan keragaman serta fleksibilitas solusi desain untuk sirkuit kontrol;
propagasi informasi searah melalui saluran optik, tidak adanya umpan balik dari penerima ke emitor;
bandwidth frekuensi lebar dari optocoupler, tidak ada batasan dari frekuensi rendah;
kemungkinan mentransmisikan sinyal pulsa dan komponen konstan melalui rangkaian optocoupler;
kemampuan untuk mengontrol sinyal keluaran optocoupler dengan mempengaruhi bahan saluran optik dan kemungkinan yang dihasilkan untuk menciptakan berbagai sensor, serta berbagai perangkat untuk mengirimkan informasi;
kemungkinan menciptakan perangkat mikroelektronik fungsional dengan fotodetektor, yang karakteristiknya, ketika diterangi, berubah sesuai dengan hukum kompleks yang diberikan;
kekebalan saluran komunikasi optik terhadap pengaruh medan elektromagnetik, yang membuatnya terlindungi dari interferensi dan kebocoran informasi, dan juga menghilangkan interferensi timbal balik;
kompatibilitas fisik, desain dan teknologi dengan perangkat semikonduktor dan radio-elektronik lainnya.

Kekurangan optokopler

konsumsi daya yang signifikan karena kebutuhan konversi energi ganda (listrik - cahaya - listrik) dan rendahnya efisiensi transisi ini;
peningkatan sensitivitas parameter dan karakteristik terhadap pengaruh suhu tinggi dan radiasi tembus;
penurunan sementara parameter optocoupler;
tingkat self-noise yang relatif tinggi, seperti dua kelemahan sebelumnya, disebabkan oleh kekhasan fisika LED;
kompleksitas penerapan umpan balik yang disebabkan oleh isolasi listrik pada rangkaian masukan dan keluaran;
ketidaksempurnaan desain dan teknologi terkait dengan penggunaan teknologi hybrid non-planar, dengan kebutuhan untuk menggabungkan beberapa kristal individu dari semikonduktor berbeda yang terletak di bidang berbeda dalam satu perangkat.

Penerapan optokopler

Sebagai elemen isolasi galvanik, optocoupler digunakan: untuk menghubungkan unit peralatan yang terdapat perbedaan potensial yang signifikan; untuk melindungi rangkaian masukan alat ukur dari interferensi dan interferensi.
Area penting lainnya dari penerapan optocoupler adalah kontrol optik non-kontak dari sirkuit arus tinggi dan tegangan tinggi. Peluncuran thyristor yang kuat, triac, kontrol perangkat relai elektromekanis. Mengalihkan pasokan listrik.
Penciptaan optocupler "panjang" (perangkat dengan pemandu cahaya serat optik fleksibel yang diperluas) membuka arah yang benar-benar baru dalam penggunaan produk optocuper - komunikasi jarak pendek.
Berbagai optocoupler juga digunakan dalam rangkaian teknik radio untuk modulasi, kontrol penguatan otomatis dan lain-lain. Dampak melalui saluran optik digunakan di sini untuk membawa sirkuit ke mode pengoperasian optimal, untuk penyesuaian mode nirsentuh.
Kemampuan untuk mengubah sifat-sifat saluran optik di bawah berbagai pengaruh eksternal memungkinkan terciptanya serangkaian sensor optocoupler: ini adalah sensor untuk kelembaban dan kontaminasi gas, sensor untuk keberadaan cairan tertentu dalam volume, sensor untuk kebersihan perawatan permukaan suatu benda, dan kecepatan pergerakannya.

Keserbagunaan optocoupler sebagai elemen isolasi galvanik dan kontrol nirsentuh, keragaman dan keunikan banyak fungsi lainnya menjadi alasan bahwa ruang lingkup optocoupler telah menjadi teknologi komputer, otomasi, peralatan komunikasi dan radio, sistem kontrol otomatis, peralatan pengukuran, kontrol dan sistem regulasi, elektronik medis, perangkat untuk tampilan informasi visual. Baca selengkapnya tentang berbagai jenis optokopler dalam dokumen ini.

elwo.ru

Isolasi galvanik: prinsip dan diagram

Isolasi galvanik adalah prinsip isolasi listrik dari rangkaian arus yang bersangkutan dalam kaitannya dengan rangkaian lain yang ada dalam satu perangkat dan meningkatkan kinerja teknis. Isolasi galvanis digunakan untuk mengatasi masalah berikut:

Mencapai kemandirian rantai sinyal. Ini digunakan saat menghubungkan berbagai instrumen dan perangkat, memastikan independensi rangkaian sinyal listrik sehubungan dengan arus yang timbul selama koneksi berbagai jenis perangkat. Kopling galvanik independen memecahkan masalah kompatibilitas elektromagnetik, mengurangi pengaruh interferensi, meningkatkan rasio signal-to-noise di sirkuit sinyal, dan meningkatkan akurasi sebenarnya dalam mengukur proses yang sedang berlangsung. Isolasi galvanik dengan input dan output terisolasi berkontribusi pada kompatibilitas perangkat dengan berbagai perangkat di bawah parameter lingkungan elektromagnetik yang kompleks. Alat ukur multisaluran mempunyai isolasi kelompok atau saluran. Isolasinya bisa tunggal untuk beberapa saluran pengukuran atau saluran demi saluran untuk masing-masing saluran secara mandiri.
Kepatuhan terhadap persyaratan Gost 52319-2005 saat ini tentang keselamatan listrik. Standar ini mengatur resistansi isolasi pada peralatan kontrol dan pengukuran listrik. Isolasi galvanik dianggap sebagai salah satu dari serangkaian tindakan untuk memastikan keselamatan listrik, ia harus bekerja secara paralel dengan metode perlindungan lainnya (pembumian, sirkuit pembatas tegangan dan arus, katup pengaman, dll.).

Isolasi dapat dilakukan dengan berbagai metode dan sarana teknis: rendaman galvanik, transformator induktif, isolator digital, relai elektromekanis.

Diagram solusi isolasi galvanik

Selama pembangunan sistem kompleks untuk pemrosesan digital sinyal masuk yang terkait dengan operasi di lingkungan industri, isolasi galvanik harus menyelesaikan masalah berikut:

Melindungi sirkuit komputer dari paparan arus dan tegangan kritis. Hal ini penting jika kondisi pengoperasian melibatkan paparan gelombang elektromagnetik industri, ada kesulitan dengan landasan, dll. Situasi seperti itu juga terjadi dalam transportasi, yang memiliki faktor pengaruh manusia yang besar. Kesalahan dapat menyebabkan kegagalan total pada peralatan mahal.
Lindungi pengguna dari sengatan listrik. Masalahnya paling sering relevan dengan perangkat medis.
Meminimalkan dampak buruk dari berbagai gangguan. Faktor penting dalam laboratorium yang melakukan pengukuran presisi, saat membangun sistem presisi, dan di stasiun metrologi.

Saat ini isolasi trafo dan optoelektronik banyak digunakan.

Prinsip pengoperasian optokopler

Rangkaian optokopel

Dioda pemancar cahaya dibias maju dan hanya menerima cahaya dari fototransistor. Metode ini menyediakan sambungan galvanik antara rangkaian yang dihubungkan di satu sisi ke LED dan di sisi lain ke fototransistor. Keunggulan perangkat optoelektronik antara lain kemampuannya mentransmisikan komunikasi dalam jangkauan yang luas, kemampuan mentransmisikan sinyal murni pada frekuensi tinggi, dan dimensi linier yang kecil.

Pengganda impuls listrik

Mereka menyediakan tingkat isolasi listrik yang diperlukan dan terdiri dari pemancar-emitor, jalur komunikasi dan perangkat penerima.

Pengganda pulsa

Jalur komunikasi harus menyediakan tingkat isolasi sinyal yang diperlukan, pada perangkat penerima, pulsa diperkuat ke nilai yang diperlukan untuk memulai pengoperasian thyristor.

Penggunaan transformator listrik untuk isolasi meningkatkan keandalan sistem terpasang yang dibangun berdasarkan saluran multikompleks serial jika terjadi kegagalan salah satunya.

Parameter saluran multi-kompleks

Pesan saluran terdiri dari sinyal informasi, perintah atau respons; salah satu alamatnya gratis dan digunakan untuk melakukan tugas sistem. Penggunaan transformator meningkatkan keandalan fungsi sistem yang dirakit berdasarkan saluran multikompleks serial dan memastikan pengoperasian perangkat jika beberapa penerima gagal. Karena penggunaan kontrol transmisi multi-tahap pada tingkat sinyal, tingkat kekebalan kebisingan yang tinggi terjamin. Dalam mode operasi umum, dimungkinkan untuk mengirim pesan ke beberapa konsumen, yang memfasilitasi inisialisasi awal sistem.

Perangkat listrik yang paling sederhana adalah relai elektromagnetik. Namun isolasi galvanik berdasarkan perangkat ini memiliki inersia yang tinggi, ukurannya yang relatif besar dan hanya dapat menyediakan sejumlah besar energi yang dikonsumsi kepada sejumlah kecil konsumen. Kerugian seperti itu menghalangi penggunaan relay secara luas.

Isolasi galvanik tipe dorong-tarik dapat secara signifikan mengurangi jumlah energi listrik yang digunakan dalam mode beban penuh, sehingga meningkatkan kinerja ekonomi perangkat.

Isolasi dorong-tarik

Melalui penggunaan isolasi galvanik, dimungkinkan untuk membuat sirkuit kontrol, diagnostik, dan pemantauan otomatis modern dengan keamanan, keandalan, dan stabilitas operasi yang tinggi.

plastik-produk.ru

Isolasi galvanis. Jika bukan optocoupler, lalu siapa?

Ada yang namanya isolasi galvanik dalam elektronik. Definisi klasiknya adalah transfer energi atau sinyal antar rangkaian listrik tanpa kontak listrik. Jika Anda seorang pemula, maka rumusan ini akan terkesan sangat umum bahkan misterius. Jika Anda memiliki pengalaman teknik atau hanya mengingat fisika dengan baik, kemungkinan besar Anda sudah memikirkan tentang transformator dan optocoupler.

Artikel di bawah ini dikhususkan untuk berbagai metode isolasi galvanik sinyal digital. Kami akan memberi tahu Anda mengapa hal ini diperlukan dan bagaimana produsen menerapkan penghalang isolasi "di dalam" sirkuit mikro modern.

Seperti yang telah disebutkan, kita akan berbicara tentang isolasi sinyal digital. Lebih lanjut dalam teks, dengan isolasi galvanik kita akan memahami transmisi sinyal informasi antara dua rangkaian listrik independen.

Mengapa itu diperlukan?

Ada tiga tugas utama yang diselesaikan dengan memisahkan sinyal digital.

Hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah perlindungan terhadap tegangan tinggi. Memang benar, memastikan isolasi galvanik merupakan persyaratan keselamatan untuk sebagian besar peralatan listrik. Biarkan mikrokontroler, yang secara alami memiliki tegangan suplai kecil, mengatur sinyal kontrol untuk transistor daya atau perangkat tegangan tinggi lainnya. Ini adalah tugas yang lebih dari sekadar tugas biasa. Jika tidak ada isolasi antara driver, yang meningkatkan sinyal kontrol daya dan tegangan, dan perangkat kontrol, maka mikrokontroler berisiko terbakar. Selain itu, perangkat input-output biasanya dihubungkan ke rangkaian kontrol, yang berarti bahwa seseorang yang menekan tombol “nyalakan” dapat dengan mudah menutup rangkaian dan menerima kejutan beberapa ratus volt. Jadi, isolasi sinyal galvanik berfungsi untuk melindungi orang dan peralatan.
Yang tidak kalah populer adalah penggunaan sirkuit mikro dengan penghalang isolasi untuk menghubungkan sirkuit listrik dengan tegangan suplai berbeda. Semuanya sederhana di sini: tidak ada "sambungan listrik" antara sirkuit, sehingga sinyal, level logis dari sinyal informasi pada input dan output dari sirkuit mikro, akan sesuai dengan catu daya pada "input" dan "output" ” sirkuit, masing-masing.
Isolasi galvanik juga digunakan untuk meningkatkan kekebalan sistem terhadap kebisingan. Salah satu sumber utama interferensi pada peralatan elektronik adalah apa yang disebut kabel biasa, sering kali merupakan rumah perangkat. Saat mentransmisikan informasi tanpa isolasi galvanik, kabel biasa menyediakan potensi bersama dari pemancar dan penerima yang diperlukan untuk mentransmisikan sinyal informasi. Karena kabel biasa biasanya berfungsi sebagai salah satu kutub listrik, menghubungkan berbagai perangkat elektronik ke sana, terutama perangkat listrik, menyebabkan gangguan impuls jangka pendek. Mereka dihilangkan dengan mengganti "sambungan listrik" dengan sambungan melalui penghalang isolasi.

Bagaimana itu bekerja

Secara tradisional, isolasi galvanik didasarkan pada dua elemen - transformator dan optocoupler. Jika kita menghilangkan detailnya, yang pertama digunakan untuk sinyal analog, dan yang kedua digunakan untuk sinyal digital. Kami hanya mempertimbangkan kasus kedua, jadi masuk akal untuk mengingatkan pembaca siapa optocoupler. Untuk mengirimkan sinyal tanpa kontak listrik, sepasang pemancar cahaya (paling sering LED) dan fotodetektor digunakan. Sinyal listrik pada input diubah menjadi “pulsa cahaya”, melewati lapisan pemancar cahaya, diterima oleh fotodetektor dan diubah kembali menjadi sinyal listrik.

Isolasi optocoupler telah mendapatkan popularitas yang luar biasa dan menjadi satu-satunya teknologi untuk mengisolasi sinyal digital selama beberapa dekade. Namun, dengan berkembangnya industri semikonduktor, dengan integrasi segalanya, muncul sirkuit mikro yang menerapkan penghalang isolasi menggunakan teknologi lain yang lebih modern. Isolator digital adalah sirkuit mikro yang menyediakan satu atau lebih saluran terisolasi, yang masing-masing mengungguli optocoupler dalam hal kecepatan dan keakuratan transmisi sinyal, tingkat ketahanan terhadap interferensi dan, paling sering, biaya per saluran.

Penghalang isolasi isolator digital diproduksi menggunakan berbagai teknologi. Perusahaan Analog Devices yang terkenal menggunakan trafo pulsa sebagai penghalang pada isolator digital ADUM. Di dalam rumah sirkuit mikro terdapat dua kristal dan transformator pulsa, dibuat secara terpisah pada film poliamida. Kristal pemancar menghasilkan dua pulsa pendek di tepi sinyal informasi, dan satu pulsa di tepi sinyal informasi yang menurun. Transformator pulsa memungkinkan, dengan sedikit penundaan, untuk menerima pulsa pada kristal pemancar yang melaluinya konversi terbalik dilakukan.

Teknologi yang dijelaskan berhasil digunakan dalam penerapan isolasi galvanik, dalam banyak hal lebih unggul daripada optocoupler, namun memiliki sejumlah kelemahan terkait dengan sensitivitas transformator terhadap interferensi dan risiko distorsi saat bekerja dengan pulsa input pendek.

Tingkat kekebalan kebisingan yang jauh lebih tinggi disediakan di sirkuit mikro di mana penghalang isolasi diterapkan pada kapasitor. Penggunaan kapasitor menghilangkan kopling DC antara penerima dan pemancar, yang dalam rangkaian sinyal setara dengan isolasi galvanik.

Jika kalimat terakhir membuat Anda gelisah... Jika Anda merasakan keinginan membara untuk berteriak bahwa tidak ada isolasi galvanik pada kapasitor, maka saya sarankan mengunjungi topik seperti ini. Setelah kemarahan Anda mereda, perhatikan bahwa semua kontroversi ini dimulai pada tahun 2006. Seperti yang kami tahu, kami tidak akan kembali ke sana, seperti tahun 2007. Dan isolator dengan penghalang kapasitif telah diproduksi sejak lama, digunakan dan bekerja dengan sempurna.

Keuntungan dari decoupling kapasitif adalah efisiensi energi yang tinggi, dimensi kecil dan ketahanan terhadap medan magnet eksternal. Hal ini memungkinkan terciptanya isolator integral yang murah dengan indikator keandalan yang tinggi. Mereka diproduksi oleh dua perusahaan - Texas Instruments dan Silicon Labs. Perusahaan-perusahaan ini menggunakan teknologi berbeda untuk membuat saluran, namun dalam kedua kasus tersebut silikon dioksida digunakan sebagai dielektrik. Bahan ini memiliki kekuatan listrik yang tinggi dan telah digunakan dalam produksi sirkuit mikro selama beberapa dekade. Hasilnya, SiO2 mudah diintegrasikan ke dalam kristal, dan lapisan dielektrik setebal beberapa mikrometer cukup untuk memberikan tegangan isolasi beberapa kilovolt.Pada satu kristal (di Texas Instruments) atau pada keduanya (di Silicon Labs), yang terletak di rumah isolator digital, terdapat bantalan kapasitor. Chip-chip tersebut dihubungkan melalui bantalan ini, sehingga sinyal informasi berpindah dari penerima ke pemancar melalui penghalang isolasi.Meskipun Texas Instruments dan Silicon Labs menggunakan teknologi yang sangat mirip untuk mengintegrasikan penghalang kapasitif pada chip, mereka menggunakan prinsip transmisi yang sangat berbeda. sinyal informasi.

Setiap saluran terisolasi Texas Instruments adalah sirkuit yang relatif kompleks.

Mari kita lihat “bagian bawahnya”. Sinyal informasi disuplai ke sirkuit RC, dari mana pulsa pendek diambil di sepanjang tepi depan dan tepi jatuh dari sinyal input, dan sinyal direkonstruksi dari pulsa ini. Metode melewati penghalang kapasitif ini tidak cocok untuk sinyal yang berubah secara perlahan (frekuensi rendah). Pabrikan memecahkan masalah ini dengan menduplikasi saluran - "bagian bawah" dari rangkaian adalah saluran frekuensi tinggi dan ditujukan untuk sinyal dari 100 Kbps. Sinyal di bawah 100 Kbps diproses di "setengah atas" rangkaian. Sinyal input dikenai modulasi PWM awal dengan frekuensi clock tinggi, sinyal termodulasi diumpankan ke penghalang isolasi, sinyal dipulihkan menggunakan pulsa dari sirkuit RC dan kemudian didemodulasi. Sirkuit pengambilan keputusan pada keluaran saluran terisolasi “memutuskan” dari mana “setengah” sinyal harus dikirim ke keluaran rangkaian mikro.

Seperti yang Anda lihat pada diagram saluran isolator Texas Instruments, saluran frekuensi rendah dan frekuensi tinggi menggunakan transfer sinyal diferensial. Izinkan saya mengingatkan pembaca akan esensinya.

Transmisi diferensial adalah cara sederhana dan efektif untuk melindungi terhadap gangguan mode umum. Sinyal masukan pada sisi pemancar “dibagi” menjadi dua sinyal V+ dan V-, saling berbanding terbalik, yang sama-sama dipengaruhi oleh interferensi mode umum yang sifatnya berbeda. Penerima mengurangi sinyal dan, sebagai hasilnya, interferensi Vsp dihilangkan.

Transmisi diferensial juga digunakan pada isolator digital dari Silicon Labs. Sirkuit mikro ini memiliki struktur yang lebih sederhana dan lebih andal. Untuk melewati penghalang kapasitif, sinyal input dikenai modulasi OOK (On-Off Keyring) frekuensi tinggi. Dengan kata lain, “satu” dari sinyal informasi dikodekan dengan adanya sinyal frekuensi tinggi, dan “nol” dengan tidak adanya sinyal frekuensi tinggi. Sinyal termodulasi melewati tanpa distorsi melalui sepasang kapasitor dan dikembalikan ke sisi pemancar.

Dari rangkaian lain dalam satu alat disebut isolasi atau isolasi galvanik. Dengan bantuan isolasi seperti itu, sinyal atau energi ditransfer dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya, tanpa kontak langsung antar rangkaian.

Isolasi galvanik memungkinkan untuk memastikan independensi rangkaian sinyal, karena rangkaian arus independen dari rangkaian sinyal dibentuk dari rangkaian lain, dalam rangkaian umpan balik, dan selama pengukuran. Untuk kompatibilitas elektromagnetik, isolasi galvanik adalah solusi optimal, seiring dengan peningkatan akurasi pengukuran dan peningkatan perlindungan terhadap interferensi.

Prinsip operasi

Untuk memahami prinsip pengoperasian isolasi galvanik, mari kita pertimbangkan bagaimana penerapannya dalam desain.

Gulungan primer diisolasi secara elektrik dari belitan sekunder. Tidak ada kontak di antara mereka, dan tidak ada arus yang timbul, kecuali, tentu saja, Anda menghitung mode darurat dengan kerusakan isolasi atau korsleting. Namun, perbedaan potensial pada kumparan bisa sangat signifikan.

Jenis

Isolasi sirkuit listrik semacam itu dipastikan dengan berbagai metode menggunakan semua jenis elemen dan suku cadang elektronik. Misalnya, kapasitor dan optokopler mampu mentransmisikan sinyal listrik tanpa kontak langsung. Bagian-bagian rangkaian berinteraksi melalui fluks cahaya, medan magnet atau elektrostatis. Mari kita pertimbangkan jenis utama isolasi galvanik.

Pemisahan induktif

Untuk membangun isolasi transformator (induktif), perlu menggunakan elemen induksi magnet yang disebut. Itu bisa dengan atau tanpa inti.

Saat memisahkan jenis trafo, digunakan trafo dengan rasio transformasi sama dengan satu. Kumparan primer trafo dihubungkan dengan sumber sinyal, kumparan sekunder dihubungkan dengan penerima. Untuk memisahkan rangkaian menggunakan skema ini, perangkat modulasi magnetik berbasis transformator dapat digunakan.

Dalam hal ini, tegangan keluaran yang tersedia pada belitan sekunder transformator akan secara langsung bergantung pada tegangan masukan perangkat. Ada sejumlah kelemahan serius dengan metode decoupling induktif ini:

Dimensi keseluruhan yang signifikan tidak memungkinkan pembuatan perangkat yang ringkas.
Modulasi frekuensi isolasi galvanik membatasi frekuensi transmisi.
Kualitas sinyal keluaran dipengaruhi oleh interferensi pada sinyal pembawa masukan.
Pengoperasian isolasi transformator hanya dimungkinkan dengan tegangan bolak-balik.

Isolasi optoelektronik

Perkembangan teknologi elektronik dan informasi saat ini meningkatkan kemungkinan merancang pertukaran dengan menggunakan node optoelektronik. Dasar dari unit decoupling tersebut adalah optocoupler (optocoupler), yang dibuat atas dasar, dan komponen peka cahaya lainnya.

Di bagian optik rangkaian, yang menghubungkan penerima dan sumber data, foton bertindak sebagai pembawa sinyal. Netralitas foton memungkinkan dilakukannya pemisahan listrik pada rangkaian keluaran dan masukan, serta mencocokkan rangkaian dengan resistansi berbeda pada keluaran dan masukan.

Dalam isolasi optoelektronik, penerima tidak mempengaruhi sumber sinyal, sehingga memungkinkan untuk memodulasi sinyal pada rentang frekuensi yang luas. Keuntungan penting dari pasangan optik adalah kekompakannya, yang memungkinkan penggunaannya dalam mikroelektronika.

Sepasang optik terdiri dari pemancar cahaya, media yang menghantarkan fluks cahaya, dan penerima cahaya yang mengubahnya menjadi sinyal arus listrik. Resistansi keluaran dan masukan optocoupler sangat tinggi, dan dapat mencapai beberapa juta Ohm.

Prinsip pengoperasian optokopler cukup sederhana. Fluks cahaya keluar dari dan diarahkan, yang merasakannya dan melakukan pekerjaan lebih lanjut sesuai dengan sinyal cahaya ini.

Secara lebih rinci cara kerja optokopler adalah sebagai berikut. Sinyal masukan dikirim ke LED, yang memancarkan cahaya melalui pemandu cahaya. Selanjutnya, fluks cahaya dirasakan oleh fototransistor, yang keluarannya menghasilkan setetes atau pulsa arus listrik. Akibatnya, isolasi sirkuit galvanik dilakukan, yang terhubung di satu sisi ke LED, dan di sisi lain ke fototransistor.

Pengkopling optis dioda

Pada pasangan ini, sumber cahayanya adalah LED. Pasangan seperti itu dapat digunakan sebagai pengganti kunci dan bekerja dengan sinyal dengan frekuensi beberapa puluh MHz.

Ketika diperlukan untuk mengirimkan sinyal, sumber menyuplai daya ke LED, sehingga menghasilkan emisi cahaya yang mengenai . Saat terkena cahaya, fotodioda terbuka dan membiarkan arus melewatinya.

Penerima merasakan munculnya arus sebagai sinyal operasi. Kerugian dari optocoupler dioda adalah ketidakmampuan untuk mengontrol arus tinggi tanpa elemen tambahan. Kerugian lainnya adalah efisiensinya yang rendah.

Pengkopling optis transistor

Pasangan optik semacam itu memiliki sensitivitas yang meningkat, tidak seperti pasangan dioda, dan karenanya lebih ekonomis. Namun kecepatan reaksi dan frekuensi koneksi tertingginya lebih rendah. Pasangan optik transistor memiliki resistansi rendah saat terbuka dan resistansi tinggi saat tertutup.

Arus kontrol untuk pasangan transistor lebih tinggi dari arus keluaran pasangan dioda. Optokopler transistor dapat digunakan dengan berbagai cara:

Tidak ada keluaran dasar.
Dengan keluaran dasar.

Tanpa kabel basis, arus kolektor akan berhubungan langsung dengan arus LED, namun transistor akan mempunyai waktu respon yang lama karena rangkaian basis selalu terbuka.

Dalam kasus keluaran basis, kecepatan reaksi dapat ditingkatkan dengan menghubungkan resistansi tambahan antara emitor dan basis transistor. Suatu efek kemudian terjadi di mana transistor tidak melakukan konduksi sampai arus dioda mencapai nilai yang diperlukan untuk menjatuhkan tegangan pada resistor.

Isolasi galvanik ini memiliki beberapa keunggulan:

Berbagai macam tegangan decoupling (hingga 0,5 kV). Hal ini memainkan peran besar dalam desain sistem input informasi.
Isolasi galvanik dapat beroperasi pada frekuensi tinggi, mencapai beberapa puluh MHz.
Komponen rangkaian pertukaran tersebut memiliki dimensi keseluruhan yang kecil.

Dengan tidak adanya insulasi galvanis, arus maksimum yang mengalir antar rangkaian hanya dapat dibatasi oleh hambatan listrik yang kecil. Akibatnya menimbulkan timbulnya arus penyeimbang yang menimbulkan kerugian pada elemen-elemen rangkaian listrik dan pekerja yang secara tidak sengaja menyentuh peralatan listrik yang tidak terlindungi.

Isolasi jaringan secara galvanik. Saklar transistor AC