гальваническая связь — это… Что такое гальваническая связь?

гальваническая связь

galvanic coupling

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• гальваническая пара
• гальванический

Смотреть что такое «гальваническая связь» в других словарях:

• гальваническая связь — Связь электрических цепей посредством электрического поля в проводящей среде. [ГОСТ Р 52002 2003] гальваническая связь Связь между различными проводящими частями через активное сопротивление [РД 91.020.00 КТН 276 07] Тематики электротехника,… …   Справочник технического переводчика

• гальваническая связь — 140 гальваническая связь Связь электрических цепей посредством электрического поля в проводящей среде Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника.

  Термины и определения основных понятий оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• гальваническая связь — galvaninis ryšys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conductive coupling; direct current coupling; galvanic coupling vok. Direktkopplung, f; galvanische Kopplung, f; ohmsche Kopplung, f rus. гальваническая связь, f; кондуктивная связь, f; …   Fizikos terminų žodynas

• гальваническая связь — galvaninis ryšys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. conductive coupling; galvanic coupling vok. direkte Kopplung, f; galvanische Kopplung, f; ohmsche Kopplung, f rus. гальваническая связь, f pranc. couplage conductif, m; couplage… …   Automatikos terminų žodynas

• Гальваническая связь — 1. Связь электрических цепей посредством электрического поля в проводящей среде Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий …   Телекоммуникационный словарь

• гальваническая развязка — Мероприятие или техническое средство, применение которого направлено на исключение гальванической связи между проводящими частями. [РД 91.020.00 КТН 276 07] гальваническая развязка Схемотехническое решение, при котором исключается гальваническая… …   Справочник технического переводчика

• Связь гальваническая — связь электрических цепей посредством электрического поля в проводящей среде… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3 ст) …   Официальная терминология

• кондуктивная связь — galvaninis ryšys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conductive coupling; direct current coupling; galvanic coupling vok. Direktkopplung, f; galvanische Kopplung, f; ohmsche Kopplung, f rus. гальваническая связь, f; кондуктивная связь, f; …   Fizikos terminų žodynas

• прямая связь — galvaninis ryšys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conductive coupling; direct current coupling; galvanic coupling vok. Direktkopplung, f; galvanische Kopplung, f; ohmsche Kopplung, f rus. гальваническая связь, f; кондуктивная связь, f; …   Fizikos terminų žodynas

• ВЧ-связь (энергетика) — ВЧ связь (высокочастотная связь) комплекс оборудования связи, использующего в качестве среды передачи провода и кабели высоковольтных линий электропередачи. Приемопередатчики ВЧ связи обычно устанавливаются по концам ЛЭП на территории подстанций …   Википедия

• Высокочастотная связь —         шахтная (a. carrier current communication; н. Hochfrequenzverbindung; ф. liaison de haute frequence; и. enlace de alta frecuencia) передача сообщений между пунктами в подземных горн. выработках и на поверхности по линиям связи (проводам,… …   Геологическая энциклопедия

Гальваническая развязка. Кто, если не оптрон? / Хабр

Есть в электронике такое понятие как гальваническая развязка. Её классическое определение — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта.

Если вы новичок, то эта формулировка покажется очень общей и даже загадочной. Если же вы имеете инженерный опыт или просто хорошо помните физику, то скорее всего уже подумали про трансформаторы и оптроны.

Статья под катом посвящена различным способам гальванической развязки цифровых сигналов. Расскажем зачем оно вообще нужно и как производители реализуют изоляционный барьер «внутри» современных микросхем.

Речь, как уже сказано, пойдет о изоляции цифровых сигналов. Далее по тексту под гальванической развязкой будем понимать передачу информационного сигнала между двумя независимыми электрическими цепями.

Зачем оно нужно

Существует три основные задачи, которые решаются развязкой цифрового сигнала.

Первой приходит в голову защита от высоких напряжений. Действительно, обеспечение гальванической развязки — это требование, которое предъявляет техника безопасности к большинству электроприборов.

Пусть микроконтроллер, который имеет, естественно, небольшое напряжение питания, задает управляющие сигналы для силового транзистора или другого устройства высокого напряжения. Это более чем распространенная задача. Если между драйвером, который увеличивает управляющий сигнал по мощности и напряжению, и управляющим устройством не окажется изоляции, то микроконтроллер рискует попросту сгореть. К тому же, с цепями управления как правило связаны устройства ввода-вывода, а значит и человек, нажимающий кнопку «включить», легко может замкнуть цепь и получить удар в несколько сотен вольт.

Итак, гальваническая развязка сигнала служит для защиты человека и техники.

Не менее популярным является использование микросхем с изоляционным барьером для сопряжения электрических цепей с разными напряжениями питания. Тут всё просто: «электрической связи» между цепями нет, поэтому сигнал логические уровни информационного сигнала на входе и выходе микросхемы будут соответствовать питанию на «входной» и «выходной» цепях соответственно.

Гальваническая развязка также используется для повышения помехоустойчивости систем. Одним из основных источников помех в радиоэлектронной аппаратуре является так называемый общий провод, часто это корпус устройства.

При передаче информации без гальванической развязки общий провод обеспечивает необходимый для передачи информационного сигнала общий потенциал передатчика и приемника. Поскольку обычно общий провод служит одним из полюсов питания, подключение к нему разных электронных устройств, в особенности силовых, приводит к возникновению кратковременных импульсных помех. Они исключаются при замене «электрического соединения» на соединение через изоляционный барьер.

Как оно работает

Традиционно гальваническая развязка строится на двух элементах — трансформаторах и оптронах. Если опустить детали, то первые применяются для аналоговых сигналов, а вторые — для цифровых. Мы рассматриваем только второй случай, поэтому имеет смысл напомнить читателю о том кто такой оптрон.

Для передачи сигнала без электрического контакта используется пара из излучателя света (чаще всего светодиод) и фотодетектора. Электрический сигнал на входе преобразуется в «световые импульсы», проходит через светопропускающий слой, принимается фотодетектором и обратно преобразуется в электрический сигнал.

Оптронная развязка заслужила огромную популярность и несколько десятилетий являлась единственной технологией развязки цифровых сигналов. Однако, с развитием полупроводниковой промышленности, с интеграцией всего и вся, появились микросхемы, реализующие изоляционный барьер за счет других, более современных технологий.

Цифровые изоляторы — это микросхемы, обеспечивающие один или несколько изолированных каналов, каждый из которых «обгоняет» оптрон по скорости и точности передачи сигнала, по уровню устойчивости к помехам и, чаще всего, по стоимости в пересчете на канал.

Изоляционный барьер цифровых изоляторов изготавливается по различным технологиям. Небезызвестная компания Analog Devices в цифровых изоляторах ADUM в качестве барьера использует импульсный трансформатор. Внутри корпуса микросхемы расположено два кристалла и, выполненный отдельно на полиимидной пленке, импульсный трансформатор. Кристалл-передатчик по фронту информационного сигнала формирует два коротких импульса, а по спаду информационного сигнала — один импульс.

Импульсный трансформатор позволяет с небольшой задержкой получить на кристалле-передатчике импульсы по которым выполняется обратное преобразование.

Описанная технология успешно применяется при реализации гальванической развязки, во многом превосходит оптроны, однако имеет ряд недостатков, связанных с чувствительностью трансформатора к помехам и риску искажений при работе с короткими входными импульсами.

Гораздо более высокий уровень устойчивости к помехам обеспечивается в микросхемах, где изоляционный барьер реализуется на емкостях. Использование конденсаторов позволяет исключить связь по постоянному току между приемником и передатчиком, что в сигнальных цепях эквивалентно гальванической развязке.

Если последнее предложение вас взбудоражило..

Если вы почувствовали жгучее желание закричать что гальванической развязки на конденсаторах быть не может, то рекомендую посетить треды вроде

этого

. Когда ваша ярость утихнет, обратите внимание что все эти споры датируются 2006 годом. Туда, как и в 2007, мы, как известно, не вернемся. А изоляторы с емкостным барьером давно производятся, используются и отлично работают.

Преимущества емкостной развязки заключаются в высокой энергетической эффективности, малых габаритах и устойчивости к внешним магнитным полям. Это позволяет создавать недорогие интегральные изоляторы с высокими показателями надежности. Они выпускаются двумя компаниями — Texas Instruments и Silicon Labs. Эти фирмы используют различные технологии создания канала, однако в обоих случаях в качестве диэлектрика используется диоксид кремния. Этот материал имеет высокую электрическую прочность и уже несколько десятилетий используется при производстве микросхем. Как следствие, SiO2 легко интегрируется в кристалл, причем для обеспечения напряжения изоляции величиной в несколько киловольт достаточно слоя диэлектрика толщиной в несколько микрометров.

На одном (у Texas Instruments) или на обоих (у Silicon Labs) кристаллах, которые находятся в корпусе цифрового изолятора, расположены площадки-конденсаторы. Кристаллы соединяются через эти площадки, таким образом информационный сигнал проходит от приемника к передатчику через изоляционный барьер.

Хотя Texas Instruments и Silicon Labs используют очень похожие технологии интеграции емкостного барьера на кристалл, они используют совершенно разные принципы передачи информационного сигнала.

Каждый изолированный канал у Texas Instruments представляет собой относительно сложную схему.

Рассмотрим её «нижнюю половину». Информационный сигнал подается на RC-цепочки, с которых снимаются короткие импульсы по фронту и спаду входного сигнала, по этим импульсам сигнал восстанавливается. Такой способ прохождения емкостного барьера не подходит для медленноменяющихся (низкочастотных) сигналов. Производитель решает эту проблему дублированием каналов — «нижняя половина» схемы является высокочастотным каналом и предназначается для сигналов от 100 Кбит/сек.

Сигналы с частотой ниже 100 Кбит/сек обрабатываются на «верхней половине» схемы. Входной сигнал подвергается предварительной ШИМ-модуляции с большой тактовой частотой, модулированный сигнал подается на изоляционный барьер, по импульсам с RC-цепочек сигнал восстанавливается и в дальнейшем демодулируется.
Схема принятия решения на выходе изолированного канала «решает» с какой «половины» следует подавать сигнал на выход микросхемы.

Как видно на схеме канала изолятора Texas Instruments, и в низкочастотном, и в высокочастотном каналах используется дифференциальная передача сигнала. Напомню читателю её суть.

Дифференциальная передача — это простой и действенный способ защиты от синфазных помех. Входной сигнал на стороне передатчика «разделяется» на два инверсных друг-другу сигнала V+ и V-, на которые синфазные помехи разной природы влияют одинаково. Приемник осуществляет вычитание сигналов и в результате помеха Vсп исключается.

Дифференциальная передача также используется в цифровых изоляторах от Silicon Labs. Эти микросхемы имеют более простую и надежную структуру. Для прохождения через емкостный барьер входной сигнал подвергается высокочастотной OOK (On-Off Keying) модуляции. Другими словами, «единица» информационного сигнала кодируется наличием высокочастотного сигнала, а «ноль» — отсутствием высокочастотного сигнала. Модулированный сигнал проходит без искажений через пару емкостей и восстанавливается на стороне передатчика.

Цифровые изоляторы Silicon Labs превосходят микросхемы ADUM-ы по большинству ключевых характеристик. Микросхемы от TI обеспечивают примерно такое же качество работы как Silicon Labs, но в отдельных случаях уступают в точности передачи сигнала.

Где оно работает

Хочется добавить пару слов о том в каких микросхемах используется изоляционный барьер.

Первыми стоит назвать цифровые изоляторы. Они представляют собой несколько изолированных цифровых каналов, объединенных в одном корпусе. Выпускаются микросхемы с различной конфигурацией входных и выходных однонаправленных каналов, изоляторы с двунаправленными каналами (используются для развязки шинных интерфейсов), изоляторы со встроенным DC/DC-контроллером для изоляции питания.

Ещё больше картинокМикросхема серии Si86xx — цифровой изолятор с четырьмя прямыми и двумя обратными каналами

Микросхема серии Si860x — цифровой изолятор с двумя двунаправленными и двумя однонаправленными каналами

Микросхема серии Si88xx — цифровой изолятор с двумя каналами и встроенным DC/DC-контроллером

Кроме цифровых изоляторов выпускаются изолированные драйверы силовых транзисторов, в том числе на посадочное место оптодрайверов, усилители токового шунта, гальваноразвязанные АЦП и др.

Ещё больше картинокМикросхема серии Si823x — изолированный драйвер верхнего и нижнего ключа

Микросхема серии Si8261 — изолированный драйвер с эмулятором светодиода на входе

Микросхема серии Si8920 — изолированный усилитель токового шунта

Микросхема серии Si890x — изолированный АЦП

Пробники IsoVu с гальванической развязкой

Приложения	Измерение напряжения затвор-исток (VGS) и сток-исток (VDS) на стороне высокого напряжения, характеристик широкозонных устройств (на основе GaN и SiC), оптимизация импульсных источников питания (ИИП), температурные испытания (с кабелем SMA)	Измерения VGS на стороне высокого напряжения, характеристик широкозонных устройств (на основе GaN и SiC), оптимизация ИИП	Пробник общего назначения, измерения параметров силовых электронных устройств на основе Si и БТИЗ
Дисплей	200 МГц, 500 МГц, 1 ГГц	200 МГц, 500 МГц, 800 МГц,	160 МГц, 200 МГц
Время нарастания сигнала	450 пс, 850 пс, 2 нс	450 пс, 850 пс, 2 нс	1,75 нс
Коэф. ослабл. синф. сигнала при пост. токе	150 дБ	150 дБ	80 дБ
Коэф. ослабл. синф. сигнала при 100 МГц	100 дБ	85 дБ	26 дБ
Диапазон дифф. напряжения	Изменяется за счёт переменного усиления, до 3,3 кВ	Изменяется за счёт коэф. ослабления наконечника, до 2,5 кВ	150 В, 1500 В
Диапазон синфазн. напряжения	±60 кВ	±60 кВ	±1500 В
Диапазон смещения напряжения	±250 В*	±250 В*	Диапазон смещения на входе осциллографа при 50X ±50 В (типичное)
Уменьшение диапазона напряжения	От полного диапазона при частотах до 25 МГц до 20 В при 800 МГц*	От полного диапазона при частотах до 25 МГц до 20 В при 800 МГц*	От полного диапазона при частотах до 1 МГц до 25 В при 100 МГц
Входной импеданс	10 МОм || 3 пФ *	10 МОм || 2 пФ	10 МОм || 2 пФ
Диапазон рабочих температур	От 0 °C до 50 °C (на головке датчика)	От 0 °C до 70 °C (на головке датчика)	От 0 °C до 40 °C
Совместимость с осциллографами	Только с MSO Серии 4/5/6	Со всеми осциллографами с поддержкой TekVPI (включая MSO Серии 4/5/6)	Со всеми осциллографами с поддержкой TekVPI (включая MSO Серии 4/5/6)

Что такое гальваническая развязка, основные виды и принципы работы | Энергофиксик

Здравствуйте уважаемые посетители моего канала! В этой статье я хочу поговорить с вами о таком немаловажном элементе практически любой электронной схемы, как гальваническая развязка. Расскажу о существующих видах, а также о преимуществах и недостатках. Итак, приступим.

Что такое гальваническая развязка

И начнем мы с вами с определения.

Гальваническая развязка — это выполнение передачи энергии либо определенного сигнала между электрическими цепями, которые не имеют непосредственного контакта.

Так же гальваническая развязка используется для передачи сигналов с максимально возможным уровнем помех, для бесконтактного управления, а также для непосредственной защиты электрооборудования от возможных повреждений и людей от вероятного поражения электрическим током.

Еще необходимо знать, что при таком виде развязки электрические потенциалы разделенных цепей могут существенно разливаться.

По какому принципу работает гальваническая развязка

Для осознания алгоритма работы давайте разберемся в конструкции трансформатора.

yandex. ru

yandex.ru

Итак, в трансформаторе первичная обмотка не имеет электрической связи с вторичной обмоткой. То есть попадание электрического тока с первички возможно только в результате пробоя изолирующего материала. Но при этом разность потенциалов на выводах катушек достигает существенных величин.

И получается, если мы вторичную катушку соединим с корпусом устройства (то есть будет соединение с землей), то на аппарате будут отсутствовать паразитные токи, которые несли угрозу обслуживающему персоналу.

Существующие виды гальванических развязок

Существует несколько способов выполнить такое разделение. Вот о них и поговорим более подробно:

1. Индуктивная (она же трансформаторная) развязка. Для реализации подобного варианта развязки потребуется использовать магнитоиндукционный элемент (трансформатор). В данном случае сердечник может и не использоваться.

yandex.ru

yandex.ru

При этом для подобной развязки в основном используют трансформаторы с коэффициентом равным «1». И «первичка» подсоединяется к источнику сигнала, а «вторичка» к приемнику. И величина напряжения на приемнике имеет прямую зависимость от напряжения на источнике. К минусам такого варианта можно отнести следующие моменты:

— Размеры такого девайса не позволяют производить миниатюрные изделия, что в современных реалиях очень большой минус.

— Частотная модуляция гальванической развязки накладывает жесткие ограничения на частоту пропускания.

— Помехи входного сигнала существенно снижают качество выходного сигнала.

— Такая развязка функционирует исключительно в сетях с переменным напряжением.

Оптоэлектронная развязка

Развитие электроники и полупроводниковых элементов позволило создать принципиально новые развязки, основанные на использовании оптоэлектронных узлов. Основными элементами таких изделий являются оптроны (оптопары) реализованные на основе тиристоров, диодов, транзисторов и других подобных компонентов, обладающих повышенной чувствительностью к свету.

yandex.ru

yandex.ru

Причем в оптической части схемы, которая связывает приемную и передающую часть, в роли переносчика сигнала выступает свет. Нейтральность фотонов позволяет реализовать электрическую развязку входной и выходной сети. И так же выполнить согласование цепи с разными сопротивлениями на входе и выходе.

Оптическая пара выполнена из следующих компонентов: источника света, светопроводящей среды и непосредственного приемника света, где как раз и происходит преобразование светового потока в электрический импульс (сигнал). Причем величина сопротивления входа и выхода в оптроне может иметь величину в десятки Мом.

yandex.ru

yandex.ru

Принцип работы оптоэлектронной развязки заключен в следующем: на светодиод поступает входной сигнал, что побуждает светодиод к испусканию света, который через проводящую среду попадает на фототранзистор, на электродах которого формируется перепад напряжения либо же импульс тока. Таким образом, выполняется гальваническая развязка цепей, которые имеют связь со светодиодом с одного края и связь с фототранзистором с другого.

Несомненными преимуществами данного вида гальванической развязки считаются: достаточно скромные размеры готового элемента (что позволяет использовать их в микроэлектронике) и отсутствие помех (наводок) от приемника, что позволяет модулировать сигналы достаточно широкого диапазона частот.

Диодная оптопара

yandex.ru

yandex.ru

В данном варианте гальванической развязки источником света является светодиод, а приемником выступает фотодиод. Принцип работы таков: когда нужно передать сигнал на светодиод подается напряжение. Излученный светодиодом световой поток попадает на фотодиод, в результате чего фотодиод открывается и пропускает ток.

Подобная пара может использоваться вместо ключа и функционировать с сигналами частотой до нескольких десятком МГц.

Главным недостатком такого варианта развязки является невозможность управления большими токами без использования дополнительных элементов. Кроме этого КПД такого элемента достаточно низок.

yandex.ru

yandex.ru

На этом я хочу прервать повествование о гальванической развязке. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком. В следующей части будут рассмотрены: емкостная гальваническая развязка, электромеханическая развязка, а также поговорим о задачах гальванической развязки и главных ее недостатках. Спасибо за ваше внимание!

Гальваническая развязка. Кто, если не оптрон?

// это копия статьи, размещенной вчера на geektimes.ru. Возможно это будет интересно и читателям электроникса.

Статья посвящена различным способам гальванической развязки цифровых сигналов. Кратко расскажу зачем оно нужно и как производители реализуют изоляционный барьер в современных интегральных микросхемах. Плюс бонус — гайд по гальванической развязке от SiLabs.

Речь, как уже сказано, пойдет о изоляции именно цифровых сигналов. Далее по тексту под гальванической развязкой будем понимать передачу информационного сигнала между двумя независимыми электрическими цепями.

Зачем оно нужно

Существует три основные задачи, которые решаются развязкой цифрового сигнала.

Первой приходит в голову защита от высоких напряжений. Действительно, обеспечение гальванической развязки — это требование, которое предъявляет техника безопасности к большинству электроприборов.
Пусть микроконтроллер, который имеет, естественно, небольшое напряжение питания, задает управляющие сигналы для силового транзистора или другого устройства высокого напряжения. Это более чем распространенная задача. Если между драйвером, который увеличивает управляющий сигнал по мощности и напряжению, и управляющим устройством не окажется изоляции, то микроконтроллер рискует попросту сгореть. К тому же, с цепями управления как правило связаны устройства ввода-вывода, а значит и человек, нажимающий кнопку «включить», легко может замкнуть цепь и получить удар в несколько сотен вольт.

Итак, гальваническая развязка сигнала служит для защиты человека и техники.

Не менее популярным является использование микросхем с изоляционным барьером для сопряжения электрических цепей с разными напряжениями питания. Тут всё просто: «электрической связи» между цепями нет, поэтому сигнал логические уровни информационного сигнала на входе и выходе микросхемы будут соответствовать питанию на «входной» и «выходной» цепях соответственно.

Гальваническая развязка также используется для повышения помехоустойчивости систем. Одним из основных источников помех в радиоэлектронной аппаратуре является так называемый общий провод, часто это корпус устройства. При передаче информации без гальванической развязки общий провод обеспечивает необходимый для передачи информационного сигнала общий потенциал передатчика и приемника. Поскольку обычно общий провод служит одним из полюсов питания, подключение к нему разных электронных устройств, в особенности силовых, приводит к возникновению кратковременных импульсных помех. Они исключаются при замене «электрического соединения» на соединение через изоляционный барьер.

Как оно работает

Традиционно гальваническая развязка строится на двух элементах — трансформаторах и оптронах. Если опустить детали, то первые применяются для аналоговых сигналов, а вторые — для цифровых. Мы рассматриваем только второй случай, поэтому имеет смысл напомнить читателю о том кто такой оптрон.

Для передачи сигнала без электрического контакта используется пара из излучателя света (чаще всего светодиод) и фотодетектора. Электрический сигнал на входе преобразуется в «световые импульсы», проходит через светопропускающий слой, принимается фотодетектором и обратно преобразуется в электрический сигнал.

Оптронная развязка заслужила огромную популярность и несколько десятилетий являлась единственной технологией развязки цифровых сигналов. Однако, с развитием полупроводниковой промышленности, с интеграцией всего и вся, появились микросхемы, реализующие изоляционный барьер за счет других, более современных технологий.

Цифровые изоляторы — это микросхемы, обеспечивающие один или несколько изолированных каналов, каждый из которых «обгоняет» оптрон по скорости и точности передачи сигнала, по уровню устойчивости к помехам и, чаще всего, по стоимости в пересчете на канал.

Изоляционный барьер цифровых изоляторов изготавливается по различным технологиям. Небезызвестная компания Analog Devices в цифровых изоляторах ADUM в качестве барьера использует импульсный трансформатор. Внутри корпуса микросхемы расположено два кристалла и, выполненный отдельно на полиимидной пленке, импульсный трансформатор. Кристалл-передатчик по фронту информационного сигнала формирует два коротких импульса, а по спаду информационного сигнала — один импульс. Импульсный трансформатор позволяет с небольшой задержкой получить на кристалле-передатчике импульсы по которым выполняется обратное преобразование.

Описанная технология успешно применяется при реализации гальванической развязки, во многом превосходит оптроны, однако имеет ряд недостатков, связанных с чувствительностью трансформатора к помехам и риску искажений при работе с короткими входными импульсами.

Гораздо более высокий уровень устойчивости к помехам обеспечивается в микросхемах, где изоляционный барьер реализуется на емкостях. Использование конденсаторов позволяет исключить связь по постоянному току между приемником и передатчиком, что в сигнальных цепях эквивалентно гальванической развязке.

Преимущества емкостной развязки заключаются в высокой энергетической эффективности, малых габаритах и устойчивости к внешним магнитным полям. Это позволяет создавать недорогие интегральные изоляторы с высокими показателями надежности. Они выпускаются двумя компаниями — Texas Instruments и Silicon Labs. Эти фирмы используют различные технологии создания канала, однако в обоих случаях в качестве диэлектрика используется диоксид кремния. Этот материал имеет высокую электрическую прочность и уже несколько десятилетий используется при производстве микросхем. Как следствие, SiO2 легко интегрируется в кристалл, причем для обеспечения напряжения изоляции величиной в несколько киловольт достаточно слоя диэлектрика толщиной в несколько микрометров.

На одном (у Texas Instruments) или на обоих (у Silicon Labs) кристаллах, которые находятся в корпусе цифрового изолятора, расположены площадки-конденсаторы. Кристаллы соединяются через эти площадки, таким образом информационный сигнал проходит от приемника к передатчику через изоляционный барьер.

Хотя Texas Instruments и Silicon Labs используют очень похожие технологии интеграции емкостного барьера на кристалл, они используют совершенно разные принципы передачи информационного сигнала.

Каждый изолированный канал у Texas Instruments представляет собой относительно сложную схему.

Рассмотрим её «нижнюю половину». Информационный сигнал подается на RC-цепочки, с которых снимаются короткие импульсы по фронту и спаду входного сигнала, по этим импульсам сигнал восстанавливается. Такой способ прохождения емкостного барьера не подходит для медленноменяющихся (низкочастотных) сигналов. Производитель решает эту проблему дублированием каналов — «нижняя половина» схемы является высокочастотным каналом и предназначается для сигналов от 100 Кбит/сек.

Сигналы с частотой ниже 100 Кбит/сек обрабатываются на «верхней половине» схемы. Входной сигнал подвергается предварительной ШИМ-модуляции с большой тактовой частотой, модулированный сигнал подается на изоляционный барьер, по импульсам с RC-цепочек сигнал восстанавливается и в дальнейшем демодулируется.
Схема принятия решения на выходе изолированного канала «решает» с какой «половины» следует подавать сигнал на выход микросхемы.

Как видно на схеме канала изолятора Texas Instruments, и в низкочастотном, и в высокочастотном каналах используется дифференциальная передача сигнала. Напомню читателю её суть.

Дифференциальная передача — это простой и действенный способ защиты от синфазных помех. Входной сигнал на стороне передатчика «разделяется» на два инверсных друг-другу сигнала V+ и V-, на которые синфазные помехи разной природы влияют одинаково. Приемник осуществляет вычитание сигналов и в результате помеха Vсп исключается.

Дифференциальная передача также используется в цифровых изоляторах от Silicon Labs. Эти микросхемы имеют более простую и надежную структуру. Для прохождения через емкостный барьер входной сигнал подвергается высокочастотной OOK (On-Off Keying) модуляции. Другими словами, «единица» информационного сигнала кодируется наличием высокочастотного сигнала, а «ноль» — отсутствием высокочастотного сигнала. Модулированный сигнал проходит без искажений через пару емкостей и восстанавливается на стороне передатчика.

Цифровые изоляторы Silicon Labs превосходят микросхемы ADUM-ы по большинству ключевых характеристик. Микросхемы от TI обеспечивают примерно такое же качество работы как Silicon Labs, но в отдельных случаях уступают в точности передачи сигнала.

Где оно работает

Теперь о том в каких микросхемах используется изоляционный барьер.
Первыми стоит назвать цифровые изоляторы. Они представляют собой несколько изолированных цифровых каналов, объединенных в одном корпусе. Выпускаются микросхемы с различной конфигурацией входных и выходных однонаправленных каналов, изоляторы с двунаправленными каналами (используются для развязки шинных интерфейсов), изоляторы со встроенным DC/DC-контроллером для изоляции питания. Кроме того выпускаются изолированные драйверы силовых транзисторов, в том числе на посадочное место оптодрайверов, усилители токового шунта, гальваноразвязанные АЦП и др.

Если позволите, добавлю небольшой гайд по продукции SiLabs-а:

* Микросхемы серии Si86xx (известны также как Si84xx) — однонаправленные цифровые изоляторы

Ещё есть изоляторы малыши Si80xx в QSOP-ах. Все на 1кВ.

* Микросхемы серии Si860x (известны также как Si840x) — двунаправленные цифровые изоляторы для шины I2C и т.п.

* Микросхемы серии Si87xx — цифровые изоляторы на посадочное место оптрона

* Микросхемы серии Si88xx — со встроенным DC/DC

* Микросхемы серии Si823x — двухканальные драйверы силовых транзисторов (+ Si824x, заточенные под аудиоусилители)

* Микросхемы серии Si826x — одноканальные драйверы на посадочное место оптодрайверов

* Микросхемы серии Si8920 — гальваноразвязанные АЦП

* Микросхемы серии Si890x — изолированные усилители токового шунта

Соединения с гальваническими покрытиями — Энциклопедия по машиностроению XXL

ПРЕССОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ  [c. 484]

При расчете несущей способности соединения с гальваническим покрытием определяется контактное удельное давление р по формулам (32)—(37) или (38)—(40) в зависимости от натяга, материала и размеров деталей. Затем, учитывая материал покрытия и давление р. по графикам рис. 56 определяется коэффициент трения /. Зная р и /, по формулам (45), (46) определяются передаваемый крутящий момент и усилие запрессовки.  [c.112]

Как видно из графика, нанесение покрытий в 2 — 4,5 раза увеличивает силу сдвига. Несущая способность соединений, собранных с охлаждением вала, превышает прочность сборки под прессом, в 2 раза для соединений без покрытия и в 1,2 —1,3 раза для соединений с мягкими покрытиями (ей, Си, 2п). Для соединений с твердыми покрытиями (N1, Сг) несущая способность при сборке с охлаждением ниже, чем при сборке под прессом. Увеличение сцепления при гальванических покрытиях, по-видимому, обусловлено происходящей при повышенных давлениях взаимной диффузией атомов покрытия и основного металла, сопровождающейся образованием промежуточных структур (холодное спаивание). Этим и объясняются высокие, приближающиеся к единице значения коэффициента трения в подобных соединениях (правая ордината диаграммы). Понятие коэффициента трения в его обычной механической трактовке в этих условиях утрачивает смысл величина коэффициента трения здесь отражает не  [c.484]

Соединения с натягом с гальваническими покрытиями. Несущую способность соединений с натягом можно значительно повысить нанесением гальванических покрытий на посадочные поверхности. На рис. 1.25 показаны результаты сравнительного испытания соединений с натягом [16]. На посадочные поверхности были нанесены гальванические покрытия толщиной 0,01…0,02 мм. Соединения собирали двумя способами запрессовкой (колонки а) и с охлаждением вала в жидком азоте (колонки б). В последнем случае между соединяемыми поверхностями при сборке образовывался зазор -0,05 мм на сторону. За единицу сравнения принята сила сдвига Fq для контрольного соединения без покрытия, собранного запрессовкой (без охлаждения вала). Как видно из рисунка 1.25, нанесение покрытий в 2-4,5 раза увеличивает силу сдвига F. Несущая способность соединений, собранных с охлаждением вала, превышает прочность соединения, собранного запрессовкой в 2 раза для соединения без покрытия и в 1,2-1,3 раза для соединений с мягкими покрытиями ( d, Си, Zn). Для соединений с твердыми покрытиями (Ni, Сг) несущая способность при сборке с охлаждением ниже, чем при сборке запрессовкой.  [c.63]

Гидрополирование применяют также в качестве подготовительной операции перед гальваническими покрытиями, окраской и сваркой. Оно способствует увеличению прочности сцепления поверхности с гальваническими покрытиями, а также обеспечивает хорошее соединение деталей при контактной электросварке.  [c.276]

К шероховатости, так же как и к пористости, предъявляются различные требования. В приборах, где величина микронеровностей не оказывает существенного влияния на междуэлектродные расстояния, повышенная шероховатость покрытий отдельных деталей может иметь положительное значение (например, повышение плотности тока эмиссии катодов с шероховатым покрытием, увеличение прочности соединений при пайке деталей с гальваническими покрытиями и т. д.). При малых расстояниях между электродами величина выступов и  [c.120]

Наряду с образованием оксидной пленки гальванической обработке алюминия препятствуют растворенные в материале газы, загрязнения, способные создавать соединение с металлом покрытия, и иногда не совсем гладкая поверхность основного материала.  [c.212]

На рис. 3.14 представлены зависимости Од(0, отражающие изменение относительного предела прочности сварных соединений с гальваническим никелевым покрытием. Данные результаты показывают, что при параметрах сварки Т = 500…600°С, Р = 15… 20 МПа и / = 20…30 мин приближается к значению 0,8.  [c.90]

В качестве износостойких покрытий для рабочих поверхностей калибров и других приборов и инструментов применяют алмазную крошку, соединенную с подложкой сплава какого-либо твердого металла металлом, нанесенным гальваническим способом. Кроме алмазной крошки могут быть использованы отработанные алмазы, алмазная пыль, корунд или карбиды кремния, бора и вольфрама.  [c.200]

Для устранения опасности заедания болт (шпильку) и гайку делают из материалов различной твердости (материал гайки меньшей твердости) или применяют гальванические покрытия мягкими металлами оловом, кадмием, медью, циком и др. Заедание в значительной мере предотвращается также масляной пленкой, создаваемой между сопрягающимися поверхностями. Среди применяемых для этой цели смазок лучшие результаты дает двусернистый молибден. Эту смазку можно применять и для резьбовых соединений, работающих в условиях повышенных температур (до 850° С).  [c.155]

Если детали соединения имеют на поверхностях сопряжения гальванические покрытия, то при сборке с охлаждением последние обычно не портятся, а прочность соединения возрастает еще больше.  [c.232]

В ЦНИИТМАШе были проведены специальные исследования с целью повысить сопротивление усталости резьбовых соединений, работающих в. коррозионной среде (например, в морской воде). Были испытаны на коррозионную усталость резьбовые детали, изготовленные из разных сталей, а также оценена эффективность методов наклепа и гальванического покрытия в повышении сопротивления коррозионной усталости этих деталей.  [c.252]

Основная область применения гальванических покрытий в ремонтном производстве — восстановление многочисленных деталей с небольшим износом, но с высокими требованиями к износостойкости, твердости и сплошности покрытия и прочности его соединения с основой. Учитывают, что -65 % деталей ремонтного фонда имеют износ на сторону 0,14 мм. Гальванические покрытия наносят на восстанавливаемые поверхности клапанов, поршневых пальцев, шатунов, отверстий под подшипники в корпусных деталях и др.  [c.411]

Служебные свойства деталей, восстановленных нанесением гальванических покрытий, определяются прочностью соединения покрытия с поверхностью детали, твердостью, износостойкостью, внутренними напряжениями и усталостной прочностью. Наиболее критичны для указанных свойств следующие величины процесса плотность и вид тока, вид и массовая доля составляющих электролита, температура и скорость перемещения электролита у поверхности катода.  [c.437]

Восстановительно-упрочняющие покрытия отличаются особыми свойствами. Наплавленные покрытия, например, имеют высокую твердость, неоднородны по строению и химическому составу, являются пористыми, а их наружная поверхность неровная. Ряд гальванических покрытий обладает высокой твердостью, и в них присутствуют гидроксиды, однако покрытия железнения, наоборот, мягкие и имеют значительную вязкость. Для многих газотермических покрытий характерны большая пористость и низкая прочность соединения с основой. Полимерные покрытия хрупкие, отличаются плохой теплопроводностью и низкой температурой плавления или начала разрушения. Эти причины объясняют назначение иных режимов обработки ремонтных заготовок, видов и геометрии инструмента, а также применяемых СОЖ.  [c.457]

Термическая и термохимическая обработки поверхности стали, а также гальванические покрытия стали другими металлами, применяемые для повышения износостойкости и коррозионной стойкости, а также для декоративных целей, изменяют физико-химические и механические свойства поверхности и относительно тонкого приповерхностного слоя стали. Этот слой изменяется, претерпевая фазовые превращения либо в связи с появлением твердых растворов, благодаря диффузии инородных элементов, либо в связи с появлением на поверхности химических соединений стали. При гальванопокрытиях поверхностный слой изделия образует уже новые металлы. Все эти процессы образования новых приповерхностных слоев сопровождаются возникновением остаточных напряжений, изменением механических свойств стали и его активности в физико-химических процессах. Хотя указанные виды обработки поверхности изменяют только тонкий приповерхностный слой стали, однако они значительно влияют на ее прочность в коррозионных средах.  [c.149]

Термический цикл сварки, оказывая теплофизическое воздействие на металл, формирует его физико-механическое состояние, определяет неоднородность металла в зонах сварного соединения различие структуры, химического состава, напряженного состояния. Повышенная неоднородность сварных соединений при одновременном воздействии коррозионной среды, а также остаточных и эксплуатационных напряжений служит причиной зарождения очагов коррозионно-механического разрушения. Физико-механическое состояние определяет различие в коррозионном и электрохимическом поведении зон сварного соединения, которое может быть оценено значениями электродных потенциалов локально в каждой зоне. Проведенные исследования позволили установить, что в большинстве случаев шов является более отрицательным (менее благородным), чем основной металл, а это значит, что в трубопроводе в образовавшемся коррозионном гальваническом элементе шов — основной металл именно шов будет подвергаться анодному растворению. Так происходит, например, у сварных соединений, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием. Однако, как показали эксперименты, при некоторых условиях возможно изменение значения неоднородности, а также изменение полярности зон сварного соединения.  [c.31]

Применение мягких покрытий и сборка с охлаждением вала повышают несущую способность соединений в 3—4 раза по сравнению с соединениями без покрытий, собираемых запрессовкой. Следовательно, при заданной внешней нагрузке имеется возможность применять посадки с меньшими натягами и, соответственно, с меньшими напряжениями растяжения в охватывающей детали (втулке) и сжатия в охватываемой (вале). Кроме того, гальванические покрытия предохраняют контактные поверхности от коррозии и предотвращают сваривание.  [c.64]

В растворимых анодах металл, переходящий в раствор в виде ионов, образует с анионами электролита либо легко растворимые соединения, которые быстро исчезают с поверхности анода, оставаясь до момента осаждения на катоде (к таким металлам относятся медь, никель, цинк, кадмий и серебро в электролитах для гальванических покрытий) либо тяжело растворимые или совсем нерастворимые соединения, которые, оставаясь в растворе лишь короткое время, осаждаются на поверхности анода.  [c.8]

Пористость гальванических покрытий определяется наложением фильтровальной бумаги, пропитанной веществами, дающими с ионами основного металла или подслоя окрашенные соединения (ГОСТ 3247-46). По количеству окрашенных точек на 1 см бумаги судят о пористости покрытий. При наличии участков, малодоступных для наложения бумаги, детали заливают растворами реактивов и определяют пористость по интенсивности окраски.  [c.154]

Золото — чрезвычайно ковкий и пластичный металл с уд. весом 19,3 и температурой плавления 1063,4° С. В химических соединениях золото одновалентно и трехвалентно. Электрохимический эквивалент одновалентного золота 7,357 г/а-ч трехвалентного — 2,45 г/а-ч. Золото стойко в щелочах и кислотах и растворимо в царской водке с образованием хлорного золота. Благодаря высокой химической стойкости и красивому виду гальваническое покрытие золотом применяется в ювелирном деле и часовой промышленности.  [c.181]

В паяных соединениях титана со сталью без промежуточных покрытий при удовлетворительной заполняемости зазора серебряными припоями не образуется гладкая вогнутая галтель из-за различных смачивания и растекания припоев по титану и по стали возможно, это обусловлено и низким поверхностным натяжением титана. Для устранения этого дефекта (так как граница паяного шва становится концентратором напряжений) рекомендуется предварительно облуживать стальные детали тем же припоем с использованием соответствующего флюса. Особенно сильно этот дефект выражен при пайке титана с нержавеющей сталью. Предварительное гальваническое покрытие стали никелем, кобальтом или медью значительно улучшает смачивание деталей и способствует образованию плавной галтели.  [c.351]

Лукашевич Г.И. Прочность прессовых соединений с гальваническими покрытиями и методика их расчета. Киев, Укртехиздат, 1961.  [c.546]

Л у к а ш е в и ч Г. И. Прочность прессовых соединений с гальваническими покрытиями. Киев, Гостехиздат УССР, 1961. 61 с.  [c.163]

Соединения, выполненные с помощью вставок усталостной прочностью, обеспечивают практически неограниченное число сборок и разборок без извлечения вставок из материалов, имеющих различные коэффициенты трения. При использовании таких вставок исключается необходимость применения для ПМ с низкой прочностью винтов увеличенных размеров по сравнению со стандартными винтами. Вставки Ensat изготавливают из закаленной или незакаленной стали, в том числе с гальваническим покрытием, а также из латуни. Для монтажа вставок вручную или механизированным способом применяют специальные приспособления (рис. 5.130).  [c.290]

При потускнении рефлектора сила света фар значительно уменьшается. Рефлектор тускнеет при попадании на него жира, масла, воды и пыли. Так как обыкновенно рефлекторы в сборе с передними стеклами являются пыле-и водонепроницаемыми, то в обычных условиях пыль и вода на рефлектор не попадают. Отложения жира и масла могут образоваться в том случае,, если в фару вставлена лампа с замасленной колбой. Вследствие этого при замене лампы ее колбу следует обязательно протереть тонкой бумагой или сухой чистой тряпкой. Для рефлекторов с серебряным покрытием в процессе эксплуатации характерно (в особенности при содержании в атмосфере соединений серы) небольшое пожелтение н снижение отражательной способности. Отражательная способность загрязненных или постаревщих рефлекторов не может быть восстановлена путем простого механического полирования. В рефлекторах с алюминиевым покрытием, нанесенным способом испарения, такое полирование приводит к сдиранию очень тонкого слоя алюминия и к приведению рефлектора в полную негодность. Рефлекторы с гальваническим покрытием могут быть в случае необходимости отполированы в мастерской. Передние стекла (рассеиватели) в случае повреждения немедленно нужно заменять, чтобы предотвратить порчу рефлектора.  [c.345]

Промышленные титановые и все другие сплавы растрескиваются в бурой дымящейся HNO3, содержащей 20% NO2. При исключении NO2 коррозионное растрескивание наблюдается только для некоторых сплавов, а добавка 2% Н2О устраняет растрескивание полностью [1]. В расплавленных солях, содержащих галоидные соединения, также наблюдается коррозионное растрескивание [36]. Смеси хлоридов и бромидов при 350° С вызывают как межкристаллитное, так и транскрнсталлитное растрескивание с максимально высокими скоростями (7 мм/с). Растрескивание в сильной степени зависит как от температуры, так и от количества присутствующих галоидных соединений. Как установлено, в ряде жидких металлов происходит охрупчивание некоторых титановых сплавов. Например, в ртути сплав Ti—8А1—1Мо—IV подвержен межкристаллитному и транскристаллитному разрушению [36] с высокими скоростями (10 см/с). Термическая обработка оказывает аналогичное влияние на коррозионное поведение титановых сплавов, как в водных, так и метанольных растворах. Некоторые сплавы ох-рупчиваются в расплавленном кадмии и цинке. Весьма интересно охрупчивание металла— основы, обнаруженное на деталях из титанового сплава, покрытого кадмием, серебром и цинком [37, 38]. Сообщается о разрушении в процессе эксплуатации крепежных деталей (винты, болты, гайки) из сплава Ti—6А1—4V, гальванически покрытых кадмием [35]. Растрескивание этого сплава и сплава Ti—8А1—1Мо—IV воспроизведено в лабораторных испытаниях на образцах с гальваническим покрытием в области температур 38—316° С [38]. Механизм этого разрушения не установлен, однако кадмий обнаружили на поверхности излома. По-видимому, процесс растрескивания подобен разрушению за счет охрупчивания, происходящего в жидком металле. Как полагают, в данном случае водород не  [c.277]

При распрессоике соединений с мягкими покрытиями поверхности деталей не повреждаются при распрессовке соединений с твердыми покрытиями наблюдаются задиры, царапины и глубокие вырывы основного металла, иногда на значительных участках контактных поверхностей, вследствие чего повторная сборка соединения затрудняется, а часто даже становится невозможной. Кроме того, твердые гальванические покрытия снижают сопротивление усталости соединения.  [c.237]

Несущую способность «прессовых соединений можно значительно повысить нанесением гальванических покрытий на посадочные поверхности. На рис 334 показаны результаты сравнительного испытания прессовых соединений (Г. А. Бобровников). На посадочные поверхности наносили Гальванические покрытия толщиной 0,01—0,02 мм. Соединения собирали двумя способами под гидравлическим прессом (зачерненные колонки) и с охлаждением вала в жидком азоте (защтрихованные колонки). В последнем случае между соединяемыми поверхностями при сборке образовывался зазор 0,05 мм на сторону. За единицу сравнения принято усилие с.твнга Рц для контрольного соединения без покрытия, собранного под прессом (без охлаждения вала).  [c.484]

Одним из основных способов определения прочности соединения покрытия с основным металлом является штифтовый метод. Образцом служит шайба, в отверстие которой устанавливается цилиндрический штифт таким образом, что его торцевая поверхность находится заподлицо с плоскостью основания шайбы. На общую поверхность торца штифта и шайбы после соответствующей подготовки наносится покрытие. Испытания проводят путем вытягивания штифта из шайбы с записью усилия. После отрыва штифта от покрытия определяют отношение максимальной нагрузки к площади торца штифта. Это отношение является количественной характеристикой прочности соединения покрытия с основой. Данный способ находит все более ограниченное применение и в настоящее время используется практически только для оценки гальванических покрытий (метод Е. Олларда).  [c.57]

Хотя никель корродирует в активной области с образованием ионов Ni2+, эта реакция требует гораздо более высокого активационного перенапряжения, чем анодное растворение таких обратимых металлов, как Си и Zn. Однако для никеля перенапряжение значительно уменьшается, когда в растворе присутствуют ионы сульфидов. Это явление учитывается при производстве электролитических никелевых анодов, используемых для гальванического никелирования. Аноды получают в никелевой ванне, содержащей органическое сернистое соединение, из которого определенное количество серы (0,02%) выпадает в осадок. Такие аноды разрушаются довольно равномерно по сравнению с анодами, не содержащими серы, и при более отрицательном коррозионном потенциале. Аналогичным образом происходит осаждение блестящего гальванического покрытия в ванне с органическими сернистыми соединениями, которые используются как выравниватели и блескообразова-тели. Осадки, содержащие серу, являются более активными электрохимически и поэтому имеют при той же плотности тока более отрицательный потенциал, чем матовый осадок никеля, получаемый в простой ванне Ватта. Это явление используется для защиты стали двухслойным никелевым покрытием.  [c.40]

Соединения с гарантированным натягом существенно отработаны в конструктивном и технологическом отношении [43, 267]. Усталостная прочность обеспечивается утолщением вала под ступицей на 5%, выполнением галтелей большого радиуса, обкаткой роликами повышение прочности сцепления обеспечивается оксидированием, гальваническими покрытиями (цинком, кадмием), или применением наждачного порошка облегчение эксплуатации достигается применением гидросъема. Существенно расширяется применение конических резьбовых соединений.  [c.60]

Химическое травление осуществляют перед нанесением лакокрасочных или гальванических покрытий, цинкованием или консервацией с применением растворов серной, соляной, азотной и фосфорной кислот. Наиболее эффективен раствор соляной кислоты, причем эффективность соляной кислоты в большей степени зависит от концентраций раствора, чем от температуры. Для раствора серной кислоты — напротив, температура является определяющим фактором его эффективности. Щя предотвращения коррозии металлов от действия раствОрой 1ислоФ в их состав вводят ингибирующие вещества (катапин, уротропин, ПБ-6 и -7, БА-6, И-1-А, -В, -Е и др.), которые являются продуктами конденсаций органических соединений.  [c.118]

Припои системы Ag—Си—Sn пластичны и при определенном соотношении компонентов более легкоплавки, чем припой ПСр72, но обладают примерно в 10 раз меньшей электропроводностью, чем эвтектический припой Ag—Си. Припой этой системы состава Си — 60% Ag — 10 / Sn имеет температуру плавления на 80 С ниже, чем припой ПСр72, их = 598-7-713 5 С, интервал кристаллизации 115 С. Сталь и ковар в контакте с жидким припоем такого состава склонны к охрупчиванию и поэтому должны быть перед пайкой гальванически покрыты слоем никеля (3— 5 мкм). Паяные соединения из стали 50 после пайки в водороде имеют Т(.р = 14,9 0,5 кгс/мм , а после пайки в газовом пламени 17 2 кгс/мм , т. е. ниже, чем у соединений из той же стали, паянных припоем ПСр72 = 18,3 кгс/мм ) [53].  [c.116]

По данным Л. Л. Гржимальского, диффузионная пайка медных образцов галлиевыми пастами при температуре 600° С в течение 90 мин с применением повышенного давления 0,15— 0,3 кгс/мм обеспечивает предел прочности стыковых соединений из меди до 20 кгс/мм , т. е. равнопрочность соединений. Паста состояла из 60% Ga 30% порошка меди ПМ2 и 10% In ИН-0.-Введение галлия снизило температуру плавления легкоплавкой составляющей до 15,7 С и улучшило ее смачивающую способность. Нагрев проводили ТВЧ в среде водорода на установке для диффузионной сварки типа А.306.08. Температура распайки образцов достигла 950—Ю00° С. Показана возможность диффузионной пайки ковара и железа, покрытых предварительно медным или никелевым покрытиями. Стыковые соединения из железа с никелевым гальваническим покрытием, паянные галлиевой пастой того же состава, после нагрева при температуре 600° С 30 мин и давлении 0,3 кгс/мм имели = 28 кгс/мм. Температура распайки достигла 1040—1050° С.  [c.277]

О положительном влиянии упрочнения поверхностей контакта наклепом, нанесением ВАП и гальванических покрытий с последующим упрочнением и без упрочнения поверхностей можно судить по уменьшению К , полученному при испытаниях на усталость замко- , вых соединений типа ласточкин хвост из сталей, алюминиевых и титановых сплавов (табл. 4.17).  [c.152]

Травление—процесс удаления продуктов коррозии и оксидных соединений с поверхности металла путем растворения их в кислотах или растворах щелочей. Обычно пленка оксидных соединений или других продуктов коррозии образуется на поверхности металлов под воздействием окружающей среды при хранении или в процессе предварительной обработки металла. Например, поверхность стали после термической обработки покрывается толстым слоем окалины, которая состоит из различных оксидов FeO, РбгОз, Рез04. Такая пленка на поверхности деталей препятствует нанесению гальванического покрытия.  [c.136]

Гальванические барьерные покрытия применяют при пайке титана и его сплавов серебряными припоями. Были разработаны методы нанесения на титан медных, серебряных, хромовых, никель-кобальтовых, рениевых и родиевых гальванических барьерных покрытий, более тугоплавких, чем серебряные припои. Наилучшие результаты по прочности паяных соединений на сплавах 0Т4 и ВТЗ были получены с кобальтникелевым покрытием при пайке серебряными припоями ПСр72 и ПСрМ068-27-5 в температурном интервале 780—810° С [125].  [c.343]

Гальваническое покрытие осаждается на подслое с резкой лилией раздела. Обычно при электрокристаллизации, а также лри хранении после электролиза при комнатной температуре не происходит образования сплава между основным металлом и покрытием или между самими мкогослойными гальваническими покрытиями. Реакции могут произойти только на границах слоев при высоких температурах. Если оба граничащих металла не растворяются друг в друге и не образуют никаких промежуточных соединений, то образование оплава не происходит и при сильном повышении температуры. Например, кадмированное железо может быть иагрето до точки кипения кадмия и при этом железо и кадмий не образуют никакого сплава. Также ведут себя железо и свинец.  [c.103]

Такой вид выравнивания обусловлен выравнивающими добавками, или выравнивателями. В качестве выравнивателей. могут быть органические вещества или некоторые ионы металлов. Характерная черта выравнивателя заключается в том, что он включается в гальваническое покрытие и включаемое количество уменьшается с повышением плотности тока, напри-Л1ер выравниватели, состоящие из органических соединений, или цинк и кадмий, оказывающие сильное выравнивающее действие в ваннах для никелирования. При небольшой области концентрации выравнивателя отмечается значительное повыше ше поляризации.  [c.127]

---

Гальваническое цинкование | в компании «Стальной выбор»

Гальваническая оцинковка — это один из наиболее популярных способов нанесения антикоррозийного цинкового слоя на поверхность изделий из черных металлов. Этот процесс происходит в электролитическом растворе, когда ионы цинка, обладающие положительным зарядом, оседают на поверхности стали. При этом образуется устойчивый слой цинка толщиной от 4 до 20 микрон, точно повторяющий контуры изделия. Поскольку электрический потенциал цинка гораздо ниже, чем у черных металлов, то даже такой тонкий слой цинкового покрытия способен защищать металл от электрохимической коррозии при соприкосновении с водой.

Гальваническое цинковое покрытие — идеальный вариант для предохранения от коррозии различных крепёжных изделий, стальной сетки, гвоздей и других метизов, которые сравнительно мало подвергаются механическому износу, но должны постоянно выдерживать воздействие неблагоприятных погодных условий.

Кроме того, нанесенное гальваническим способом цинковое покрытие даже внешне воспринимается как гладкое и блестящее, что дает возможность использовать такие поверхности в декоративных целях.

Наиболее выгодным для заказчика является метод цинкования черных металлов в слабокислых электролитах. Данная технология обеспечивает образование цинковой пленки даже на самых  сложных по форме деталях  и максимально уменьшает склонность углеродистых и легированных сталей к приобретению «водородной хрупкости» в процессе оцинковки.

Технология гальванической оцинковки включает следующие этапы:

• обезжиривание и промывка поверхности металла.
• удаление ржавчины и окалины путем травления детали соляной кислоте.
• погружение деталей в ванну с электролитом; туда же погружаются цинковые пластины.
• цинковые пластины и стальные конструкции подключаются к источнику постоянного тока как анод и катод.
• анодное растворение цинковых электродов и оседание ионов цинка на поверхности стали (катода) при  пропускании через электролит электрического тока.
• промывка и осветление поверхности детали в азотной кислоте с удалением оксидных пленок.
• дополнительная промывка в пресной воде.
• сушка оцинкованных поверхностей.
• контроль внешнего вида изделия.

Для того, чтобы придать детали особо привлекательный внешний вид, оцинкованную поверхность можно, по желанию заказчика, подвергнуть процедуре пассивации, то есть дополнительной обработке изделий раствором хромовой кислоты. В этом случае на поверхности оцинкованного изделия образуется дополнительная пленка из оксида цинка. Она придает серебристо-белой поверхности голубовато-синий или зеленовато-желтый оттенок, одновременно увеличивая коррозионную стойкость покрытия.

По желанию клиента также может производиться фосфатирование (обработка в солях фосфорной кислоты) оцинкованной поверхности. После проведения фосфатирования на оцинкованную поверхность может наноситься и лакокрасочное покрытие.

На сегодняшний день метод гальванического цинкования является самым выгодным способом защиты самых разных металлических изделий от коррозии, поскольку гальваническая оцинковка отличается такими достоинствами, как:

• высокой производительностью.
• низкой себестоимостью процесса.
• высоким показателем защиты металла.
• равномерностью нанесения покрытия на поверхность изделий любой формы.
• высоким качеством, гладкостью и блеском покрытий, которые делают излишней дополнительную обработку оцинкованных деталей.

Гальваническая оцинковка придает металлическому изделию более высокие характеристики коррозионной устойчивости и позволяет противостоять агрессивной среде лучше, нежели краска, олифа, синтетическая смола или грунтовка.

Заказать

μArt — Преимущества гальванической развязки

Привет, коллеги-инженеры и производители!

Гальваническая развязка — очень важное свойство хорошего адаптера UART, хотя некоторые люди склонны игнорировать ее, заявляя: «Я никогда не работаю с высоким напряжением, поэтому мне это не нужно». Они не могли больше ошибаться. Давайте посмотрим, что это такое и почему это полезно для всех, даже если они этого еще не знают.

Гм… гальваника что?

Гальваническая развязка позволяет разделить электронную схему на две цепи, где ток не может течь между двумя частями, но они все еще могут обмениваться энергией или информацией. Изоляция действует как барьер для электронов, и единственный способ их обойти — это подать чрезвычайно высокое напряжение, достаточное для преодоления этого барьера (это основная причина, по которой многие думают, что это хорошо только для изоляции уровней напряжения. , но, как вы вскоре увидите, у него есть и ряд других полезных преимуществ). Это «напряжение пробоя» обычно составляет не менее пары сотен вольт, а часто и намного выше. Целью гальванической развязки является полное предотвращение протекания тока между двумя частями схемы, поэтому ее размер / выбирается таким образом, чтобы обеспечить более высокое напряжение пробоя, чем то, что может когда-либо видеть приложение, даже при наличии неисправностей и ошибок.

Подождите, если через барьер нет соединений, как информация передается между двумя сторонами? Что ж, при использовании электрических средств это не так! Это решается другими методами, чаще всего с использованием света через компоненты, называемые оптопарами, но есть и другие решения.

Теперь, когда мы рассмотрели основы и узнали, что такое гальваническая развязка, давайте посмотрим, зачем она вам нужна.

Изоляция от аномальных напряжений

Давайте начнем с самой очевидной причины, о которой все думают: изоляция от высоких напряжений.Поскольку одна сторона изоляции не «видит» напряжение на другой стороне, и ток не может течь между ними, это означает, что две цепи могут безопасно обмениваться информацией через гальваническую развязку, даже если они используют несовместимые или совершенно опасные уровни напряжения. Предположим, что на стороне ввода-вывода (UART) μArt каким-то образом напряжение выше нормы. Допустим, ваша прикладная схема питается от сети 12 В или даже 230 В. Конечно, эти напряжения не должны появляться на линиях UART, но в случае неисправности это может произойти по разным причинам, например, неисправность компонента, инородное металлическое тело, вызывающее нежелательное короткое замыкание, ошибка пользователя или просто конструкция. ошибка.Без гальванической развязки эти напряжения, скорее всего, вызвали бы поломку любого компонента в самом преобразователе UART, в результате чего высокое напряжение появилось бы на вашей шине USB, мгновенно и навсегда повредив ваш компьютер, возможно, даже вызвав травмы человека. Теперь μArt рассчитан не более чем на рабочее напряжение 5,4 В, поэтому в таком случае ваш μArt все равно будет разрушен. Но важно то, что гальваническая развязка гарантирует, что, несмотря на повреждение μArt, высокие уровни напряжения не могут пересечь изолирующий барьер внутри адаптера UART, защищая ваш компьютер стоимостью более 1000 долларов, предотвращая возгорание некоторых кабелей и значительно уменьшая угрозу для людей. .

Здесь важно отметить, что в отличие от распространенного заблуждения, вам не нужно работать с высокими напряжениями, такими как 230 В, чтобы воспользоваться этой защитой. При 230 В последствия просто более сильны и становятся опасными для человека, но любое напряжение выше 5 В (обычно 12 В) может повредить USB-порт вашего компьютера, а гальваническая развязка обеспечивает эффективную и надежную защиту. Более того, поскольку через барьер не может протекать ток, он также надежно защищает ваш компьютер от других явлений, таких как перегрузка по току, обратный ток, короткое замыкание или высокие переходные процессы.

Безопасное и беспроблемное зондирование оборудования

Итак, вы один из тех, кто утверждает, что никогда не будет работать с напряжением 5+ вольт (например, 12 В), и в противном случае вы никогда не ошибетесь, и ваши схемы никогда не выйдут из строя . Хорошо, я совершенно уверен, что это смелое заявление во многих аспектах, но я подыграю. Гальваническая развязка по-прежнему вам очень пригодится.

Видите ли, без гальванической развязки земля (GND) вашей схемы электрически соединена с выводом GND порта USB через путь с низким сопротивлением.Многие люди не осознают, что USB-порт компьютера часто связан с заземлением, то есть USB-GND фактически подключен к земле вашей электросети 230 В. И да, это все еще верно, даже если на вашем компьютере есть изолированный источник питания. Не пугайтесь, это совершенно нормально, безопасно и так и должно быть. Но бывают случаи, когда он вас укусит. Взгляните на следующую диаграмму.

Здесь вы видите, что пользователь пытается проверить свою прикладную схему с помощью осциллографа.Его наконечник пробника может быть подключен где угодно, или может не подключаться вообще. Но учтите, что заземляющий провод осциллографа обычно также имеет заземление от сети, то есть ваш осциллограф и ваше приложение соединяются не только через пробник, но и через заземление сети. Может быть, вы уже понимаете, к чему это может привести. Если вы подключите заземляющий провод вашего щупа, скажем, к шине питания вашей цепи, вы просто закоротите свой источник питания. Сначала это может показаться невозможным, потому что вы, казалось бы, подключили только один провод (зонд GND), так как же может течь ток без замкнутой цепи? Итак, цепь замкнута и проходит через общую сетевую землю, которую используют и ваш осциллограф, и компьютер. Хотите вы этого или нет, но ваш пробник GND неявно подключен к GND вашей собственной цепи.

Это означает, что подключение заземления пробника в любом месте, кроме цепи GND, может привести к короткому замыканию шины питания или, по крайней мере, к сгоранию цифрового выходного контакта. Возможные последствия варьируются от плохих до трагических, от отсутствия повреждений, но схема магическим образом не работает, когда вы ее проверяете, до поврежденных компонентов или даже повреждения компьютера и / или вашего дорогостоящего осциллографа. Вы можете спросить: «Но зачем мне подключать GND моего щупа к какому-либо другому устройству, кроме GND цепи»? Что ж, вы можете этого не захотеть, но это все равно может случиться, и на практике действительно случается иногда (проскальзывание провода GND при подключении, соскакивание зажима зонда, запоминание пользователем ложного контакта, надзор со стороны человека и т. Д.).

Конечно, все это не проблема, если вы используете гальванически изолированный адаптер, такой как μArt, потому что он разрывает неявное соединение между GND вашего приложения и GND оборудования. Важный вывод здесь заключается в том, что даже при совершенно нормальном уровне напряжения TTL / CMOS 5 В или менее использование испытательного и лабораторного оборудования намного безопаснее и с меньшей вероятностью приведет к повреждению с помощью μArt.

Чувствительные к шуму схемы

Но подождите, это еще не все! Как только что обсуждалось выше, при использовании неизолированного адаптера UART заземление вашей собственной схемы будет подключено к заземлению USB вашего компьютера и, в свою очередь, вероятно, также к заземлению сети.Более того, выходные сигналы высокого уровня (логическая «1») преобразователя UART будут подаваться через шину питания USB компьютера. Это означает, что существует несколько способов электрического шума, генерируемого другими USB-устройствами, электрического шума, генерируемого внутри вашего компьютера, и в некоторой степени даже шума, генерируемого другими приборами в вашем доме / лаборатории, для кондуктивного соединения с вашей собственной схемой, как шин напряжения, так и данных. линий. Обратите внимание, что это может произойти, даже если ваша схема питается от собственного независимого и малошумящего источника питания.Хотя часто это не проблема, иногда она возникает, например, при использовании высокоточных аналого-цифровых преобразователей, схем тензодатчиков, чувствительных радиочастотных компонентов и других прецизионных аналоговых устройств. В таких случаях шум, передаваемый через адаптер UART, может привести к тому, что ваше приложение будет выдавать ненужные результаты или вообще помешать его правильной работе.

Гальваническая развязка

значительно поможет изолировать кондуктивные шумы и контуры заземления, поэтому гальванически изолированный адаптер UART, такой как μArt, является более универсальным, поскольку он больше подходит для использования с приложениями, в которых используются чувствительные и прецизионные аналоговые компоненты.

μArt

Как уже должно быть очевидно, гальваническая развязка в μArt играет большую роль в том, чтобы сделать этот адаптер UART более безопасным, простым в использовании и более универсальным. Кроме того, это также делает естественным доступным функцию автоматического определения напряжения. Несмотря на свою полезность, гальваническая развязка часто не используется в адаптерах UART, отчасти потому, что это значительный фактор стоимости (компоненты изоляции недешевы), а иногда потому, что неопытные инженеры склонны думать, что она ограничивает скорость связи, поскольку оптопары относительно медленные.ΜArt решает эту проблему, полагаясь на магнитную связь вместо оптопар, которая обеспечивает те же преимущества без ограничения скорости. Однако реального способа обойти рост стоимости нет, но μArt никогда не задумывался как самый дешевый — он должен был быть лучшим и самым надежным.

Почему гальваническая развязка

Можно ли защитить производственный процесс на уровне сбора полевых данных? Да, если используются методы гальванической развязки.

Благодаря гальванической развязке можно исключить основные формы помех и риск отказа электрической цепи, когда сигнал от датчика принимается блоком управления как во взрывоопасных, так и во взрывоопасных зонах. Гальваническая развязка (названная в честь итальянского физика Луиджи Гальвани) — один из наиболее важных методов преобразования сигналов, который является экономически эффективным и простым в реализации. Это метод, который направлен на решение проблем при реализации общего интерфейса между датчиками и блоками управления, когда выходные сигналы от датчиков различаются по своей природе (например,грамм. ток, напряжение, сопротивление и т. д.), уровень или тип (например, постоянный, переменный или импульсный ток). В частности, гальваническая развязка позволяет сигналу проходить от источника к измерительному устройству через трансформаторы, оптоизоляторы или конденсаторы.

Гальваническая развязка также позволяет изолировать цепь низкого напряжения от электрической сети (в том числе между двумя или более цепями, в которых нет прямой проводящей цепи) и изолировать питание от блока управления, тем самым предотвращая пики высокого напряжения. и высокое синфазное напряжение, которое может вывести из строя электронные схемы, тем самым защищая как пользователей, так и устройства измерения и управления. Изоляторы позволяют исключить шум, создаваемый общими точками цепей с разным потенциалом, при этом изолируя измерение от обработки сигнала.

Гальваническая развязка и заземление

Гальваническая развязка также необходима для устранения контуров заземления, вызванных общими заземлениями. В измерительной цепи КИП одиночное заземление обычно не вызывает каких-либо проблем, но все усложняется при наличии нескольких заземляющих подключений.

Каждая петля связана с разным потенциалом. Эта разница потенциалов создает токи между заземляющими опорами, которые добавляются к сигналам. Использование гальванического изолятора устраняет этот вид шума, разъединяет измерительные цепи и поддерживает целостность устройства и системы. Следует отметить, что под общей «землей» мы подразумеваем опорные узлы, в которых измеряются напряжения других узлов схемы.

В установках эти узлы обычно заземляются из соображений безопасности, чтобы не допустить колебания напряжения, т. е.е. чтобы закрепить напряжение на земле. Без заземления потенциал узла может достигать опасно высоких значений (т. Е. Сотен вольт). В системе сбора данных, связанной с промышленным процессом, нормально найти полевое заземление (на датчиках и исполнительных механизмах) и заземление в цепях сбора данных.

Оба этих узла заземлены локально, но земля не является эквипотенциальной поверхностью, и заземляющие соединения могут частично совпадать с высокими уровнями посторонних токов.Следовательно, вы получаете соединение между узлами посредством заземления, в то время как наземные узлы обычно имеют другой потенциал. Вот почему использование гальванической развязки является важной практикой безопасности, которую легко реализовать и которая обеспечивает высокий уровень возврата инвестиций.

Важно отметить, что гальванические изоляторы, как правило, являются многофункциональными устройствами, которые, помимо изолирующих цепей датчиков, также обеспечивают функции согласования сигналов, такие как (пассивное или активное) сглаживание, усиление, ослабление, согласование импеданса, нормализация измерений (в текущем , напряжение, сопротивление или частота), возбуждение с помощью измерений термометром сопротивления, термопарой, термистором, экстензометром, акселерометром и т. д.Изоляторы могут быть расположены в электрических блоках управления, в датчиках, исполнительных механизмах и контроллерах, интегрированы в платы аналого-цифрового преобразования или полевые шины, а также в мультиплексные системы.

Ассортимент продукции GMI

г. International имеет каталог десятков моделей гальванических изоляторов, которые соответствуют стандартам IEC 61508 и IEC 61511 как в версиях искробезопасности (IS) для приложений SIL2 (серии D1000 и D5000), так и в версиях без искробезопасности для приложений SIL3 (серия D6000). .Наши изоляторы D1000, D5000 и D6000 обеспечивают высокий уровень точности и повторяемости при передаче сигналов. Они также разработаны с использованием передовых схем, которые обеспечивают низкий уровень рассеивания тепла, тем самым гарантируя, что модули остаются холодными, несмотря на их высокую плотность и функциональность. Технология поверхностного монтажа (SMT) увеличивает срок службы и надежность наших устройств. Полное отсутствие электролитических конденсаторов продлевает срок службы наших модулей до 20 лет.

Гальванические изоляторы | Pacific Yacht Systems

Лучший способ защитить лодку от коррозии, вызванной блуждающим током.

В начале сезона катания на лодках многие яхтсмены сталкиваются с проблемой коррозии. Если лодка должным образом защищена от коррозии, серьезные проблемы возникают редко. Однако без защиты коррозия может разрушить гребные винты, сквозную арматуру и любой другой металл, находящийся под водой снаружи или внутри лодки. Ржавый металл обычно находится ниже ватерлинии, где его нельзя увидеть, поэтому проблемы могут возникнуть до того, как яхтсмены узнают, что что-то не так. Кроме того, фактический источник коррозии может быть очень трудно найти и устранить как для владельцев лодок, так и для яхтсменов.Регулярно обслуживаемые устройства защиты от коррозии могут предотвратить эти проблемы на вашем судне.

На коррозию лодки влияет множество факторов. Чтобы защитить свою лодку, владельцы лодок обычно стремятся уменьшить источники коррозии, которые можно контролировать. Цинковые сплавы или их эквиваленты, которые регулярно проверяются и заменяются, могут предотвратить повреждение гребных винтов или сквозных корпусов медленными источниками коррозии.

Коррозия

и выше. Отказоустойчивый гальванический изолятор немного дороже, но стоит дополнительных затрат.Чтобы уменьшить коррозию, мы должны понимать, как это происходит. Все, что вызывает или пропускает электрический ток в погруженном в воду металле, ускоряет коррозию. Предотвращение прохождения электричества предотвратит коррозию.

Какие ситуации могут на это повлиять? Хранение лодки в соленой воде увеличивает коррозию, потому что соленая вода проводит электричество намного лучше, чем пресная. Различные металлы, если они погружены в воду рядом друг с другом, естественным образом создают эффект батареи с их собственными небольшими токами между ними (это называется гальванической коррозией).

Быстро текущая вода в каналах причалов создает эффект, подобный электричеству, и со временем вызывает медленную коррозию. Блуждающие токи, вызывающие серьезную озабоченность, создаются множеством электрических проблем, например, высоковольтным проводом, погруженным в воду. Это вызывает быструю коррозию.

Источники коррозии от береговых электростанций

Хотя коррозия обычно является медленным процессом, она ускоряется любым электрическим током. Этот ток обычно обеспечивается подключением к береговому источнику питания.Чтобы понять, какую роль играет подключение берегового источника питания, подумайте о том, что происходит, когда две стороны батареи соединяются вместе с помощью провода. Ток быстро течет по проводу. Батареи легко сделать, например, «картофельная батарея» — это популярная тема научной ярмарки, которая будет производить электричество из картофеля. Ряд лодок в слипах может создать «батарею» между лодками или между лодкой и берегом. В результате каждая лодка похожа на отдельный вывод батареи. Если лодки затем соединить вместе с помощью береговых кабелей питания, кабели действуют как провода, соединяющие клеммы аккумулятора.Между лодками будет быстро течь ток, вызывая быструю коррозию. Следовательно, яхтсмены стремятся изолировать свои лодки от других лодок в марине при подключении берегового источника питания, используя гальванический изолятор (обсуждается позже).

Коррозия рассеянным током

Блуждающие токи часто являются источником серьезных проблем с коррозией, и, как правило, быстрого решения нет. Они могут проедать цинк за часы, недели или месяцы, оставляя погруженный в воду металл на лодке подверженным разрушительной коррозии.Большинство серьезных проблем, связанных с коррозией, вызванной блуждающим током, является результатом электрических проблем в лодке. Однако они могут быть вызваны проблемами на берегу и могут повлиять на соседние суда через береговое подключение к электросети или через воду. Некоторые, но не все проблемы с коррозией, вызванной блуждающим током, можно устранить, изолировав лодки от берегового источника питания. Чтобы действительно решить проблему коррозии, необходимо решить основную электрическую проблему.

Изолирующие лодки на берегу — плохой путь

Плохой способ изолировать лодки от берегового источника питания — это опасный компромисс, который необходимо решить, если вы унаследовали эту установку на своей лодке.Чтобы прервать прохождение тока и устранить коррозию, некоторые яхтсмены перерезали заземляющий провод переменного тока (зеленый) на береговом источнике питания. Несмотря на то, что это решило проблему коррозии, это создало опасную ситуацию, поскольку заземляющий провод является предохранителем, встроенным в сеть переменного тока. Его отключение отключает отказоустойчивую систему переменного тока, которая защищает пассажиров и находящихся поблизости пловцов, а мощность переменного тока смертельна.

Мы не можем достаточно подчеркнуть, что это была ужасная манипуляция с системой переменного тока, которая была сделана только потому, что не было другого решения проблемы коррозии. Более безопасное решение, используемое некоторыми лодочниками, — это максимально возможное отключение берегового электроснабжения. Хотя это не является прямой проблемой безопасности, обычно это означает, что срок службы аккумулятора сокращается из-за того, что зарядное устройство отключено. Теперь есть лучшие решения.

Гальванические изоляторы

Гальванический изолятор — это современное решение для защиты лодки от коррозии. Гальванические изоляторы защищают от коррозии, вызванной подключениями через заземляющий провод переменного тока.Он прерывает путь тока коррозии и изолирует вашу лодку, предотвращая некоторые источники коррозии, сохраняя при этом защитное заземление подключенным. Наконец, вы можете надежно защитить свою лодку.

Важно использовать гальванические изоляторы повышенной безопасности. Старые гальванические изоляторы и изоляторы, не обеспечивающие отказоустойчивость, обычно отключают заземление переменного тока при выходе из строя, снова снимая защитную защиту переменного тока. Это ситуация, которой владельцы судов всегда должны избегать. «Безотказный» гальванический изолятор немного дороже, но он гарантирует, что, если с изолятором что-то пойдет не так, он всегда поддерживает заземление.Неисправный изолятор больше не будет защищать от коррозии, но сохранит отказоустойчивость критически важного переменного тока.

Также важно отметить, что гальванические изоляторы не устраняют все паразитные токи и все источники коррозии. Цинковые или другие аноды по-прежнему являются важными компонентами системы защиты от коррозии и могут быстро подвергнуться коррозии даже с гальваническим изолятором. Кроме того, чтобы гальванический изолятор работал, вся мощность переменного тока должна проходить через него, поэтому лучше всего располагать его рядом с сетевой розеткой переменного тока на лодке.

Розничная цена на отказоустойчивый гальванический изолятор обычно составляет от 200 до 400 долларов, в зависимости от его текущего номинала и других характеристик.

Наконец, хотя мы призываем наших клиентов осторожно выполнять электромонтаж постоянного тока, мы настоятельно не рекомендуем прикасаться к проводке переменного тока, если они не имеют надлежащей квалификации из-за высокого риска для безопасности. Гальванический изолятор позаботится как о безопасности, так и о коррозии, без компромиссов, которые мучили яхтсменов в течение прискорбного периода времени.

---

Об авторе: Джефф Кот (Jeff Cote) — инженер-системотехник и владелец Pacific Yacht Systems, магазина полного сервиса, поставляющего морские электрические и навигационные решения для прогулочных судов. Посетите их веб-сайт и блог для получения информации и статей о морских электрических системах, проектах и ​​многом другом: www.pysystems.ca.

Описание гальванического изолятора

Объяснение гальванического изолятора

ПРИМЕЧАНИЕ. В последних рекомендациях по электропроводке на лодке может быть указано, что имеющиеся в продаже гальванические изоляторы должны быть сконструированы с включенной индикаторной и испытательной электроникой.Эта статья не рассматривает эти устройства, но ссылается на миллионы устройств, установленных до этих изменений. Цель состоит в том, чтобы отключить влажные металлические детали от док-станции, чтобы предотвратить электролиз. Проблема, однако, в том, что вам нужно их соединить вместе, чтобы в случае короткого замыкания на лодке оно не оживляло лодку при напряжении 120 вольт или хуже, что может сильно поднять вам настроение, когда вы сойдете с алюминиевого дока. !! Гальванический изолятор основан на том факте, что напряжение электролиза довольно низкое — обычно менее одного вольт — тогда как напряжения электрического сбоя достаточно высоки.Кремниевые диоды, которые используются для проведения электричества в одном направлении, но блокируют его в обратном направлении, имеют встроенное прямое падение напряжения около 0,6 вольт. Это не похоже на падение напряжения на резисторе — ток не должен течь, чтобы создать падение — поэтому ниже 0,6 вольт он отключается, а выше он проводит с очень небольшим сопротивлением току. Поскольку мы не знаем полярность напряжения повреждения, и если это повреждение переменного тока, оно будет течь в обе стороны, два диода размещены параллельно, указывая в противоположных направлениях, поэтому всегда есть один доступный для проведения, но при низкое напряжение, оба выключены, и электролитический ток не может течь. Поскольку некоторые электролитические напряжения превышают 0,6 В, хороший гальванический изолятор должен иметь два диода, включенных последовательно в каждом направлении, чтобы обеспечить изоляцию на 1,2 В. Некоторые также добавляют конденсатор для увеличения способности проводить переменный ток, однако я лично считаю, что это ошибка, поскольку он позволяет протекать переменным токам низкого уровня и вызывать активность электролитического типа, даже если это не настоящий электролиз. Это может привести к удалению краски с фитинга и образованию пузырьков хлора, которые повреждают окружающую противообрастающую краску. Диоды должны иметь достаточную мощность, чтобы сработать автоматический выключатель берегового питания в случае короткого замыкания на вашем судне. Для этого может потребоваться мощность более 100 ампер. Гальванические изолирующие диоды рассчитаны на то, чтобы пропускать этот ток в течение очень короткого времени — достаточно долго, чтобы сработать автоматический выключатель, плюс запас прочности — но они не могут выдерживать его очень долго без перегрева. Они должны выдерживать номинальный ток берегового питания неограниченно долго.

НУЖЕН ЛИ МОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ИЗОЛЯТОР КОНДЕНСАТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА?

ИСПЫТАНИЯ

Есть два пути выхода из строя гальванического изолятора: либо закорочены диоды, либо они разомкнуты.Вы можете проверить их с помощью цифрового вольтметра, который может считывать положительные и отрицательные напряжения. В любое время, когда вольтметр находится в диапазоне постоянного тока, поместите его через сторону берегового источника питания на сторону катера изолятора. Всегда должно быть некоторое остаточное электролитическое напряжение (если вас не тащат), поэтому счетчик должен показывать что-то менее одного вольта. Если он всегда показывает ноль, диоды закорочены. Если он показывает более 1,2 В, диоды разомкнуты. Переключитесь на переменное напряжение и проверьте еще раз, поскольку, если переменный ток течет, настройки счетчика постоянного тока могут не показывать никакой активности.

Ссылка на легко читаемое введение в электролиз и на то, как устранить проблемы с подключением к берегу, если у вас возникли проблемы.

ЧТО ОЗНАЧАЕТ ФАКТИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ?

Различные металлы, контактирующие с морской водой во всей системе (лодка, док, сосед и т. Д.), Вызывают множество потенциалов напряжения. Если ток не течет, напряжение будет выше. Если вы позволите протекать большему току, напряжение будет ниже, так же как батарея фонарика будет считывать более низкое напряжение, когда лампа включена — так что вы можете утверждать, что более высокое напряжение лучше, чем более низкое, поскольку они указывают на то, что электролитические токи не протекают. .

На нашей стальной лодке, с хорошей покраской, изолирующей сталь от морской воды, и отсутствием тока, протекающего от цинкования к корпусу, лодка находится примерно на 0,8 вольт выше напряжения воды. По мере ухудшения окраски или изнашивания цинка напряжение будет падать.

В сложной системе фактическое напряжение, которое вы бы считали на гальваническом изоляторе, дает очень мало информации о том, что происходит с электролизом.

---

Соответствует всем спецификациям ABYC, за исключением дисплея удаленного монитора.

Гальванический изолятор: сигнал (5-2400 МГц)

В более крупных установках разница потенциалов между отдельными частями антенной / кабельной сети может вызвать перенапряжения и импульсные токи, возникающие в виде искр при подключении оборудования (и даже электрического удары). Это также может быть причиной неожиданных повреждений оборудования, такого как усилители или даже приемники.Решение проблемы — использование гальванических изоляторов.

Примером таких устройств является Блок Сигнал. Он обеспечивает полную гальваническую развязку, т. Е. Сигнальный и экранирующий тракты полностью разделены с каждой стороны. Небольшие размеры и низкое затухание в диапазоне 5–1000 МГц (не более 1,5 дБ) делают его очень полезным элементом защиты от потенциальных рисков. Гальванический изолятор следует использовать на вводе строительной сети, а также в точках передачи сигнала на отдельные лестничные установки.

Название	Сигнал 5–2400 МГц
Код	R48605
	9015 Диапазон частот		Частотный диапазон
5–550 МГц	<1 дБ
550–1000 МГц	<1,5 дБ
Напряжение пробоя 3000 В для 1-минутного теста с утечкой тока <0.7 мА

На практике такие изоляторы следует использовать на выходе каждого усилителя здания. Другое применение — изоляция корпуса ПК с ТВ-тюнером от шины нулевого напряжения кабельной системы. Таким образом, разница потенциалов не повредит качеству сигнала, а современные чувствительные выключатели не отключат электросеть.

Характеристики устройства: СИНИЙ — затухание, КРАСНЫЙ — согласование импеданса

Пример применения — изоляция в каждой лестнице

Гальваническая развязка wiki | TheReaderWiki

Трансформатор — самый распространенный пример гальванической развязки.Оптоизолятор — очень популярный метод изоляции в цифровых схемах. Поперечное сечение двухрядных корпусных оптоизоляторов. Относительные размеры светодиода (красный) и датчика (зеленый) преувеличены.

Гальваническая развязка — это принцип изоляции функциональных секций электрических систем для предотвращения протекания тока; прямая проводимость не допускается. ^{[1] [2]} Энергией или информацией можно по-прежнему обмениваться между секциями с помощью других средств, таких как емкость, индукция или электромагнитные волны, или с помощью оптических, акустических или механических средств.

Гальваническая развязка используется там, где две или более электрических цепей должны обмениваться данными, но их земли могут иметь разные потенциалы. Это эффективный метод разрыва контуров заземления, предотвращающий протекание нежелательного тока между двумя устройствами, имеющими общий провод заземления. Гальваническая развязка также используется для безопасности, предотвращая попадание случайного тока на землю через тело человека.

Методы

Трансформатор

Трансформаторы соединяются магнитным потоком.Первичная и вторичная обмотки трансформатора не соединены друг с другом (автотрансформатор имеет токопроводящее соединение между своими обмотками и поэтому не обеспечивает изоляцию). Разница напряжений, которая может безопасно применяться между обмотками без риска пробоя (напряжение изоляции), определяется отраслевым стандартом в киловольтах. То же самое и с преобразователями. В то время как трансформаторы обычно используются для изменения напряжения, разделительные трансформаторы с соотношением 1: 1 используются в системах обеспечения безопасности.

Если две электронные системы имеют общую землю, они гальванически не изолированы. Общая земля может обычно и намеренно не подключаться к функциональным полюсам, но может быть подключена. По этой причине изолирующие трансформаторы не питают GND / заземляющий полюс .

Оптоизолятор

Оптоизоляторы передают информацию с помощью световых волн. Передатчик (источник света) и приемник (светочувствительное устройство) электрически не связаны; обычно они удерживаются на месте внутри матрицы из прозрачного изолирующего пластика.

Конденсатор

Конденсаторы пропускают переменный ток (AC), но блокируют постоянный ток; они передают сигналы переменного тока между цепями при различных постоянных напряжениях. Если конденсаторы используются для изоляции от цепей питания, они могут иметь специальные характеристики, указывающие на то, что они не могут выйти из строя при коротком замыкании, что может привести к подключению устройства к высокому напряжению или представлять опасность поражения электрическим током.

Эффект Холла

Датчики на эффекте Холла позволяют индуктору передавать информацию через небольшой зазор магнитным способом.В отличие от оптоизоляторов они не содержат источника света с ограниченным сроком службы, и, в отличие от подхода на основе трансформатора, они не требуют балансировки постоянного тока.

Магнитосопротивление

Магнитопары используют гигантское магнитосопротивление (GMR) для перехода от переменного тока к постоянному.

Реле

Одна сторона управляет магнитной катушкой изолирующего реле. Другая сторона подключена к переключаемым контактам.

Приложения

Оптопары используются в системе для развязки функционального блока от другого, подключенного к электросети или другому высокому напряжению, для безопасности и защиты оборудования.Например, силовые полупроводники, подключенные к сетевому напряжению, могут переключаться с помощью оптронов, управляемых от низковольтных цепей, которые не нужно изолировать для более высокого сетевого напряжения.

Трансформаторы позволяют выходу устройства «плавать» относительно земли, чтобы избежать потенциальных контуров заземления. Силовые изолирующие трансформаторы повышают безопасность устройства, так что у человека, касающегося токоведущей части цепи, не будет протекать ток через них на землю. В розетках, предназначенных для питания электробритвы, может использоваться изолирующий трансформатор для предотвращения поражения электрическим током, если бритва упадет в воду.

Ссылки

См. Также

Внешние ссылки

Испытание гальванического изолятора — судостроение Как выполнить

Гальванический изолятор 30 А

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Гальванический изолятор, используемый в этой статье, не соответствует действующим стандартам безопасности. Чтобы соответствовать действующим стандартам безопасности, вам понадобится «отказоустойчивый» блок, который был протестирован в соответствии со стандартами отказоустойчивости ABYC.

Оба устройства ProMariner ProSafe FS30 и ProMariner ProSafe FS60 соответствуют действующим стандартам Fail Safe .

Зачем вам нужен гальванический изолятор?

Что такое гальванический изолятор (GI), зачем он вам и зачем вам его тестировать? На эти и другие вопросы мы ответим в этой статье.

Гальванический изолятор — это устройство, которое последовательно вставляется в зеленый заземляющий провод переменного тока (защитное заземление) берегового источника питания, чтобы минимизировать или уменьшить влияние гальванического тока , протекающего в ваше судно. Хотя целью GI является блокировка тока гальванического уровня , он также должен обеспечивать прохождение переменного тока короткого замыкания.GI очень просты в подключении и установке даже для среднего домашнего мастера, но обеспечение того, чтобы вы никогда не потеряли заземляющий провод переменного тока, имеет решающее значение.

При подключении к сети в марине GI соответствует минимальному уровню защиты , который должен иметь владелец лодки. Здесь, в Compass Marine Inc., мы абсолютно предпочитаем изолирующий трансформатор (IT), а не GI, но разговор о гальваническом изоляторе и изолирующем трансформаторе — это совершенно другая тема и обсуждение. Если вы планируете подключиться к береговому источнику питания, вам понадобится как минимум гальванический изолятор.

Для установки GI все, что нужно сделать, — это оборвать зеленый провод после ввода берегового питания, но перед панелью переменного тока. Просто разрежьте зеленый провод переменного тока пополам, обожмите две клеммы и подключите их к каждой шпильке. Не многие электротехнические работы на лодках настолько просты. Как упоминалось выше, цель GI состоит в том, чтобы блокировать гальванический уровень низкого напряжения постоянного тока , в то же время позволяя любому переменному току короткого замыкания проходить через зеленый провод на землю и позволяя ему активировать устройства защиты от короткого замыкания.

Эта блокировка постоянного гальванического тока низкого напряжения достигается за счет использования двух диодов в каждом направлении. Каждый диод понижает примерно на 0,6 В или, другими словами, требует более 0,6 В для открытия и пропуска тока. Два диода, соединенные последовательно, дают порог примерно 1,0–1,2 В для блокировки паразитного постоянного тока. Причина наличия двух диодов в каждом направлении заключается в том, что зеленый провод не является просто контрольным клапаном , или заблокирован, и действует так же, как провод, позволяя току течь в обоих направлениях.Критическое различие между голым зеленым заземляющим проводом — это GI, то есть GI не допускает прохождения напряжения / тока ниже 1,2 В. Просто и довольно эффективно блокирует гальванический уровень тока .

Что такое гальванический ток?

Создание гальванического тока происходит, когда разнородные металлы с разными гальваническими напряжениями погружаются в электролит (воду). Более благородный металл выживает, в то время как менее благородный металл (анодный) становится анодом и разъедает гальванический ток, создаваемый разницей в потенциалах напряжения различных металлов.Вот почему мы используем так называемые аноды , чтобы защитить наши дорогие подводные металлы . Анодные материалы включают алюминий, цинк или магний Mil-Spec. Эти металлы служат наименее благородным металлом , чтобы пожертвовать собой и защитить / спасти вашу латунь, бронзу или другие подводные металлы от гальванической коррозии.

Металлы имеют напряжение?

Да, у каждого металла есть потенциал напряжения . Данные для этого могут быть получены из любого количества диаграмм гальванической серии или гальванической шкалы.Например, цинковый анод может находиться в диапазоне от -1,00 В до -1,07 В, а графит, например, набивочный материал, пропитанный графитом, или уплотнения вала из PSS, составляет более + 0,2 В. Разница в электрическом потенциале , при погружении в электролит, создает гальванический ток , который разъедает анодный или наименее благородный металл.

Гальваническая серия / шкала металлов представляет разницу в потенциале напряжения между самым благородным металлом (приблизительно + 0,2 В) и наиболее анодным металлом (приблизительно -1.4 В) около 1,2 В. Если вы только что осознали, что GI блокирует напряжение ниже 1,2 В, похлопайте себя по спине, поскольку теперь вы понимаете, что делает гальванический изолятор .

Что такое диод?

Представьте диод как электрический обратный клапан . Диод позволяет току течь только в одном направлении, но не в другом. Одна из характерных черт диодов — связанное с ними падение напряжения, которое обычно составляет около 0,6 В. Однако в применении с гальваническим изолятором они использовали эту часто предполагаемую менее желательную характеристику диода в пользу преимущества .Последовательно соединив два диода, вы получите устройство, которое может блокировать любой гальванический ток при напряжении ниже 1,2 В от попадания внутрь или из вашего судна. GI блокирует гальванические токи от протекания между разнородными металлами и защищает вас от токов гальванического уровня в марине, когда вы подключаете .

.

No related posts.