隔离器件在电力电子设备上选用的元器件中十分重要,尤其在高电压及大功率应用中不可或缺。典型的隔离器件被用于功能性隔离和安全隔离等功能电路,分别用于实现高压功率电路和低压控制电路的隔离,以及控制电路及可能被人体触摸的接口电路的隔离。
隔离系统设计框图:
之所以需要在变频驱动及电源设计中使用隔离电路,其原因主要在于以下几方面:
- (1)降低噪声干扰,电源中大功率器件开关动作产生的di/dt和dv/dt信号变化,经由PCB布线的寄生参数或者其他电路的耦合通路,会在低压电路信号中产生较高的噪声,干扰电路正常工作。通过引入隔离器件,可以有效的分离功率电路和低压控制电路,减小控制电路的噪声。
- (2)器件耐压要求,通常变频驱动及电源设备的主功率电路连接到危险电压,比如AC 220V/380V电路,经过整流后的直流电压也高达540V以上,然而控制电路通常连接到安全地电压,因此功率电路与住功率电路间需要隔离。
- (3)设备互联,这些设备通常还需要与其他控制器连接,形成网 络化控制,网络中的设备可能并不连接在同一个地电平上,如果没有隔离器件的存在,这些信号链路上的器件可能因为不同的地电平之间的压差而损坏。
- (4)安规绝缘要求,电力电子设备的部分电路可能会和人体或导 电外壳接触,这部分电路应当处于安全电压并与危险电压电路完全隔离开来以满足绝缘要求。