17 июля 2013
В статье разъясняются термины, которые часто путают. Приведена классификация уровней изоляции и степеней загрязнения оптопары.
Методы гальванической развязки
Помимо оптопар для гальванической развязки используют магнитные и емкостные изоляторы. Магнитные изоляторы чувствительны к помехам от внешних магнитных полей. Кроме того, они имеют сильное электромагнитное излучение.
Емкостные и магнитные изоляторы, как правило, слабо подавляют синфазный шум.
Уровни изоляции
В стандарте IEC 60664 определено пять типов изоляции:
1. Функциональная
Необходима для правильной работы оборудования. Обеспечивается между компонентами с разным потенциалом или между компонентами с очень низким напряжением или очень низким безопасным напряжением и проводящими элементами корпуса.
2. Базовая
Обеспечивает базовую защиту от электрического шока. Используется между компонентами схемы и цепями с высоким напряжением или заземленными элементами.
3. Дополнительная
Применяется в дополнение к базовой для обеспечения защиты от электрического шока в случае пробоя базовой изоляции.
4. Двойная
Это комбинация базовой и дополнительной изоляции
5. Усиленная
Представляет собой единую изоляционный элемент, обеспечивающий такой же уровень защиты, что и двойная изоляция.
Рабочее напряжение оптопары
В IEC 60664 под рабочим напряжением понимается максимальное среднеквадратичное напряжение, приложенное к оптопаре. При этом предполагается, что оборудование эксплуатируется при нормальных условиях или в разомкнутой цепи. Кратковременными всплесками напряжения пренебрегают.
В стандарте безопасности оптопар используется это же определение. Для измерения воздушного зазора используются пиковые значения напряжения, а для измерения поверхности изоляции – среднеквадратичные.
Чем отличается выдерживаемое изоляцией напряжение от рабочего напряжения оптопары?
Согласно документации, UL1577 выдерживает среднеквадратичное напряжение 3750 В или 5000 В в течение минуты. Это означает, что микросхема не выйдет из строя и изолирует кратковременные всплески напряжения такой амплитуды. Отметим, что данное значение нельзя интерпретировать как постоянное напряжение, приложенное к изоляционному барьеру оптопары.
Рабочее напряжение в стабильном состоянии VIORM определено в стандарте безопасности IEC 60747-5-5. Под ним подразумевается то напряжение, которое может быть непрерывно приложено к оптопаре. Таким образом, разница в длительности воздействия.
Степени загрязнения оптопары и влияние загрязнения на характеристики
Стандарт IEC 60664 определяет 4 степени загрязнения по наличию конденсата и сухих загрязнений. Возможность применения оптопары при данном уровне загрязнения определяется следующими параметрами: внешний воздушный зазор, площадь поверхности изоляции, класс материала (т.е. сравнительный коэффициент слежения пластикового материала, из которого сделан корпус оптопары).
Степени загрязнения:
1. Нет или только сухая непроводящая пыль. Она практически не влияет на характеристики оптопары. Примером такой среды являются офисные помещения с кондиционером, чистые лаборатории.
2. Только непроводящая пыль. Эпизодически может проводить из-за конденсата. Пример – жилые помещения.
3. Проводящая пыль или пыль, которая приобретает проводимость из-за влаги. Такие условия наблюдаются на промышленных складах, строительных площадках.
4. Постоянно проводящие загрязнения (например, при влажной погоде). Это открытые среды, не помещения.