隔離器件在電力電子設備上選用的元器件中十分重要,尤其在高電壓及大功率應用中不可或缺。典型的隔離器件被用于功能性隔離和安全隔離等功能電路,分別用于實現高壓功率電路和低壓控制電路的隔離,以及控制電路及可能被人體觸摸的接口電路的隔離。
隔離系統設計框圖:
之所以需要在變頻驅動及電源設計中使用隔離電路,其原因主要在于以下幾方面:
- (1)降低噪聲干擾,電源中大功率器件開關動作產生的di/dt和dv/dt信號變化,經由PCB布線的寄生參數或者其他電路的耦合通路,會在低壓電路信號中產生較高的噪聲,干擾電路正常工作。通過引入隔離器件,可以有效的分離功率電路和低壓控制電路,減小控制電路的噪聲。
- (2)器件耐壓要求,通常變頻驅動及電源設備的主功率電路連接到危險電壓,比如AC 220V/380V電路,經過整流后的直流電壓也高達540V以上,然而控制電路通常連接到安全地電壓,因此功率電路與住功率電路間需要隔離。
- (3)設備互聯,這些設備通常還需要與其他控制器連接,形成網 絡化控制,網絡中的設備可能并不連接在同一個地電平上,如果沒有隔離器件的存在,這些信號鏈路上的器件可能因為不同的地電平之間的壓差而損壞。
- (4)安規絕緣要求,電力電子設備的部分電路可能會和人體或導 電外殼接觸,這部分電路應當處于安全電壓并與危險電壓電路完全隔離開來以滿足絕緣要求。