使用環路供電隔離器解決接地環路問題

接地回路可能會導致問題。當所有東西都在同一位置時，沒有輸入/輸出（電流）隔離的系統可能沒問題，但當系統分離時突然出現接地回路問題。例如，一個位置的“地面”可能與另一個位置的“地面”不同。有時它們甚至可能來自兩個不同的電源電路。即使標稱接地點相同，交流干擾和噪聲也可能不同。
在已經完整的系統中添加隔離有時可能是一個大問題。您可能需要刪除、重新排列、添加一兩個新組件，并重新連接所有組件。如果地面位于兩個不同的電源位置，則可能會更加困難。沒有簡單的答案，但如果您要處理的是 4-20 mA 系統，有時可以使用環路供電隔離器來簡化工作。
什么是環路供電 （4-20 mA） 隔離器？
環路供電隔離器是一種接受輸入、增加隔離并提供相同輸出電流的器件。輸出取自輸入功率：不需要其他電源。功率以電壓損耗的形式出現。輸出電流與輸入電流相同，但電壓低幾伏。
這對于恒流源很有用，因為壓降由源電壓的等升來補償。
回路供電隔離器如何工作？
隔離系數涉及在電路中添加變壓器。您首先必須添加一個斬波器以將直流電轉換為交流電。接下來添加變壓器，然后將輸出轉換回直流。請參閱圖 1。

圖 1.環路供電隔離器將直流信號斬波到交流電，添加一個變壓器進行隔離，然后將其轉回直流電。添加電路使輸出等于輸入。

不過，細節并不像乍看起來那么容易。所有變壓器都有損耗。如果使用 1：1 變壓器，輸出電流將略低于輸入電流。電流需要增加一點，降低總電壓。此外，損耗隨著電阻的變化而變化。如果一切正常，比如說，100歐姆，損耗將在200或500歐姆時發生變化。即使電阻保持不變，線性度也可能隨著電流的增加或減少而因電壓變化而降低。
通常，損失隨著阻力的增加而增加。需要額外的電路來保持輸出相同。您還需要篩選輸出。
一個重要的細節
輸出電壓將下降幾伏，通常在零歐姆時約為 7 V，在 500 歐姆時增加到 14 至 18 V。一些的設備需要更少的電壓損失。并非所有隔離器都指定壓降，因為相對較小的壓降不會真正影響電流源的性能。
隔離器的應用
有關接地回路的更多信息。接地回路可能會導致不同類型的問題。如果所有東西都在同一位置，問題通常是由于干擾和噪音造成的。如果位置不同，如果實際接地不同，您也可能遇到 DC 問題。例如，一個接地的直流電位可能與另一個接地略有不同。
當兩個不同的電壓終連接到同一個電路時，會出現不同的問題。常見的問題可能是當涉及熱電偶時。您可能認為熱電偶是接地的，但實際上，熱電偶結點不是零。即使一個熱電偶緊挨著另一個熱電偶，情況也是如此。
隔離器詳細信息和規格
典型規格包括：
輸入/輸出隔離：通常為 1,000 或 1,500 伏 RMS。
輸入電壓：典型值為35 V（值）。
準確性：通常為 0.1% 或更高。
線性：通常為 0.1% 或更高。
荷載變化效應：通常為 0.1% 或更好，0-500 歐姆。
據我們所知，所有公司都使用35毫米DIN導軌來安裝它，盡管細節不同。下面是兩個示例：

圖2.兩種不同回路供電隔離器的比較。圖片由Absolute Process Instruments和菲尼克斯電氣提供

隔離真的有必要嗎？
通常，系統在沒有隔離的情況下工作正常。其他時候，您可能已經知道隔離是可能的，并做出相應的計劃。在這種情況下，的選擇有時是添加一個環路供電隔離器。
但是，有時您可能會發現意想不到的問題。發生這種情況時，或簡單的解決方案通常是環路供電隔離器。它涉及的零件數量少，不需要額外的電源。