ควรเลือกแรงดันไฟฟ้าแยกสำหรับอุปกรณ์แยกออปโต-ตามระดับแรงดันไฟฟ้าของสภาพแวดล้อมการทำงาน ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้น และมาตรฐานความปลอดภัยที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าแยกจะต้องมีอย่างน้อย 1.5 ถึง 2 เท่าของแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานของระบบ ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมทั่วไป ขอแนะนำให้เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าแยกตั้งแต่ 3.75 kV ถึงมากกว่า 5 kV
I. หน้าที่หลักของแรงดันไฟฟ้าแยก
แรงดันไฟฟ้าแยก (Viso) เป็นพารามิเตอร์ด้านความปลอดภัยที่สำคัญสำหรับออปโตคัปเปลอร์ หมายถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถทนได้อย่างต่อเนื่องระหว่างขั้วอินพุตและเอาต์พุตโดยไม่เกิดการพังทลายของอิเล็กทริก หน้าที่หลักได้แก่:
การป้องกันความปลอดภัยส่วนบุคคล: การป้องกันแรงดันไฟฟ้าผิดพลาดจากด้านแรงดันไฟฟ้าสูง-ไม่ให้บุกรุกเข้าไปในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำ- จึงช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าช็อต
การรับประกันความน่าเชื่อถือของระบบ: ระงับการรบกวนโหมดทั่วไป- แรงดันไฟกระชาก และเสียงลูปกราวด์เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณมีความเสถียร
การปกป้องอุปกรณ์: การปิดกั้นความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับส่วนประกอบที่มีความละเอียดอ่อน (เช่น MCU และ PLC) ที่เกิดจากวงจรไฟฟ้าแรงสูง- ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนเหล่านั้น
ครั้งที่สอง จะเลือกแรงดันไฟฟ้าแยกทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร
1. การจับคู่ตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของระบบ
ระบบสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำ- (<50V): Such as sensors and communication interfaces; optocouplers with an isolation voltage of 1.5 kV to 3.75 kV may be selected to strike a balance between response speed and cost.
แหล่งจ่ายไฟหลัก-ระบบที่เกี่ยวข้อง (220V/380V AC): เช่น แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน ต้องเลือกอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าแยกมากกว่าหรือเท่ากับ 3.75 kV แนะนำให้เลือก . 5 kV หรือสูงกว่า เพื่อให้ทนทานต่อไฟกระชากฟ้าผ่าและการสลับภาวะชั่วครู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง- (เช่น อินเวอร์เตอร์ PV มอเตอร์ขับเคลื่อน): ขอแนะนำให้ใช้อุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง-แบบแยก- มากกว่า 8 kV เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบด้านความปลอดภัย เช่น ที่ระบุไว้ใน IEC 60747-5-2
2. พิจารณาแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวและระยะขอบด้านความปลอดภัย
ในการใช้งานจริง ต้องคำนึงถึงการรบกวนชั่วคราว-เช่น แรงดันไฟกระชากและการระเบิดชั่วคราวแบบไฟฟ้าเร็ว (EFT)-ด้วย ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าแยกที่กำหนดควรมีขอบเขตความปลอดภัยที่เพียงพอ
โดยปกติแล้ว จะเลือกแรงดันไฟฟ้าแยกมากกว่าหรือเท่ากับ 2 เท่าของแรงดันไฟฟ้าพีคของระบบ ตัวอย่างเช่น ในระบบ 220V AC ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 311V ขอแนะนำให้ใช้ออปโตคัปเปลอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าแยก 3.75 kV หรือสูงกว่า. 3. การปฏิบัติตามมาตรฐานการรับรองความปลอดภัย
งานด้านต่างๆ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์และระบบควบคุมอุตสาหกรรมต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย เช่น UL, IEC และ VDE ซึ่งกำหนดข้อกำหนดเฉพาะเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าแยก:
IEC 60601 (อุปกรณ์ทางการแพทย์): -ส่วนที่สัมผัสกันของผู้ป่วยต้องมีแรงดันไฟฟ้าแยกขั้นต่ำมากกว่าหรือเท่ากับ 4kV RMS
IEC 61010 (อุปกรณ์วัด): ระบุข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าแยกขั้นต่ำตามประเภทแรงดันไฟฟ้าเกิน (CAT II/III)
เมื่อเลือกส่วนประกอบ ควรให้ความสำคัญกับรุ่นที่ได้รับการรับรองที่จำเป็นและจัดทำรายงานผลการทดสอบที่เกี่ยวข้อง
4. อ้างอิงพารามิเตอร์อุปกรณ์ทั่วไป
|
แบบอย่าง |
แรงดันไฟฟ้าแยก |
สถานการณ์การใช้งาน |
|
4N25 |
5.3kV |
การแยกวัตถุประสงค์ทั่วไป- ความคิดเห็นเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ |
|
6N137 |
3kV |
High-speed digital isolation (>10เมกะเฮิรตซ์) |
|
พีซี817 |
5kV |
การสลับแหล่งจ่ายไฟการควบคุมเครื่องใช้ในบ้าน |
|
ทีแอลพี281 |
5kV |
โมดูลอินพุต PLC อุตสาหกรรม |
เคล็ดลับ: สำหรับระบบที่มีความถี่สูงหรือสูง- จำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น Common Mode Rejection Ratio (CMR) และความล่าช้าในการแพร่กระจาย หลีกเลี่ยงการมุ่งเน้นไปที่แรงดันไฟฟ้าแยกเพียงอย่างเดียวในขณะที่มองข้ามประสิทธิภาพแบบไดนามิก
