Apa itu isolasi galvanik

Isolasi galvanik atau isolasi galvanik adalah prinsip umum isolasi listrik (galvanik) dari rangkaian listrik yang bersangkutan dalam hubungannya dengan rangkaian listrik lainnya. Berkat isolasi galvanik, dimungkinkan untuk mengirimkan energi atau sinyal dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya tanpa kontak listrik langsung di antara keduanya.

Isolasi galvanik memungkinkan untuk menjamin, khususnya, independensi sirkuit sinyal, karena loop arus independen dari sirkuit sinyal dibentuk sehubungan dengan arus sirkuit lain, misalnya sirkuit daya, selama pengukuran dan umpan balik sirkuit. Solusi ini berguna untuk memastikan kompatibilitas elektromagnetik: meningkatkan kekebalan kebisingan dan akurasi pengukuran. Isolasi galvanik dari input dan output perangkat seringkali meningkatkan kompatibilitasnya dengan perangkat lain di lingkungan elektromagnetik yang keras.

Tentu saja, isolasi galvanik juga memastikan keamanan saat orang bekerja dengan peralatan listrik.Ini adalah salah satu langkah dan isolasi sirkuit tertentu harus selalu dipertimbangkan dalam hubungannya dengan langkah-langkah keamanan listrik lainnya seperti pembumian pelindung dan rangkaian pembatas tegangan dan arus.

Berbagai solusi teknis dapat digunakan untuk memastikan isolasi galvanik:

• isolasi galvanik induktif (transformator), yang digunakan dalam transformer dan untuk mengisolasi sirkuit digital;

• isolasi optik menggunakan optocoupler (optron) atau opto-relay, yang penggunaannya khas untuk banyak catu daya berdenyut modern;

• isolasi galvanik kapasitif ketika sinyal diumpankan melalui kapasitor yang sangat kecil;

• pemisahan elektromekanis dengan, misalnya, relai elektromekanis. 

Saat ini, dua opsi untuk isolasi galvanik di sirkuit tersebar luas: transformator dan optoelektronik.

Konstruksi isolasi galvanik tipe transformator melibatkan penggunaan elemen induksi magnetik (transformator) dengan atau tanpa inti, tegangan keluaran diambil dari belitan sekunder, yang sebanding dengan tegangan masukan perangkat. Namun, ketika menerapkan metode ini, penting untuk mempertimbangkan kerugian berikut:

• sinyal keluaran dapat dipengaruhi oleh interferensi dari sinyal pembawa;

• Modulasi frekuensi isolasi membatasi bandwidth;

• Ukuran besar.

Perkembangan teknologi semikonduktor dalam beberapa tahun terakhir telah memperluas kemungkinan untuk membangun perangkat optoelektronik untuk isolasi berbasis optocoupler.

Prinsip pengoperasian optocoupler sederhana: LED memancarkan cahaya, yang ditangkap oleh phototransistor.Beginilah cara isolasi galvanik dari rangkaian dilakukan, salah satunya dihubungkan ke LED dan yang lainnya ke phototransistor.

Solusi ini memiliki sejumlah keunggulan: rentang tegangan decoupling yang luas, hingga 500 volt, yang penting untuk membangun sistem entri data, kemampuan untuk bekerja dengan sinyal decoupling hingga puluhan megahertz, ukuran komponen kecil.

Tanpa isolasi galvanik, arus maksimum yang mengalir antar sirkuit hanya terbatas pada hambatan listrik yang relatif kecil, yang dapat menyebabkan arus pemerataan yang dapat merusak komponen sirkuit dan orang yang menyentuh peralatan yang tidak terlindungi. Perangkat decoupling secara khusus membatasi transfer energi dari satu sirkuit ke sirkuit lainnya.