Cos'è l'isolamento galvanico

L'isolamento galvanico o l'isolamento galvanico è il principio generale dell'isolamento elettrico (galvanico) del circuito elettrico in questione rispetto ad altri circuiti elettrici. Grazie all'isolamento galvanico è possibile trasmettere energia o un segnale da un circuito elettrico a un altro circuito elettrico senza contatto elettrico diretto tra di loro.

L'isolamento galvanico consente di garantire, in particolare, l'indipendenza del circuito di segnale, poiché si forma un anello di corrente indipendente del circuito di segnale rispetto alle correnti di altri circuiti, ad esempio il circuito di potenza, durante le misure e in retroazione circuiti. Questa soluzione è utile per garantire la compatibilità elettromagnetica: aumenta l'immunità ai disturbi e la precisione della misura. L'isolamento galvanico dell'ingresso e dell'uscita dei dispositivi spesso migliora la loro compatibilità con altri dispositivi in ​​ambienti elettromagnetici difficili.

Naturalmente, l'isolamento galvanico garantisce anche la sicurezza quando le persone lavorano con apparecchiature elettriche.Questa è una misura e l'isolamento di un particolare circuito dovrebbe sempre essere considerato insieme ad altre misure di sicurezza elettrica come la messa a terra di protezione e i circuiti di limitazione della tensione e della corrente.

Diverse soluzioni tecniche possono essere utilizzate per garantire l'isolamento galvanico:

• isolamento galvanico induttivo (trasformatore), utilizzato in trasformatori e per isolare i circuiti digitali;

• isolamento ottico mediante un optoaccoppiatore (optron) o opto-relè, il cui utilizzo è tipico di molti moderni alimentatori a impulsi;

• isolamento galvanico capacitivo quando il segnale passa attraverso un condensatore molto piccolo;

• separazione elettromeccanica mediante, ad esempio, relè elettromeccanico. 

Attualmente sono molto diffuse due opzioni per l'isolamento galvanico nei circuiti: trasformatore e optoelettronico.

La costruzione dell'isolamento galvanico a trasformatore prevede l'utilizzo di un elemento di induzione magnetica (trasformatore) con o senza nucleo, la tensione di uscita prelevata dall'avvolgimento secondario, che è proporzionale alla tensione di ingresso del dispositivo. Tuttavia, quando si applica questo metodo, è importante considerare i seguenti svantaggi:

• il segnale di uscita può essere influenzato dall'interferenza del segnale portante;

• La modulazione della frequenza di isolamento limita la larghezza di banda;

• Grandi formati.

Lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori negli ultimi anni ha ampliato le possibilità di costruzione di dispositivi optoelettronici per l'isolamento basato su accoppiatori ottici.

Il principio di funzionamento dell'optoaccoppiatore è semplice: un LED emette luce, che viene percepita da un fototransistor.In questo modo viene effettuato l'isolamento galvanico dei circuiti, uno dei quali è collegato al LED e l'altro al fototransistor.

Questa soluzione presenta una serie di vantaggi: un'ampia gamma di tensioni di disaccoppiamento, fino a 500 volt, importante per la costruzione di sistemi di immissione dati, la capacità di lavorare con segnali di disaccoppiamento fino a decine di megahertz, componenti di piccole dimensioni.

Senza isolamento galvanico, la corrente massima che scorre tra i circuiti è limitata solo a resistenze elettriche relativamente piccole, il che può portare a correnti di equalizzazione che possono danneggiare sia i componenti del circuito che le persone che toccano apparecchiature non protette. Un dispositivo di disaccoppiamento limita specificamente il trasferimento di energia da un circuito all'altro.