Гальваническая муфта

Принципиальная схема двух цепей ( U ₁ , U ₂ ) с сопротивлением связи Z

Гальваническая связь (также называемое сопротивление муфтой ) представляет собой сопряжение , в котором тока двух цепей текут по общему импедансу  Z. Каждый ток вызывает падение напряжения на импедансе связи, что может иметь разрушительный эффект и поэтому нежелательно. Этот общий импеданс часто представляет собой общий опорный провод, общий прямой проводник или, на печатных платах, общее заземление различных цепей. Это может быть как омический, так и индуктивный или емкостной резистор. Это сопротивление сильно зависит от частоты. При омическом импедансе сопротивление увеличивается с увеличением частоты из-за скин-эффекта . Эффект связи индуктивностей также увеличивается с увеличением частоты, тогда как эффект идеальной емкости уменьшается.

Термин « импедансная связь» больше подходит, чем гальваническая связь, для связи через импеданс конденсатора .

Примеры применения

пример 1

Нежелательная гальваническая связь между электронными компонентами через общую линию заземления

Компоненты на печатной плате расположены, как показано на рисунке рядом. Передатчик и приемник соединены друг с другом сигнальными линиями. Кроме того, все компоненты используют один и тот же опорный провод. Индуктивность эталонного проводника составляет 260 нГн. S1 переключает ток 20 мА за 10 нс. В результате падения напряжения на опорном проводнике приближенно вычисляется следующим образом:

${\ Displaystyle U _ {\ текст {B}} = L \ cdot {\ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t}} = 0 {,} 52 \, \ mathrm {V}}$

Пример 2

Типичные линии на печатных платах обычно имеют индуктивность на единицу длины 1 мкГн / м. Переключение тока нагрузки приводит к увеличению тока на 600 мА за 0,1 мкс в линии к нагрузке. Индуктивное падение напряжения на линии длиной 10 см на печатной плате приблизительно рассчитывается как:

${\ Displaystyle U _ {\ текст {B}} = L \ cdot {\ frac {\ mathrm {d} i} {\ mathrm {d} t}} = 0 {,} 6 \, \ mathrm {V}}$

лекарство

Для предотвращения гальванической связи цепей выполняется последовательное разделение потенциалов. Для этого существуют различные стратегии. Разделение потенциалов может быть достигнуто с помощью реле , трансформаторов или оптопар . Кроме того, возможна гальваническая развязка за счет использования отдельных линий и соединения двух или более сеток только в одной точке - точке звезды. Если звездообразную систему эталонных проводов использовать нельзя, импедансную связь можно уменьшить за счет конструкции общих проводов с низким импедансом, то есть с максимально возможным поперечным сечением для уменьшения омического сопротивления и короткими длинами кабелей для уменьшения индуктивности линии. Для этого эталонные проводники бывают плоскими или сетчатыми. Эти меры развязки по-прежнему допускают индуктивные и емкостные остаточные связи, которые, в свою очередь, могут вызывать помехи.

литература

• Адольф Дж. Шваб: Электромагнитная совместимость . 4-е издание. Springer, 1996, ISBN 3-540-60787-0 , стр. 21-23 .