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隔離器一般由輸入信號處理單元、隔離單元、輸出信號處理單元、電源等4部份構(gòu)成。雖然實際應(yīng)用中的隔離器基本上都是由上述四個單元構(gòu)成,但輸入、輸出的類型和數(shù)量的不同,組成了種類繁多的型號,下面的表格大致進(jìn)行了歸納。
產(chǎn)品的功耗是各個功能單元功耗的總和,只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低,增加產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和壽命。隔離器主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。
1、 輸出單元模塊的自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)
輸出模塊可以根據(jù)負(fù)載的大小動態(tài)調(diào)整輸出模塊的輸出功率,從而減少自身的發(fā)熱。傳統(tǒng)的負(fù)載設(shè)計是根據(jù)額定負(fù)載的大小設(shè)計輸出功率,當(dāng)輸出負(fù)載非常小時,多余的負(fù)載功率就耗散在儀表內(nèi)部,從而時儀表自身發(fā)熱。假設(shè)一臺隔離器的輸出負(fù)載設(shè)計為750歐姆,那么輸出驅(qū)動功率一般設(shè)計為0.5W。如果在實際應(yīng)用中此隔離器的負(fù)載使用在50歐姆的環(huán)境下,那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉(zhuǎn)換為儀表自身的發(fā)熱。如果時多路輸出將產(chǎn)生更多的熱量,而降低輸出模塊的額定功率在實際應(yīng)用中又難以應(yīng)付市場的復(fù)雜狀況。
2、隔離單元模塊的低功耗改進(jìn)
隔離單元是決定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的重要單元。
隔離技術(shù)主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調(diào)制耦合,反饋調(diào)制耦合等多種形式,具體采用什么形式要根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)而定??偟膩碇v可以大致分為開關(guān)量信號采用光隔離,模擬量信號采用磁隔離的方式。從技術(shù)復(fù)雜程度來看,磁隔離比光隔離處理技術(shù)復(fù)雜,采用磁隔離技術(shù),設(shè)計者可以根據(jù)技術(shù)指標(biāo)采用合適的設(shè)計方案,隔離的線性、精度可以根據(jù)產(chǎn)品的要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術(shù)指標(biāo),設(shè)計人員可以調(diào)整的方式很少,也不可能超過廠家提供的技術(shù)指標(biāo)。由于功耗大,光電隔離也不能實現(xiàn)無源隔離。磁隔離模式有電流互感模式、電流互感反饋模式、電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補(bǔ)償模式等,電流互感功率補(bǔ)償模式是相對來說功耗低的模式。
電源模塊
電源的技術(shù)指標(biāo)是基礎(chǔ),決定產(chǎn)品的性能。流行的電源拓?fù)湫问诫m然非常多,也很成熟。
在各個過程環(huán)路中使用信號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場帶隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到),也可以使用信號隔離器來實現(xiàn)。比較起來,用信號隔離器有以下優(yōu)點(diǎn):
● 絕大部分情況,采用信號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜。
● 信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越。
● 信號隔離器應(yīng)用靈活,而且它還有型號轉(zhuǎn)換和 信號分配功能,使用起來更加方便。
● 信號隔離器通常有單通道、雙通道、一入二出等通道形式,通道間相互完全獨(dú)立,構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便。
智能隔離器的說明:
SKGL型智能隔離器是將輸入單路或雙路的電流或電壓信號,變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓信號,并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。
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