O que é isolamento galvânico

Isolamento galvânico ou isolamento galvânico é o princípio geral de isolamento elétrico (galvânico) do circuito elétrico em questão em relação a outros circuitos elétricos. Graças ao isolamento galvânico, é possível transmitir energia ou um sinal de um circuito elétrico para outro circuito elétrico sem contato elétrico direto entre eles.

O isolamento galvânico permite garantir, em particular, a independência do circuito de sinal, uma vez que um loop de corrente independente do circuito de sinal é formado em relação às correntes de outros circuitos, por exemplo, o circuito de potência, durante as medições e no feedback circuitos. Esta solução é útil para garantir a compatibilidade eletromagnética: aumenta a imunidade ao ruído e a precisão da medição. O isolamento galvânico da entrada e saída de dispositivos geralmente melhora sua compatibilidade com outros dispositivos em ambientes eletromagnéticos hostis.

Obviamente, o isolamento galvânico também garante a segurança quando as pessoas trabalham com equipamentos elétricos.Esta é uma medida e o isolamento de um circuito específico deve sempre ser considerado em conjunto com outras medidas de segurança elétrica, como aterramento de proteção e circuitos limitadores de tensão e corrente.

Várias soluções técnicas podem ser usadas para garantir o isolamento galvânico:

• isolamento galvânico indutivo (transformador), que é usado em transformadores e isolar circuitos digitais;

• isolamento óptico usando um optoacoplador (optron) ou opto-relé, cujo uso é típico de muitas fontes de alimentação pulsadas modernas;

• isolação galvânica capacitiva quando o sinal é alimentado por um capacitor muito pequeno;

• separação eletromecânica, por exemplo, relé eletromecânico. 

Atualmente, duas opções de isolamento galvânico em circuitos são muito difundidas: transformador e optoeletrônico.

A construção do isolamento galvânico do tipo transformador envolve a utilização de um elemento de indução magnética (transformador) com ou sem núcleo, cuja tensão de saída é retirada do enrolamento secundário, que é proporcional à tensão de entrada do dispositivo. No entanto, ao aplicar este método, é importante considerar as seguintes desvantagens:

• o sinal de saída pode ser afetado pela interferência do sinal da portadora;

• A modulação de frequência de isolamento limita a largura de banda;

• Tamanhos grandes.

O desenvolvimento da tecnologia de semicondutores nos últimos anos ampliou as possibilidades de construção de dispositivos optoeletrônicos para isolamento baseado em optoacopladores.

O princípio de funcionamento do optoacoplador é simples: um LED emite luz, que é percebida por um fototransistor.É assim que é feito o isolamento galvânico dos circuitos, um dos quais está ligado ao LED e o outro ao fototransistor.

Esta solução tem várias vantagens: uma ampla gama de tensões de desacoplamento, até 500 volts, o que é importante para a construção de sistemas de entrada de dados, a capacidade de trabalhar com sinais de desacoplamento de até dezenas de megahertz, tamanhos de componentes pequenos.

Sem isolamento galvânico, a corrente máxima que flui entre os circuitos é limitada apenas a resistências elétricas relativamente pequenas, o que pode levar a correntes de equalização que podem danificar os componentes do circuito e as pessoas que tocam em equipamentos desprotegidos. Um dispositivo de desacoplamento limita especificamente a transferência de energia de um circuito para outro.