Aislamiento galvánico

Los transformadores son probablemente el medio más común de aislamiento galvánico. Se utilizan casi universalmente en fuentes de alimentación porque son una tecnología madura que puede transportar una potencia significativa. También se utilizan para aislar señales de datos en Ethernet sobre par trenzado . ^{[ 3 ]} Los transformadores se acoplan por flujo magnético . Excepto en el caso del autotransformador , los devanados primario y secundario de un transformador no están conectados eléctricamente entre sí. La diferencia de voltaje que se puede aplicar de forma segura entre los devanados sin riesgo de ruptura (el voltaje de aislamiento) se especifica en kilovoltios por una norma industrial . Lo mismo se aplica a los amplificadores y transductores magnéticos . Si bien los transformadores se utilizan generalmente para aumentar o disminuir los voltajes, los transformadores de aislamiento con una relación 1:1 se utilizan principalmente en aplicaciones de seguridad manteniendo el voltaje constante.

Si dos sistemas electrónicos comparten una conexión a tierra común, no están aislados galvánicamente. Esta conexión a tierra común no suele estar conectada a polos funcionales, pero podría llegar a conectarse. Por este motivo, los transformadores de aislamiento no suministran una conexión a tierra .

Los optoacopladores transmiten información modulando la luz . El emisor ( fuente de luz ) y el receptor ( dispositivo fotosensible ) no están conectados eléctricamente. Generalmente, se encuentran alojados en una matriz de plástico aislante transparente o en un circuito integrado . El aislamiento óptico suele tener una capacidad de potencia muy limitada, pero puede transmitir señales de datos a muy alta velocidad. Un uso común es para la señal de retroalimentación en una fuente de alimentación conmutada, donde la potencia se transmite a través de un transformador de alta frecuencia.

Los condensadores permiten el paso de corriente alterna (CA) pero bloquean la corriente continua (CC); acoplan capacitivamente las señales de CA entre circuitos que pueden o no estar a diferentes voltajes de CC.

Aunque el aislamiento de la alimentación se suele realizar con un transformador, también puede hacerse con condensadores y un controlador de puente H cuando las limitaciones de tamaño y coste favorecen el uso de condensadores. ^{[ 4 ]} Cuando se utilizan condensadores para el aislamiento de los circuitos de alimentación, pueden tener características especiales que indiquen que no pueden fallar en caso de cortocircuito, lo que podría conectar un dispositivo a alta tensión o presentar un riesgo de descarga eléctrica. Idealmente, cuando se requiere seguridad contra descargas eléctricas, se deberían utilizar otros medios de aislamiento en lugar de condensadores o su valor debería calcularse correctamente según las normas de seguridad, ya que siempre hay un flujo de corriente a través del condensador cuando se conecta en serie en cualquier circuito de CA.

Los sensores de efecto Hall permiten que un inductor transfiera información magnéticamente a través de un pequeño espacio. A diferencia de los optoacopladores, no contienen una fuente de luz con una vida útil limitada y, a diferencia de los sistemas basados ​​en transformadores, no requieren compensación de CC.

Los magnetoacopladores utilizan la magnetoresistencia gigante (GMR) para acoplar la corriente alterna (CA) a la corriente continua (CC).

En un relé , la señal de control energiza una bobina que produce un campo magnético que actúa sobre una armadura aislada eléctricamente con contactos de conmutación. Estos contactos pueden ser normalmente cerrados (se abren cuando la bobina se energiza) o normalmente abiertos (se cierran cuando la bobina se energiza). Los relés no transmiten potencia como un transformador, pero una potencia relativamente pequeña en la bobina puede controlar un circuito de mucha mayor potencia, lo que los convierte en una especie de amplificador . Se utilizan ampliamente en aplicaciones de control donde ambos lados operan a diferentes voltajes o requieren aislamiento galvánico. Los relés grandes pueden conmutar corrientes muy altas, pero su velocidad y fiabilidad están limitadas por su naturaleza mecánica. Una aplicación cada vez más común es en los sistemas de suministro de energía para vehículos eléctricos ( EVSE ), donde un relé de alta potencia energiza el cable de alimentación solo cuando está conectado de forma segura al vehículo y ambos extremos están listos para transferir energía.