在现代电子系统中,隔离放大器作为*种特殊的测量放大电路,发挥着至关重要的作用。其独特的设计使得输入、输出和电源电路之间不存在直接的电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端,这*特性为众多应用场景提供了可靠的保障。
从结构上看,隔离放大器通常由仪器放大器(或运放)和单位增益隔离*构成。单位增益隔离*如同*个 “隔离卫士”,完全隔离了器件的输入和输出,使得电信号不存在欧姆连续性。简单来说,仪用放大器加上隔离电路就组成了隔离仪器放大器,而运放加上隔离电路则形成了隔离放大器。
依据不同的标准,隔离放大器有着多样的分类方式。按隔离模式分类,可分为两口隔离和三口隔离。两口隔离指的是信号输入部分和信号输出部分欧姆隔离,电源隔离需采取其他措施;三口隔离则更为全面,输入、输出和供电部分三部分彼此欧姆隔离。按隔离方法分类,常见的有光电隔离、电容隔离和变压器隔离(电磁隔离)。光电隔离利用光耦合器,通过光信号来传输电信号,实现输入输出的电气隔离;电容隔离借助电容的特性,在交流信号传输过程中起到隔离直流分量的作用;变压器隔离则是基于电磁感应原理,通过变压器的绕组实现信号的隔离与传输。

隔离放大器具有诸多显著的优势。在安全性方面,其优良的输入输出欧姆隔离特性,使其在医疗监护仪器与病人之间的接口应用中表现出色。由于隔离电平高且漏电流*小,能够有效保护电子仪器,避免因电气故障对人体造成伤害。在工业*域,可防止因故障导致电网电压对低压信号电路(包括计算机)造成损坏,保护人身及仪器设备的安全。在信号传输方面,能够防止数据采集器件遭受远程传感器出现的潜在破坏性电压的影响,同时消除由接地环路引起的测量误差。在多通道应用中,还能对低电平信号进行有效放大,确保信号的准确传输。
隔离放大器的应用范围*为广泛。在电力测试仪器设备中,它能够将高电压部分和弱电部分隔离,保障设备的安全运行。在便携式测量仪器和某些测量系统里,能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。在生物医学测量中,可确保人体不受超过 10uA 以上漏电流和高电压(可达几百伏以及数千伏)的危害。在工业自动化控制系统中,可对电压电流、AC 交流、4 - 20mA、0 - 5V 等各种信号进行变送、转换、隔离、放大、远传,与各种工业传感器配合使用,满足本地监视和远程数据采集的需求,广泛应用于铁路交通、机械、电气、电信、石油、化工、钢铁、污水处理、楼宇建筑等众多*域的数据采集、信号传输转换以及 PLC、DCS 等工业测控系统,用来完善和补充 I/O 插件功能,提升系统适用性和现场环境的可靠度。
随着科技的不断进步,隔离放大器也在持续发展与创新,以更好地满足各个*域日益增长的需求,为电子系统的安全、稳定运行保驾护航。