Galvanische scheiding

Bij industriŽle elektronica geldt: een galvanische scheiding heb je nooit te veel. Vooral tussen apparaten die op enige afstand van elkaar staan kunnen potentiaal verschillen de communicatie verstoren.

 

Een veel voorkomende situatie is waarbij het ene apparaat het andere voedt (via een + en 0 draad), en communiceert (via signaaldraden die gerelateerd zijn aan 0). Snelle fluctuaties in de stroomafname, uit bijvoorbeeld een schakelende voeding,  kunnen dan de communicatie verstoren, vooral bij hogere baud rates.

 

Dit treedt in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht zelfs op bij RS485 communicatie!

Voor een goede werking van RS485 zijn 3 draden nodig, en voor de voeding nog 2. De 0 van de RS485 en die van de voeding dienen gescheiden te zijn: de galvanische scheiding.

PCB Transformator

Voor het overdragen van energie over een galvanische scheiding is een transformator vrijwel onontbeerlijk. De kosten hiervan kunnen relatief hoog zijn, vooral bij Ex galvanische scheidingen, waarbij de afstanden in de transformator aan bijzondere eisen moeten voldoen. Als gevolg hiervan zijn de transformatoren zelden leverbaar uit de catalogus, en moeten speciaal ontworpen en getest worden.

 

Een goedkoper alternatief is het toepassen van PCB transformatoren. Hierbij worden printsporen gebruikt als wikkeling, en het print materiaal als isolator.

Exalon Delft heeft de techniek om Ex PCB transformatoren te ontwerpen

Een galvanische scheiding met een transformator is in feite een schakelende voeding. Bij grote vermogens is hier een hoog rendement noodzakelijk in verband met de warmte ontwikkeling.

 

Voor instrumentatie is het beschikbare vermogen echter zo gering (bijvoorbeeld 12V x 4 mA voor HART transmitters) dat er zeer zuinig mee omgesprongen moet worden.

Exalon Delft heeft de techniek in huis om een galvanische scheiding te realiseren waar niet meer dan 1 mW verloren gaat.

Optocouplers

Voor de signaaloverdracht tussen primair en secundair circuit kunnen in principe optocouplers gebruikt worden. Deze zijn in het algemeen echter traag of verbruiken veel stroom.

Voor analoge signaaloverdracht is het bovendien moeilijk om de vervorming van het signaal te beperken.

Indien ook nog een Ex galvanische scheiding nodig is, moet er intern in de optocoupler ook nog worden voldaan aan eisen aan de afstanden tussen primair en secundair circuit.

De combinatie van eisen leidt in het algemeen tot complexe circuits met relatief hoge kosten.

Exalon Delft heeft de techniek in huis om een snelle digitale dataoverdracht tussen primair en secundair circuit en vice versa te realiseren met een laag stroomverbruik en minimale kosten.