山東辦事處/德國赫斯曼HTRSCHMA隔離器技術特點

  德國赫斯曼HTRSCHMA隔離器是一種采用線性光耦隔離原理，將輸入信號進行轉換輸出。輸入，輸出和工作電源三者相互隔離，特別適合與需要電隔離的設備儀表配用。隔離器又名信號隔離器，是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要組成部分。隔離器新國家標準的制訂由重慶宇通儀表主持起草。

 

  技術特點:
  本產(chǎn)品采用了先進的數(shù)字化技術，在對高、低頻干擾信號的抑制方面均有著優(yōu)異表現(xiàn)，即使在大功率變頻控制系統(tǒng)中依然能夠可靠應用，內(nèi)部采用數(shù)字化調(diào)校、無零點及滿度電位器、自動動態(tài)校準零點、溫度漂移自動補償?shù)戎T多先進技術，并符合IEC61000-4-4：這一系列技術的應用使產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性得到科學的保證。

 

  適用性:
  智能隔離器可以與單元組合儀表及DCS、PLC等系統(tǒng)配套使用，在油田、石化、制造、電力、冶金等行業(yè)的重大工程中有著廣泛應用。

 

  抗干擾:
1、供電系統(tǒng)的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害zui嚴重的是電網(wǎng)尖峰脈沖干擾，產(chǎn)生尖峰干擾的用電設備有：電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
干擾控制器
（1）用硬件線路抑制尖峰干擾的影響 常用辦法主要有三種：
①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器，將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上，從而減弱其破壞性；
②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器，利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖；
③在儀器交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻，利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓，從而削弱干擾的影響。
（2）利用軟件方法抑制尖峰干擾 對于周期性干擾，可以采用編程進行時間濾波，也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣，從而有效地消除干擾。
（3）采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑制尖峰脈沖的影響 軟件：在定時器定時到之前，CPU訪問一次定時器，讓定時器重新開始計時，正常程序運行，該定時器不會產(chǎn)生溢出脈沖，watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現(xiàn)了“飛程序”，則CPU就不會在定時到之前訪問定時器，因而定時信號就會出現(xiàn)，從而引起系統(tǒng)復位中斷，保證智能儀器回到正常程序上來。
（4）實行電源分組供電，例如：將執(zhí)行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。
（6）采用隔離變壓器 考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模干擾能力。
（7）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效，它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉換成低電壓峰值（電壓峰值小于TTL電平）的電壓，但干擾脈沖的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。
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部份構成。雖然實際應用中的隔離器基本上都是由上述四個單元構成，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，下面的表格大致進行了歸納。

 

  低功耗：
  赫斯曼隔離器產(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、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據(jù)負載的大小動態(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)的負載設計是根據(jù)額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內(nèi)部，從而時儀表自身發(fā)熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在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用中又難以應付市場的復雜狀況。
2、隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產(chǎn)品技術指標的重要單元。
隔離技術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)品的技術指標而定。總的來講可以大致分為開關量信號采用光隔離，模擬量信號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術復雜，采用磁隔離技術，設計者可以根據(jù)技術指標采用合適的設計方案，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指標，設計人員可以調(diào)整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術指標。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、電流互感功率補償模式等，電流互感功率補償模式是相對來說功耗zui低的模式。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎，決定產(chǎn)品的性能。流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。