Izolatoare

Izolatoarele sunt componente utilizate pentru a transmite semnale între două secțiuni ale unui circuit care trebuie să rămână separate pe plan electric din motive legate de siguranță, imunitate la zgomot sau funcționalitate. Această separare electrică – numită izolare galvanică – împiedică fluxul de curent, permițând în același timp trecerea semnalelor de date sau de control. Izolatoarele sunt deosebit de importante în medii de înaltă tensiune sau zgomotoase, cum ar fi automatizarea industrială, sistemele de control al motoarelor sau electronica medicală. Izolatoarele sunt dispozitive la nivel de semnal care facilitează comunicarea sigură între subsisteme fără contact electric direct.

Există două tipuri principale de izolatoare: izolatoare optice (cunoscute și sub denumirea de optocuploare) și izolatoare digitale. Izolatoarele optice utilizează lumina pentru a transmite informații printr-o barieră de izolare. Un optocuplor tipic constă dintr-un led pe partea de intrare și un fototranzistor, o fotodiodă, SCR sau Triac pe partea de ieșire. Atunci când curentul trece prin led, acesta emite lumină, care activează componenta de ieșire, permițând reproducerea semnalului pe partea izolată. Optocuploarele sunt utilizate pe scară largă în aplicații care necesită viteză moderată și izolare de înaltă tensiune – cum ar fi interfețele microcontrolerului, buclele de reacție SMPS (sursă de alimentare în modul de comutație) sau modulele de intrare PLC. Acestea sunt preferate pentru simplitatea lor și pentru imunitatea excelentă la zgomotul electric.

Izolatoarele digitale, pe de altă parte, nu se bazează pe lumină. În schimb, acestea folosesc de obicei cuplajul capacitiv sau magnetic pentru a transmite semnale digitale prin bariera de izolare. Aceste izolatoare oferă mai multe avantaje față de optocuploare, inclusiv viteze mai mari de transfer de date, consum redus de energie, stabilitate mai bună la temperatură și durată de viață mai lungă, deoarece nu se confruntă cu îmbătrânirea ledurilor. Izolatoarele digitale sunt potrivite în special pentru interfețele de comunicație de mare viteză precum SPI, I²C sau UART, unde sincronizarea și integritatea semnalului sunt critice. Cu toate acestea, ele pot fi mai sensibile la anumite tipuri de interferențe tranzitorii, în funcție de design și de aplicație.

Alegerea între un izolator optic și unul digital depinde de mai mulți factori: tipul semnalului (analogic sau digital), viteza, cerințele de izolare a tensiunii, condițiile de mediu și așteptările privind fiabilitatea. De exemplu, optocuploarele ar putea fi în continuare preferate pentru traseele de reacție analogice de înaltă tensiune datorită imunității lor robuste la zgomot, în timp ce izolatoarele digitale ar putea fi mai potrivite pentru sistemele digitale rapide, compacte și cu consum redus de energie.