​什么是隔离变压器？– 其构造、工作和应用

什么是隔离变压器？– 其构造、工作和应用

PART1.什么是隔离变压器？

变压器是用于在不改变频率的情况下将一种形式的交流电能转换为另一种形式的交流电能的电机。隔离变压器是一种用于将隔离的交流电传输到装置或设备以实现安全、保护或减少谐波和瞬态电压浪涌的变压器。它基于电流隔离在受电设备和电源之间提供隔离，其中电源和受电设备之间没有导电路径。

隔离变压器用于安全目的，也用于减少瞬态和谐波。它提供电流隔离。这意味着源和负载之间不存在导电路径。因此，它可以保护设备免受电击并减少敏感设备中的电噪声。

它还用于连接两个不允许物理连接的电路。绝缘变压器可以用作升压变压器或降压变压器。一般情况下，隔离变压器不用来改变电量值。因此，大多数情况下，隔离变压器的匝数比为1。这意味着初级绕组的匝数与次级绕组的匝数相同，并且使得初级和次级电压值相等。

隔离变压器不允许将直流分量从一个电路传递到另一电路。但它允许通过交流分量。此外，专门设计的隔离变压器可以阻止接地环路造成的干扰。隔离变压器用于保护敏感设备，例如；计算机、实验室仪器和医疗设备。

PART2.隔离变压器的工作原理

隔离变压器只不过是一个变压比为 1:1 的简单变压器。电源与初级绕组连接，需要保护的负载或电路与次级绕组连接。

隔离变压器用于减少电源瞬变。在电源方面，产生供应峰值的原因有很多，例如：闪电、开关或负载突然变化。该尖峰将电压电平从几伏增加到数千伏。通常，电压波形中的尖峰持续时间非常短（~3 ns）。如果这个峰值到达负载，可能会损坏设备。因此，有必要降低尖峰水平。

为此，在设备和电源之间使用隔离变压器。让我们假设，电源线上产生高压高电流尖峰。并且这个尖峰穿过隔离变压器的初级绕组。由于电感的作用，初级绕组不允许电流突然变化。

由于波形中的尖峰，电流增加并导致通量增加。它增加了次级的电压。由于变压器的电感性质，它将阻止尖峰在次级再现。对电流的反对将与电流变化的速度成正比。

尖峰包含电压和电流的快速变化。因此，次级电路中的尖峰大大减少，避免了对负载设备的不良影响，如上面的波形所示。

隔离变压器如何作为安全装置发挥作用？

隔离变压器用作安全装置，因为它避免了电源和设备之间的直接连接。要了解其工作原理，请考虑下图。

在第一张图中，当人触摸带电端子时，会有漏电流流过身体。那人感到震惊。

在第二张图中，隔离变压器连接到电源。在这种情况下，如果人接触隔离变压器的次级端子，人不会被触电。因为漏电流没有路径流动，无法通过人体接地。

在第三张图中，返回路径显示为电容式或直接式。如果存在电容耦合，该人可能会感受到来自带电导体的轻微电击。当器具主体连接到导体时使用电容耦合。并且身体和地面之间没有物理联系。

PART3.应用领域

下面列出了隔离变压器的应用。

小尺寸隔离变压器用于脉冲电路中的隔离。为了安全起见，在负载条件下使用变比为1:1的隔离变压器（作为电源变压器）。电气隔离对于医疗设备和一些特殊标准设备是必要的。在这种情况下，隔离变压器与设备连接。隔离变压器用于减少电路中的谐波和瞬态。它还用于在电源和设备之间提供电气隔离。它还用于安全地排除故障和测试电气和电子元件，而无需接触电路的带电部分，从而防止电击和危险电压，