Isolatorer

Isolatorer er komponenter som brukes til å overføre signaler over to seksjoner av en krets som må være elektrisk separert av sikkerhets-, støy- eller funksjonsmessige årsaker. Denne elektriske separasjonen – kalt galvanisk skille – forhindrer strømføring, samtidig som data- eller styringssignaler er i stand til å passere gjennom. Isolatorer er spesielt viktige i høyspente eller støyende omgivelser, for eksempel industriell automasjon, motorstyringssystemer eller medisinsk elektronikk. Isolatorer er signalnivåenheter som muliggjør sikker kommunikasjon mellom delsystemer uten noen direkte elektrisk kontakt.

Det finnes to hovedtyper isolatorer: optiske isolatorer (også kjent som optokoblere) og digitale isolatorer. Optiske isolatorer bruker lys til å overføre informasjon over en isolasjonsbarriere. En typisk optokobler består av en LED på inngangssiden og en fototransistor, fotodiode, SCR eller Triac på utgangssiden. Når strøm flyter gjennom LED-en, emitterer den lys som aktiverer utgangskomponenten, noe som gjør at signalet kan reproduseres på den isolerte siden. Optokoblere er mye brukt i utrustninger som krever moderat hastighet og høyspent isolasjon – for eksempel mikrokontrollergrensesnitt, SMPS-tilbakekoblingssløyfer (SMPS – switch mode power supply – ikke-lineær strømforsyning) eller PLS-inngangsmoduler. De er foretrukket for sin enkelhet og utmerkede immunitet mot elektrisk støy.

Digitale isolatorer er imidlertid ikke avhengige av lys. I stedet bruker de vanligvis kapasitiv eller magnetisk kobling til å overføre digitale signaler over isolasjonsbarrieren. Disse isolatorene gir flere fordeler sammenlignet med optokoblere, for eksempel høyere datahastigheter, lavere strømforbruk, bedre temperaturstabilitet og lengre levetid siden de unngår LED-aldring. Digitale isolatorer er spesielt godt egnet for høyhastighets kommunikasjonsgrensesnitt, for eksempel SPI, I²C eller UART, der timing og signalintegritet er avgjørende. De kan imidlertid være mer følsomme for visse typer transient interferens, avhengig av konstruksjon og bruk.

Valget mellom en optisk eller digital isolator avhenger av flere faktorer: signaltype (analog eller digital), hastighet, krav til spenningsisolasjon, miljøforhold og forventninger til pålitelighet. For eksempel kan optokoblere fortsatt være å foretrekke i høyspente analoge tilbakekoblingsbaner på grunn av deres robuste støyimmunitet, mens digitale isolatorer kan være bedre egnet for raske og kompakte digitale systemer med lavt strømforbruk.