Leválasztók

A leválasztóeszközök vagy röviden csak leválasztók olyan alkatrészek, amelyeket akkor használnak, ha a jeleket az áramkör olyan szakaszai között kell egyikből a másikba átvinni, amelyeket biztonsági, zajvédelmi vagy funkcionális okok miatt villamosan el kell szigetelni egymástól. Ez a villamos leválasztás – az úgynevezett galvanikus leválasztás – megakadályozza az áram folyását, miközben az adatokat és a vezérlőjeleket átengedi. A leválasztók különösen fontosak nagyfeszültségű és zajos környezetben, például az ipari automatizálásban, a villanymotor-vezérlő rendszerekben és az orvosi elektronikában. A leválasztók olyan jelátviteli eszközök, amelyek közvetlen villamos érintkezés nélkül teszik lehetővé az alrendszerek közötti biztonságos jelátvitelt.

A leválasztóknak két fő típusa van: az optikai leválasztók (más néven optocsatolók) és a digitális leválasztók. Az optikai leválasztók fény segítségével viszik át az adatokat egy leválasztógáton keresztül. Egy jellegzetes optocsatoló a bemeneti oldalon egy LED-ből, a kimeneti oldalon pedig egy fototranzisztorból, fotodiódából, vezérelt szilícium egyenirányítóból (SCR, silicon controlled rectifier) vagy triakból áll. Amikor áram folyik át rajta, a LED fényt bocsát ki, amely működteti a kimeneti oldalon lévő alkatrészt, lehetővé téve a jel visszaállítását a leválasztott oldalon. Az optocsatolókat széles körben használják a mérsékelt átviteli sebességet és nagyfeszültségű szigetelést igénylő felhasználási területeken – például mikrovezérlő-illesztőkben, kapcsolóüzemű tápegységek (SMPS, switch mode power supply) visszacsatoló hurkaiban és PLC-k bemeneti moduljaiban. Egyszerűségük és kiváló villamos zajvédelmük miatt kedvelik őket.

A digitális leválasztók viszont nem fényt használnak a digitális jeleknek a leválasztógáton való átvitelére, hanem jellemzően kapacitív vagy mágneses csatolást. Ezeknek a leválasztóknak számos előnyük van az optocsatolókkal szemben, többek között a nagyobb adatátviteli sebesség, a kisebb fogyasztás, a jobb hőmérsékleti stabilitás és a hosszabb élettartam, mivel kiküszöbölik a LED-ek öregedése jelentette problémákat. A digitális leválasztók különösen alkalmasak nagy sebességű kommunikációs illesztőkhöz, például SPI-, I²C- és UART-illesztőkhöz, ahol nagyon fontos az időzítés és a jelépség. A kialakítástól és a felhasználási területtől függően azonban bizonyos típusú átmeneti zavarokra érzékenyebbek lehetnek, mint az optocsatolók.

Az optikai és a digitális leválasztó közötti választás több tényezőtől függ. Ilyen a jel típusa (analóg vagy digitális), az átviteli sebesség, a feszültségleválasztási követelmények, a környezeti feltételek és a megbízhatósági elvárások. Az optocsatolókat továbbra is előnyben részesítik például a nagyfeszültségű analóg visszacsatolási útvonalakban, mivel erős a zajvédelmük, míg a digitális leválasztók alkalmasabbak lehetnek a gyors, kis méretű és kisfeszültségű digitális rendszerekhez.