Ein Sicherheitstransformator liefert Kleinspannung und trennt den versorgten Stromkreis sicher vom Netz, um vor elektrischem Schlag zu schützen. Seine Ausgangsspannung beträgt höchsten...
Wie lässt sich eine galvanische Trennung bei Kleinspannungen realisieren?
Antwort vomBei Kleinspannungen trennst du die Stromversorgung mit einem isolierten Wandler oder Transformator, Signale mit geeigneten Trennbausteinen galvanisch.
Entscheidend ist, ob du Energie oder nur Informationen übertragen möchtest. Galvanische Trennung bedeutet, dass zwischen den beiden Stromkreisen keine elektrisch leitende Verbindung besteht.
Passende Lösung auswählen
| Aufgabe | Geeignete Lösung |
|---|---|
| Gleichspannungsversorgung trennen | Galvanisch getrennter DC/DC-Wandler, passend zu Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Leistungsbedarf |
| Wechselspannungsversorgung trennen | Transformator mit getrennten Primär- und Sekundärwicklungen |
| Ein/Aus-Signal übertragen | Optokoppler oder Relais |
| Analoges Messsignal übertragen | Trennverstärker beziehungsweise Signaltrenner, passend zum Signaltyp |
Diese Verfahren ermöglichen die Übertragung über eine Isolationsbarriere. Bei analogen Signalen sind auch Geräte mit zusätzlicher Trennung der Hilfsversorgung erhältlich, sogenannte Drei-Wege-Trenner.
Praktische Umsetzung und typische Fehler
Beispiel: Soll ein Messkreis aus einer vorhandenen 24-V-Gleichspannungsversorgung gespeist werden, aber eine eigene Masse erhalten, eignet sich ein isolierter 24-V-auf-24-V-DC/DC-Wandler. Die Spannung muss sich also nicht ändern, um eine galvanische Trennung zu erreichen. Ein gewöhnlicher Spannungswandler ohne ausgewiesene Isolation genügt dafür nicht.
Verbinde anschließend die Eingangsmasse nicht wieder mit der Ausgangsmasse. Prüfe außerdem sämtliche Signal-, Masse- und Erdungsverbindungen: Eine zusätzliche leitende Verbindung zwischen den Stromkreisen würde die Trennung überbrücken. Nur die Versorgung zu trennen reicht deshalb nicht, wenn eine Signalleitung beide Massen wieder verbindet.
Soll die Trennung dem Personenschutz dienen, reicht die Angabe „galvanisch getrennt“ allein nicht als Auswahlkriterium. Dafür müssen die Isolationsdaten und die Anforderungen an die sichere elektrische Trennung zur Anwendung passen, beispielsweise bei einer SELV-Versorgung.
Quellen:
- Galvanische Trennung, Deutsche Gesellschaft für EMV-Technologie
- Galvanisch getrennter DC/DC-Wandler: Massepotenziale sicher trennen, ICS Schneider Messtechnik
- Trenntransformatoren, Weiss Elektrotechnik
- Signalwandler/-trenner ACT20M-AI-AO-E-S, Weidmüller
- EtherCAT P: Versorgung über SELV-/PELV-Stromkreise, Beckhoff
Kategorie: Technik Unterkategorien: Elektronik
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