Isolatorer

Isolatorer er komponenter, der bruges til at overføre signaler på tværs af to dele af et kredsløb, som skal forblive elektrisk adskilt af sikkerhedsmæssige, støjmæssige eller funktionelle årsager. Denne elektriske adskillelse – kaldet galvanisk isolation – forhindrer strømgennemgang, mens data- eller kontrolsignaler stadig kan passere. Isolatorer er især vigtige i højspændte eller støjende miljøer, som f.eks. industriel automatisering, motorstyringssystemer eller medicinsk elektronik. Isolatorer er enheder på signalniveau, som muliggør sikker kommunikation mellem delsystemer uden direkte elektrisk kontakt.

Der findes to primære typer isolatorer: optiske isolatorer (også kendt som optokoblere) og digitale isolatorer. Optiske isolatorer bruger lys til at overføre information på tværs af en isolationsbarriere. En typisk optokobler består af en LED på indgangssiden og en fototransistor, fotodiode, SCR eller Triac på udgangssiden. Når der løber strøm gennem LED'en, udsender den lys, der aktiverer udgangskomponenten, så signalet kan gengives på den isolerede side. Optokoblere bruges i vid udstrækning i applikationer, der kræver moderat hastighed og højspændingsisolering – f.eks. mikrocontroller-interfaces, SMPS (switch mode power supply) feedback-loops eller PLC-inputmoduler. De er populære på grund af deres enkelhed og fremragende immunitet over for elektrisk støj.

Digitale isolatorer er derimod ikke afhængige af lys. I stedet bruger de typisk kapacitiv eller magnetisk kobling til at overføre digitale signaler på tværs af isolationsbarrieren. Disse isolatorer giver flere fordele i forhold til optokoblere, herunder højere datahastigheder, lavere strømforbrug, bedre temperaturstabilitet og længere levetid, da de undgår ældning af LED'er. Digitale isolatorer er særligt velegnede til højhastighedskommunikationsgrænseflader som SPI, I²C eller UART, hvor timing og signalintegritet er kritisk. De kan dog være mere følsomme over for visse typer forbigående interferens, afhængigt af design og anvendelse.

Valget mellem en optisk og en digital isolator afhænger af flere faktorer: signaltype (analog eller digital), hastighed, krav til spændingsisolering, miljøforhold og forventninger til pålidelighed. For eksempel kan optokoblere stadig være at foretrække i analoge højspændingsfeedback-stier på grund af deres robuste støjimmunitet, mens digitale isolatorer måske er bedre egnet til hurtige, kompakte digitale systemer med lavt strømforbrug.