Разделительный трансформатор — это трансформатор , используемый для передачи электроэнергии от источника переменного тока (AC) к некоторому оборудованию или устройству, при этом изолируя питаемое устройство от источника питания, как правило, в целях безопасности или для уменьшения переходных процессов и гармоник. [1] Разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую изоляцию ; между источником и нагрузкой нет токопроводящего пути. Эта изоляция используется для защиты от поражения электрическим током , для подавления электрических помех в чувствительных устройствах или для передачи мощности между двумя цепями, которые не должны быть соединены. Трансформатор, продаваемый для изоляции, часто изготавливается со специальной изоляцией между первичной и вторичной обмотками и рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое напряжение между обмотками.
Разделительные трансформаторы блокируют передачу постоянного тока в сигналах из одной цепи в другую, но пропускают переменный ток в сигналах. Трансформаторы, которые имеют отношение 1 к 1 между первичной и вторичной обмотками, часто используются для защиты вторичных цепей и людей от поражения электрическим током между находящимися под напряжением проводниками и заземлением. Соответствующим образом спроектированные разделительные трансформаторы блокируют помехи, вызванные контурами заземления . Разделительные трансформаторы с электростатическими экранами используются для источников питания для чувствительного оборудования, такого как компьютеры, медицинские приборы или лабораторные приборы.
Некоторые спецификации требуют, чтобы изолирующие трансформаторы были частью молниезащиты в цепях переменного тока. [2]
Иногда этот термин используется, чтобы подчеркнуть, что устройство не является автотрансформатором , первичные и вторичные цепи которого соединены. [3] Силовые трансформаторы с указанной изоляцией между первичной и вторичной обмотками обычно не описываются только как «изолирующие трансформаторы», если только это не является их основной функцией. Только трансформаторы, чьей основной целью является изоляция цепей, обычно описываются как изолирующие трансформаторы.
Разделительные трансформаторы разработаны с учетом емкостной связи между двумя обмотками. Емкость между первичной и вторичной обмотками также будет связывать переменный ток от первичной к вторичной. Заземленный экран Фарадея между первичной и вторичной обмотками значительно снижает связь синфазного шума. Это может быть другая обмотка или металлическая полоса, окружающая обмотку. Дифференциальный шум может магнитно связываться от первичной к вторичной обмотке разделительного трансформатора и должен быть отфильтрован в случае возникновения проблемы.
Некоторые небольшие трансформаторы используются для изоляции в импульсных цепях. [3] [4]
При тестировании и обслуживании электроники изолирующий трансформатор — это силовой трансформатор 1:1 (под нагрузкой), используемый для обеспечения безопасности. Без него открытый металл под напряжением в тестируемом устройстве находится под опасным напряжением относительно заземленных объектов, таких как радиатор отопления или заземляющий провод осциллографа (особая опасность для некоторого старого вакуумного оборудования с шасси под напряжением ). При использовании трансформатора, поскольку между вторичной и первичной обмотками трансформатора нет токопроводящего соединения, будет протекать только небольшой ток утечки, если открытый металл под напряжением подключен к земле.
Даже если используется изолирующий трансформатор, между компонентами изолированного устройства все равно могут присутствовать опасные напряжения. Таким образом, оператор все еще может подвергнуться воздействию смертельного напряжения, прикоснувшись к нескольким элементам в цепи. Изолирующий трансформатор обеспечивает максимальную защиту, когда устройство не заземлено. Подключение его к испытательному оборудованию, например, осциллографу или настольному мультиметру, может заземлить цепь.
Электрическая изоляция считается особенно важной для медицинского оборудования, и применяются специальные стандарты. Часто система должна быть дополнительно спроектирована так, чтобы условия неисправности не прерывали питание, а генерировали предупреждение. [5]
Разделительные трансформаторы также используются для питания устройств, не находящихся под потенциалом земли. Примером может служить трансформатор Остина для питания ламп предупреждения о препятствиях на радиоантеннах . Без разделительного трансформатора цепи освещения на мачте проводили бы радиочастотную энергию на землю через источник питания.