一种能够在输入与输出之间实现完全的电气隔离,同时又精确地传输模拟信号的专用放大器件。
隔离电压放大器(驱动器)的用途
明明两个设备的输出和输入电平是匹配的,为啥接在一起却无法正常工作?
为什么我把其中一台设备改为电池供电结果这样互相驱动又可以工作了?
如果您遇到了这两个问题,那么您可能需要一个隔离放大器为您服务了。那么什么是隔离放大器呢?它存在的意义又是什么呢?
![]() |
隔离放大器是一种能够在输入与输出之间实现完全的电气隔离,同时又精确地传输模拟信号的专用放大器件。它通过电磁、光电或电容耦合等隔离方式,切断输入和输出电路之间的直接(直流)电气连接,但又能将输入端的直流信号准确的传输到输出端的放大器。与单纯的直流隔离模块完全去掉直流分量不同,这种放大器(简称IA)既能原汁原味的传递包括直流偏置在内的信号,又可以阻断因为两套设备地线之间因为电势不同带来的噪声、甚至是高压差和地环路干扰。在运作于强干扰环境中、或者有高电压、高安全性要求的电子系统中扮演着不可替代的角色。
![]() |
隔离放大器内部原理框图
在工业自动化与测控领域,隔离放大器是保证测量稳定可靠的关键。工业现场环境复杂,变频器、电机、接触器等设备工作起来都会产生强烈的电磁干扰和地线电位漂移。这就导致了不同设备之间出现了地电位差。这极其容易形成地环路电流,导致信号失真、漂移,甚至损坏接口。例如在电机电流监测、温度变送器信号采集、PLC 模拟量输入等应用中,隔离放大器能够有效抑制共模干扰,消除地环路影响,让微弱的传感器信号准确、稳定地传输到控制系统,避免误动作和测量误差。
在电力电子与高压设备中,隔离放大器的作用更加关键。高压逆变器、UPS 电源、电池管理系统(BMS)、电网监测设备等,需要在高共模电压下检测电流、电压波形。普通运算放大器无法承受高压,也无法隔离强干扰,而隔离放大器可在数千伏隔离电压下安全工作,实现高压侧信号与低压控制系统的隔离传输,既保证采样精度,又保护后端控制芯片不被击穿,提升设备安全性与稳定性。
医疗电子是对安全与精度要求极高的领域,隔离放大器更是必不可少。在心电监护仪、血氧仪、脑电图机、生理信号采集设备中,患者身体直接连接测量电路,必须严格防止高压漏电流对人体造成电击风险。隔离放大器提供高的隔离耐压和极低的漏电流,既能精准提取毫伏级甚至微伏级的微弱生理信号,又能确保患者与高压电路完全安全隔离,满足医疗相关的安规标准。
在高精度仪器仪表、模拟信号远距离传输和多通道数据采集系统中,隔离放大器同样发挥重要作用。它能减少通道间串扰,抑制环境噪声,提高系统信噪比,保证测量结果准确可靠。在工业总线、模拟量输出模块中,它还能实现不同电位系统之间的信号匹配与隔离,避免干扰相互耦合。在电子行业,通常将增益为1也就是0dB增益的放大器,但是输出电流能力较强的放大器特别地称为驱动器,以便更加强调其仅仅是单纯增强输出能力的特点。
大恒生产的TBLISD隔离放大器集电气安全、噪声抑制、信号保真、抗干扰、电位隔离等功能于一体,虽然增益为1(0dB),但是同时具有同向(增益1)和反向(增益-1)输出两种相位关系。
![]() |
输出存在两种相位关系可选
输出驱动能力达到正负20mA,输出动态范围和输入动态范围高达正负12V。而这一切仅需在一根USB3.0电缆的供电下即可完成。电路输出和输出峰值隔离电压可达1kV,持续隔离电压也有200V,带宽可达100Khz。
![]() |
隔离器通过开关键控调制的方式,将原本低频甚至直流的模拟信号加载在一个480MHz的载波上,这样高频交变讯号就能很简单的通过电磁隔离通道而抵达接收端,再由接收端解调回原信号。同时,为了确保输出能力,之后加了一级缓冲放大器,确保输出驱动能力能达到正负20mA。这些参数足够一般实验电路搭建使用。
若您正被放大系统中地线内乱窜的噪声所困扰,可以点击下方图片跳转至大恒光电网上商城—隔离驱动器栏目,了解详情。