Trennschaltverstärker

Der Trennschaltverstärker

Ein Trennschaltverstärker oder Trennverstärker verhindert die elektrische Leitung zwischen zwei Stromkreisen, die aber Leistung oder Signale untereinander austauschen sollen. Es geht bei diesem Messverstärker um die sogenannte galvanische Trennung. Zum Beispiel kann ein explosionsgefährdeter Bereich von einem nicht explosionsgefährdeten Bereich sicher abgetrennt werden. Man spricht auch von einem Isolationsverstärker. Dabei geht es nicht zwingend um eine Spannungsverstärkung. Es kann zu einer sehr gewünschten Signalverstärkung kommen.

Wie funktionieren Trennschaltverstärker?

Es handelt sich um eine Schaltung mit Sende- und Empfangsteil. Sender und Empfänger arbeiten auf unterschiedlichen Potentialen, der Sender auf dem Messpotenzial. Während die Stromversorgung galvanisch über einen Transformator getrennt wird, erfolgt die Übertragung elektrisch isoliert. Die dafür erforderliche galvanische Trennung des gesamten Systems mit der gewünschten Signalübertragung kann über verschiedene Methoden der Kopplung erreicht werden.

Bei der induktiven Kopplung wird die elektromagnetische Induktion zur Signalübertragung im Wege der Gegeninduktion genutzt. Eingesetzt wird eine Art Transformator, der aus zwei Spulen besteht.
Bei der kapazitiven Kopplung wird die gegenseitige elektrische Kapazität (Verträglichkeit) eingesetzt, um das Signal zu übertragen.

Die optoelektronische Kopplung über einen Optokoppler setzt auf die Übertragung von Gleichspannungssignalen über eine sogenannte Lichtleitung. Eine Sendediode leitet an einen Empfangstransistor.

Trennverstärker mit den verschiedenen Kopplungen werden in fertigen Baulementen verarbeitet.

Wo kommt ein Trennschaltverstärker zum Einsatz?

Trennschaltverstärker sind gut geeignet, um in sicherheitsrelevanten Bereichen eine galvanische Trennung bei gleichzeitiger Signalübertragung zur Steuerung zu erreichen, wie etwa in medizinischen Einrichtungen.

Welche Vor- und Nachteile haben Trennschaltverstärker?

Trennschaltverstärker gewährleisten die gewünschte galvanische Trennung zuverlässig. Das gilt jedoch nur, wenn das richtige Bauteil eingesetzt wird. Da es in manchen gefährlichen Bereichen auf diese Funktion deutlich ankommt, ist bei der Auswahl eines passenden Bauelements einiges zu beachten:

Die jeweiligen Versorgungsspannungen und Betriebsfrequenzen spielen zusammen mit weiteren elektrischen Spezifikationen eine wichtige Rolle für die Funktion des Bauteils. Sie sind der Produktbeschreibung zu entnehmen. Auch weitere verschiedene Ausstattungsmerkmale und Spezifikationen können für bei der Wahl des richtigen Bauteils bedeutsam sein. Manchmal sollte der Trennschaltverstärker beispielsweise über eine Software aus der Ferne zu konfigurieren sein, weil seine Einbauumgebung einen direkten Kontakt zum Bauelement verbietet. Eine Vorauswahl sollte auch die Größe und Aufbaubreite des jeweiligen Gerätes berücksichtigen.

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