隔离滤波器英文解释翻译、隔离滤波器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 separation filter
分词翻译:
隔离的英语翻译:
insulate; quarantine; close off; keep apart; segregate; insulation
【计】 buffering; shielding
【医】 detention; isolate; isolation; segregation; sequester; sequestration
滤波器的英语翻译:
filter; rejector
【化】 filter
专业解析
隔离滤波器(Isolation Filter)是一种特殊的电子滤波器,其主要功能是在两个电路系统之间传递特定频率的信号或电能,同时阻止直流分量和低频干扰的通过,并实现电气隔离(Galvanic Isolation)。在中文中,“隔离”强调其电气隔离特性,“滤波”则突出其频率选择功能。其核心价值在于提升系统安全性、抑制噪声干扰并确保信号完整性。
详细解释:
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术语定义与核心功能 (Term Definition & Core Function)
- 电气隔离 (Galvanic Isolation): 这是隔离滤波器最核心的特征。它意味着输入侧和输出侧的电路在直流电气路径上是完全断开的,没有直接的导体连接。这通常通过电磁耦合(如变压器)、光电耦合(光耦)或电容耦合来实现。其主要目的是:
- 安全保护: 防止一侧电路的高电压或故障电流危及另一侧电路及操作人员,在医疗设备、工业控制中尤为重要。
- 接地环路消除: 断开不同接地点之间的直流路径,消除因地电位差引起的噪声电流(接地环路噪声)。
- 电平转换: 允许不同参考地电位或不同工作电压的电路之间进行信号或能量传输。
- 滤波 (Filtering): 在实现电气隔离的同时,隔离滤波器也具备频率选择功能。它允许特定频率范围(通常是高频信号或开关电源的工作频率)的信号或能量高效通过,同时抑制或衰减直流分量、低频干扰(如50/60Hz工频噪声)以及高频噪声。这确保了所需信号的纯净传输。
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工作原理 (Working Principle)
隔离滤波器的工作原理结合了隔离元件(变压器、光耦、电容)和滤波网络(电感、电容):
- 基于变压器的隔离滤波器: 最常见于电源领域(如开关电源的输入/输出滤波)。变压器通过磁耦合传递交流能量,其初级和次级线圈的物理隔离实现了电气隔离。在变压器前后通常加入共模电感(Common Mode Choke)和X/Y电容,分别用于抑制共模噪声(存在于输入/输出线与地之间)和差模噪声(存在于输入/输出线之间)。这种组合既能传递高频开关能量,又能有效滤除传导电磁干扰(EMI)。
- 基于光耦/电容的数字隔离滤波器: 常用于信号隔离传输。光耦利用发光二极管(LED)和光敏晶体管通过光信号传递信息;电容隔离器则利用高压电容耦合高频信号。它们本身只传递交流变化量(即信号),阻挡直流。为了进一步滤除信号线上的高频噪声,常在隔离器前后增加RC或LC滤波网络。
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关键应用场景 (Key Applications)
- 开关电源 (SMPS): 输入端的EMI滤波器通常包含隔离变压器(如果涉及安全隔离)和滤波元件,用于满足电磁兼容性(EMC)标准并防止电网干扰传入设备,同时保护电网免受设备噪声污染。
- 医疗电子设备: 病人监护设备(如心电图机ECG)必须使用高等级的隔离滤波器(如带隔离的DC-DC模块和信号隔离放大器),确保病人与市电完全隔离,防止微电击风险。
- 工业自动化与通信: 在嘈杂的工业环境中,用于传感器信号采集(如热电偶、应变片)、PLC I/O模块、现场总线(如RS-485, CAN)接口,提供噪声抑制和电气隔离保护。
- 测试测量设备: 示波器、数据采集卡的输入前端可能采用隔离放大器或隔离探头,保护仪器和被测设备,并提高测量精度。
权威参考来源:
- IEEE Standards Association: 定义了电气安全、电磁兼容等方面的标准(如IEEE C62.41, IEC 60601-1),这些标准强制或推荐在相关设备中使用隔离技术。这些标准文档是理解隔离滤波器安全要求的权威依据。 [来源:IEEE Xplore Digital Library]
- National Instruments (NI) - White Papers & Tutorials: NI 提供了大量关于测量系统噪声抑制、信号调理和隔离技术的技术文档和应用指南,内容详实且具有工程实践指导意义。 [来源:National Instruments 官网 - ni.com]
- Analog Devices (ADI) - Application Notes & Technical Articles: ADI 作为领先的模拟芯片制造商,其官网提供了大量关于隔离放大器、隔离式Σ-Δ调制器、iCoupler数字隔离器等技术的深入应用笔记和文章,详细阐述了隔离和滤波的设计原理与实现。 [来源:Analog Devices 官网 - analog.com]
- 医疗设备安全标准 (IEC 60601-1): 该国际标准详细规定了医疗电气设备的基本安全和基本性能要求,其中对患者隔离(包括应用部分隔离)有严格规定,是医疗设备中隔离滤波器设计的核心依据。相关解读和应用指南可在标准组织或认证机构网站找到。 [来源:International Electrotechnical Commission - iec.ch]
网络扩展解释
隔离滤波器是一种结合滤波与电气隔离功能的电子器件,主要用于抑制信号或电源中的干扰,同时阻断不同电路之间的直接电气连接,以提升系统安全性和抗干扰能力。以下是详细解析:
一、核心定义
隔离滤波器通过滤波电路(如电容、电感组合)滤除特定频率的干扰信号,并利用隔离元件(如变压器、光耦)阻断电路间的直接电流路径,实现信号或能量的“纯净”传输。其核心目标包括:
- 滤除噪声:抑制高频干扰或低频纹波。
- 电气隔离:防止地线环路、电压浪涌等对敏感设备的损害。
二、工作原理
- 滤波部分
- 通过LC电路(电感-电容)或RC电路(电阻-电容)形成频率选择网络,衰减干扰信号。例如,低通滤波器可滤除高频噪声,保留有用低频信号。
- 隔离部分
- 采用磁隔离(如变压器)或光隔离(如光耦),阻断共模噪声和地线电流,同时传递有效信号或电能。
三、典型应用场景
- 工业电源系统:隔离电网谐波,保护精密仪器。
- 医疗设备:防止患者与设备间的漏电流风险。
- 通信系统:减少信号传输中的串扰和电磁干扰(EMI)。
四、常见类型
类型 |
特点 |
电源隔离滤波器 |
集成EMI滤波与隔离变压器,用于净化电源输入。 |
信号隔离滤波器 |
结合光耦与滤波电路,适用于高频信号传输(如CAN总线)。 |
五、设计考量
- 频率范围:需根据干扰频段选择滤波参数(如截止频率)。
- 隔离电压:根据系统安全要求确定(如医疗设备需数千伏隔离)。
- 损耗控制:平衡滤波效果与信号/能量传输效率。
如需进一步了解滤波器分类(如巴特沃斯滤波器特性),可参考通信百科等专业资料。
分类
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