絶縁トランス

絶縁トランスは、通常は安全上の理由や過渡現象および高調波の低減のために、受電装置を電源から絶縁しながら交流 (AC) 電源から何らかの機器または装置に電力を伝送するために使用されるトランスです。[ 1 ]絶縁トランス^はガルバニック絶縁を提供します。つまり、電源と負荷の間に導電経路が存在しません。この絶縁は、感電から保護したり、敏感な装置の電気ノイズを抑制したり、接続してはならない 2 つの回路間で電力を伝送したりするために使用されます。絶縁用に販売されているトランスは、一次側と二次側の間に特殊な絶縁が施されていることが多く、巻線間の高電圧に耐えられるように指定されています。

絶縁トランスは、信号の DC 成分が 1 つの回路から別の回路に伝送されるのをブロックしますが、信号の AC 成分は通過させます。一次巻線と二次巻線の比率が 1 対 1 のトランスは、通電導体とアース間の感電から二次回路と人を保護するためによく使用されます。適切に設計された絶縁トランスは、グランド ループによる干渉をブロックします。静電シールド付きの絶縁トランスは、コンピューター、医療機器、実験器具などの敏感な機器の電源に使用されます。

いくつかの仕様では、AC回路の雷保護に絶縁トランスの使用が要求されています。^[2]

この用語は、デバイスが一次回路と二次回路が接続されているオートトランスではないことを強調するために使用されることがあります。 ^[3]一次と二次の間に指定された絶縁を備えた電力トランスは、これが主な機能でない限り、通常「絶縁トランス」としてのみ説明されることはありません。主な目的が回路を絶縁することであるトランスのみが、通常、絶縁トランスとして説明されます。

絶縁トランスは、2 つの巻線間の容量結合に注意して設計されています。一次巻線と二次巻線間の容量は、一次巻線から二次巻線への AC 電流も結合します。一次巻線と二次巻線の間に接地されたファラデー シールドは、コモン モード ノイズの結合を大幅に削減します。これは、別の巻線または巻線を囲む金属ストリップである可能性があります。差動ノイズは、絶縁トランスの一次巻線から二次巻線に磁気結合することがあり、問題が発生した場合は フィルターで除去する必要があります。

小型変圧器はパルス回路の絶縁に使用されます。^{[3] [4]}

電子機器のテストやサービスにおいて、絶縁トランスは安全のために使用される 1:1 (負荷時) 電力トランスです。絶縁トランスがないと、テスト中のデバイスの露出した通電金属は、加熱ラジエーターやオシロスコープの接地リード線などの接地された物体に対して危険な電圧になります (通電シャーシを備えた一部の古い真空管機器では特に危険です)。トランスを使用すると、トランスの二次側と一次側の間に導電接続がないため、露出した通電金属がアースに接続されている場合は、わずかな漏れ電流が流れるだけです。

絶縁トランスを使用した場合でも、絶縁されたデバイスのコンポーネント間には危険な電圧が存在する可能性があります。そのため、回路内の複数の要素に触れることで、オペレータが致命的な電圧にさらされる可能性があります。絶縁トランスは、デバイスが接地されていない場合に最大限の保護を提供します。オシロスコープやベンチトップ マルチメータなどのテスト機器に接続すると、回路が接地される可能性があります。

医療機器では電気的絶縁が特に重要と考えられており、特別な基準が適用されます。多くの場合、システムは、障害状態が電力を中断せず、警告を生成するようにさらに設計する必要があります。^[5]

絶縁トランスは、接地電位ではないデバイスへの電源供給にも使用されます。一例として、ラジオアンテナマストの航空交通障害警告灯の電源供給に使用されるオースティントランスが挙げられます。絶縁トランスがないと、マストの照明回路は電源を介して無線周波数エネルギーを接地に伝導します。

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