Simulace vybraných metod galvanického oddělení v prostředí PSpice

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá srovnáním tří metod galvanického oddělení signálů pomocí nelineárních i lineárních optočlenů a oddělovacích transformátorů. V prostředí OrCAD/PSpice byly pro každou prezentovanou metodu vytvořeny parametrizované modely umožňující pokročilé časové, frekvenční i stejnosměrné analýzy. Dosažené výsledky ukazují, že nelineární fototranzistorové optočleny jsou vhodné především pro přenos digitálních impulsů, lineární optočleny se zpětnou vazbou umožňují přesné galvanické oddělení analogových veličin a transformátory nabízejí nejširší přenosové pásmo, jehož využití závisí na kvalitě magnetické vazby a parazitních parametrech vinutí. V rámci práce byla vytvořena knihovna vzorových modelů, které demonstrují zvolené metody galvanického oddělení a usnadňují návrh spolehlivých elektronických obvodů.

This bachelor’s thesis deals with a comparison of three methods for galvanic isolation of signals using both nonlinear and linear optocouplers as well as isolation transformers. In the OrCAD/PSpice environment, parameterized models were created for each method, enabling advanced transient, frequency-domain, and DC analyses. The results show that nonlinear phototransistor optocouplers are particularly suitable for transmitting digital pulses; linear, feedback-controlled optocouplers allow precise galvanic isolation of analog quantities; and transformers offer the widest transmission bandwidth, the effective use of which depends on the quality of the magnetic coupling and the parasitic parameters of the windings. As part of the work, a library of reference models was developed to demonstrate the selected galvanic isolation methods and to facilitate the design of reliable electronic circuits.