아이솔레이터의 필요성

 

아이솔레이터란 계장 관계에서는 신호 절연기를 가리키고 입력 신호와 출력 신호 사이를 직류적으로 절연하는 기능(수 10MΩ 이상/500V DC 정도)을 가진 것입니다. 또한, 최근의 일반적인 아이솔레이터는 입력 신호와 전원 사이 및 출력 신호와 전원 사이도 절연되어 있기 때문에 이를 3방향(3포트) 절연 기능이라고도 합니다.

아이솔레이터는 계장 시스템 중에서 ①신호의 회전 방지, ②기기의 보호, ③노이즈의 영향의 저감, ④다른 메이커 기기 간의 신호 교차점의 분계 등 의 목적으로 널리 이용되고 있습니다.

여기에서는, 아이솔레이터의 필요성(효과)에 대해서, 상기 ①에서의 사례를 들어 설명합니다. 또한 아이솔레이터의 기능이 신호 변환기나 리모트 I/O 기기에 내장되어 있는 경우에도 동등한 효과가 있습니다.

 

회전 방지 대책(1)

 

그림 1 은 동일 신호(4~20mA DC) 입력을 가진 2대의 계기를 직렬 접속하여 사용하는 예입니다.

하나의 소스에서 동일한 신호를 두 개의 계기 1, 2에 입력하는 경우 종종 이러한 연결 방법을 사용합니다. 여기서, 어느 한쪽의 계기에서 입력이 플로팅(직류적으로 접지되어 있지 않은 상태)이 되어 있으면 문제는 없습니다. 그러나, 만약 2대 모두 마이너스 단자측이 접지되었다고 하면(입력 신호의 대지간 전위를 안정시킬 목적으로, 이러한 접속이 행해지는 경우가 많습니다), 그림 1 중에 나타내는 것과 같은 등가 회로가 되어, 접지를 통해 전류의 회전이 일어납니다. 그 결과, 하류측의 계기(2)의 입력이 바이패스된 상태가 되어, 계기(2)에 신호가 입력되지 않게 되어 버립니다.

 

위의 현상은 신호 소스와 두 계기 또는 두 계기 사이에 절연체를 삽입하여 신호를 DC 절연으로 피할 수 있습니다 ( 그림 2 참조).

 

회전 방지 대책(2)

 

다음 예는 두 개의 신호 소스가 있고 다채널 입력이 있는 장치(예: PLC 또는 PC 입력 보드)에 연결하는 경우입니다( 그림 3 참조). No. 1ch의 회로에서는 전례와 같이 다른 계기 A가 직렬로 접속되어 있습니다. 또, 2개의 신호원의 마이너스 단자측은 접지되어, 동 전위가 되고 있습니다.

여기서, No.1ch와 No.2ch의 입력 회로가 각각 독립하고, 마이너스측의 단자가 서로 절연되어 있으면 문제는 없습니다. 그러나, 다채널의 입력을 가지는 기기의 경우, 각 입력의 마이너스 단자가, 모두 공통의 전위(커먼)가 되도록 위선과 같이 내부 접속되어 있는 것이 적지 않습니다. 그 경우에는 그림 3 에 나타낸 등가회로와 같이 되어 전류의 회전이 일어나서 No. 1ch의 회로에 연결된 계기 A로의 신호가 바이패스되어 버립니다.

상기의 현상은, 전례와 같이 No. 1ch인가 No. 2ch의 어느 한쪽, 혹은 양쪽의 회로에 아이솔레이터를 삽입하면 회피할 수 있는 것을 용이하게 알 수 있을 것입니다. 이 예제와 같은 다중 채널 입력 장치에서 상호 채널 간의 절연을 채널 간 절연이라고 할 수 있습니다.

 

엠지의 다채널 입력 리모트 I/O 유니트 R5시리즈 에는 채널간 아이솔레이션 기능이 표준 장착되어 있습니다.

 

 

출처: 엠지 홈페이지