隔离转换器是一种电子元件，用于实现电气信号的隔离与转换，确保输入、输出及电源三者之间的电气隔离，最大可隔离交流电压1500V。其核心功能在于通过绝缘材料或磁性环提升隔离度，防止强电信号干扰，同时将现场直流电流或电压信号转换为用户所需的标准信号。
该设备采用变压器自感耦合机制和串联电容机制工作：输入交流电经整流滤波转为直流电，通过功率开关管周期性通断控制变压器能量存储，将直流电压转换为高频方波电压，再经变压器升压或降压及整流滤波后输出稳定的直流电压或电流。这一过程通过光耦电气隔离反馈控制，确保输出电压或电流的稳定性。
一、核心隔离单元
隔离器件
光耦（Optocoupler）：
通过光信号传递实现输入与输出的电气隔离，常用于信号隔离和低速开关电源。
优点：成本低、体积小；缺点：响应速度较慢，不适合高频信号。
变压器（Transformer）：
利用电磁感应原理传递能量或信号，常见于电源隔离模块（如AC/DC、DC/DC变换器）。
优点：支持高频、大功率；缺点：体积较大，不适用于低压模拟信号。
电容耦合或电感耦合：
通过电容或电感传递信号，实现低频信号的隔离（如医疗仪器中的微弱信号隔离）。
优点：无磁滞损耗；缺点：需配合调制解调电路，且容抗易受环境影响。
绝缘材料
用于包裹隔离器件（如变压器线圈间的绝缘漆、光耦芯片的封装材料），确保输入与输出之间耐压达标（如2.5kV~5kV隔离电压）。
二、信号处理与转换单元
输入调理电路
对输入信号进行滤波、放大或衰减，匹配隔离器件的输入要求。例如：
电阻分压网络（用于电压信号）
电流检测电阻（用于电流信号）
低通滤波器（抑制高频噪声）
输出驱动电路
将隔离后的信号转换为负载所需的形式，例如：
推挽输出电路（驱动继电器或数字负载）
电压/电流转换电路（如4-20mA电流环输出）
功率放大级（驱动高阻抗负载）
调制解调模块（仅部分类型需要）
功能：将信号转换为适合隔离器件传输的形式（如频率调制、脉冲调制），并在输出端解调还原信号。
应用：电容耦合隔离、电感耦合隔离或高速光耦隔离系统。
三、电源与辅助电路
电源模块
为隔离转换器自身提供工作电压（如5V、12V、24V），可能包含：
稳压电路（LDO或DC-DC变换器）
滤波电容（减少电源噪声）
隔离电源设计：某些高精度隔离转换器采用独立的隔离电源（如双绕组变压器），避免输入输出共地干扰。
保护电路
过流保护：TVS二极管、保险丝或限流电阻，防止输出过载。
过压保护：齐纳二极管或压敏电阻，限制输入/输出电压峰值。
极性反接保护：二极管或MOSFET开关，防止误接线损坏器件。
四、结构与封装
机械结构
外壳：金属或塑料封装，提供物理防护和电磁屏蔽（如DIN导轨安装、PCB焊接式）。
散热设计：散热片、导热胶或灌封材料（如硅凝胶），用于高功率型号的散热。
接口部分
输入/输出端子：螺丝端子、插拔式连接器或PCB引脚，便于连接外部信号源和负载。
指示灯与状态反馈：LED灯指示工作状态（如电源正常、信号连通、故障报警）。
五、特殊功能模块
滤波与EMI抑制
输入/输出端的共模扼流圈、磁珠或π型滤波器，抑制电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）。
校准与补偿
电位器或软件校准接口，用于调整信号增益、偏移量或线性度（如0.1%精度的信号隔离器）。
通信接口
部分智能隔离转换器集成RS-485、CAN、Modbus等通信接口，支持多设备组网和远程配置。
