De plus en plus présente dans différents domaines tels que l'aéronautique, l'automobile ou encore le secteur médical, l'isolation galvanique est un procédé visant à garantir la sécurité et les performances des systèmes électroniques. Cet article propose de se pencher sur cette technologie prometteuse et d'en comprendre les fondamentaux.
Qu'est-ce que l'isolation galvanique ?
Il s'agit d'un étage tampon entre deux circuits électroniques qui permet d'éviter les problèmes de couplage de masse. Ainsi, il contribue à prévenir les parasites électromagnétiques ou les différences de potentiel entre deux éléments interconnectés. Le principe de base de cette technologie consiste à créer une séparation totale entre les circuits primaire et secondaire pour assurer une isolation galvanique parfaite.
Fonctionnement de l'isolation galvanique
Pour réaliser une isolation galvanique, il est nécessaire de créer un lien sans contact direct entre deux parties d'un même circuit ou de deux circuits distincts. Plusieurs méthodes peuvent être employées :
- la méthode optique, avec l'utilisation de photocoupleurs (ou optocoupleurs) comportant une diode électroluminescente (LED) et une photodiode;
- la méthode magnétique, avec l'utilisation de transformateurs assurant l'isolation électrique et le transfert d'énergie entre les deux parties;
- la méthode capacitive, avec l'utilisation de condensateurs pour assurer le couplage entre les circuits et bloquer la transmission du courant continu.
Les avantages de l'isolation galvanique
Bénéficiant d'une mise en œuvre aisée et d'une grande fiabilité, l'isolation galvanique présente plusieurs avantages reconnus :
- une meilleure qualité des signaux, grâce à la réduction des perturbations électromagnétiques et des transitions bruitées;
- un niveau de sécurité renforcé, en protégeant les équipements et les opérateurs contre les surtensions ou les différences de potentiel dangereuses;
- une longévité accrue des dispositifs électroniques, par la limitation des effets néfastes dus aux interférences et aux phénomènes d'électromigration.
Domaines d'application de l'isolation galvanique
Le secteur automobile
L'isolation galvanique trouve naturellement sa place dans le domaine de l'automobile, notamment pour la gestion des batteries de véhicules électriques. Par exemple, le capteur de courant CAB 1500 de Lem répond aux exigences de mesure de la charge des batteries de véhicules électriques grâce à l'intégration d'options d'isolation galvanique.
L'aéronautique et le spatial
Dans des secteurs exigeants tels que l'aéronautique et le spatial, l'isolation galvanique est essentielle pour garantir la fiabilité des systèmes électroniques embarqués soumis à des contraintes sévères. Elle participe notamment à l'amélioration de la précision des mesures et à la réduction du bruit dans les capteurs utilisés sur ces types d'applications.
Le secteur médical
La protection des patients et du personnel soignant contre les risques électriques est une priorité absolue dans le milieu médical. Ainsi, l'intégration d'un isolement galvanique tel que celui proposé par le LTM2894 de Linear Technology Corporation, permet de sécuriser les interfaces USB utilisées dans des environnements sensibles où une protection contre les tensions élevées est requise.
Le domaine audio
L'isolation galvanique peut également contribuer à améliorer la qualité d'écoute en limitant les phénomènes de distorsion ou de bruit parasite. Par exemple, installer une isolation galvanique sur le port USB d'un ordinateur, associé à un bon DAC USB externe, peut avoir un intérêt certain dans le cadre d'une utilisation audiophile avec des enceintes ou un casque haut de gamme.
Au-delà de ses avantages intrinsèques, l'isolation galvanique représente une véritable avancée technologique permettant de répondre aux exigences croissantes en termes de sécurité et de performance dans divers domaines d'application. Elle s'impose désormais comme une solution incontournable pour pérenniser et optimiser les systèmes électroniques modernes.
Sources
- https://www.actutem.com/le-capteur-de-courant-cab-1500-de-lem-repond-aux-exigences-de-mesure-de-la-charge-des-batteries-de-vehicules-electriques/
- https://www.elektormagazine.fr/news/circuit-integre-de-commande-de-grille-avec-isolation-galvanique
- https://www.on-mag.fr/index.php/topaudio/actualites-news/16710-ifi-audio-igalvanic-3-0-pour-usb-audio-une-idee-audiophile-pas-si-fumeuse-que-ca
- https://www.lelectronique.com/actualite/news-emetteur-recepteur-umodule-usb-pour-la-protection-des-systemes-avec-un-isolement-galvanique-de-7500veff-4592.html
- https://www.zdnet.fr/actualites/chine-electrocutee-par-son-iphone-en-charge-apple-lance-une-enquete-39792442.htm