隔离变压器的工作原理基于电磁感应定律,它通常由两个或多个绕组组成,这些绕组在物理上隔离但通过磁场耦合。最基本的隔离变压器包含两个绕组:初级绕组和次级绕组。初级绕组连接到输入电源,而次级绕组提供给负载电源。这两个绕组通常绕在同一个闭合的磁芯上,但它们不直接电气连接。
当初级绕组接入交流电源时,电流流动产生变化的磁场。这个变化的磁场通过磁芯传递到次级绕组。根据法拉第电磁感应定律,变化的磁通量会在次级绕组中感应出电动势(电压)。这样,初级绕组的电能以磁能的形式通过耦合转换到次级绕组,并在次级绕组中重新以电能的形式呈现出来。
隔离变压器的电气隔离性能可以保护用户免受电击,减少接地故障的风险,并且可以防止故障电流通过设备。它广泛应用于医疗设备、实验室仪器、专业音频设备等需要高安全性和设备保护的领域。通过提供一个隔离的次级电路,隔离变压器确保了次级电路内的用户和设备不会直接接触到主电源电路,从而大大提高了安全性和设备保护。
此外,隔离变压器在频率较高的情况下,两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰,隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上,以减小两者之间的电容;也有采用原、副绕组同心放置的,但在绕组之间加置静电屏蔽,以获得高的抗干扰特性