一、什么是隔離變壓器

隔離變壓器是一種具備特殊電氣結(jié)構(gòu)的變壓器，其核心特征是輸入繞組（初級線圈）與輸出繞組（次級線圈）之間無直接電氣連接，僅通過磁場實現(xiàn)能量傳遞，從而達成電路的電氣隔離。

這種設(shè)計的核心目的是保障人員安全——當人員偶然觸及輸出端帶電體時，由于原副邊無直接導電通路，可避免形成對地觸電回路，降低觸電風險。同時，隔離變壓器具備高絕緣強度，能有效隔離不同電路的電位差，抑制共模干擾，其變比通常設(shè)定為1:1（即輸出電壓與輸入電壓基本一致，僅實現(xiàn)隔離功能；也可根據(jù)需求設(shè)計非1:1變比，兼顧電壓轉(zhuǎn)換）。

二、隔離變壓器的主要作用

1、安全保護功能

這是隔離變壓器的核心安全性能。通過原副邊的電氣隔離，它能切斷輸入側(cè)（電網(wǎng)）與輸出側(cè)（設(shè)備/負載）的直接導電通路，避免人員因誤觸輸出端帶電體而發(fā)生觸電事故；同時，可防止輸入側(cè)電網(wǎng)的故障電流（如短路電流）直接傳導至輸出側(cè)設(shè)備，減少設(shè)備因外部電路故障受損的風險，間接延長設(shè)備使用壽命，降低維修成本。

2、抗干擾與電源凈化功能

電子設(shè)備（如精密儀器、控制系統(tǒng)）對電源穩(wěn)定性要求極高，電網(wǎng)中的諧波、高頻噪聲、電壓驟變等干擾會嚴重影響其運行精度甚至導致故障。隔離變壓器通過原副邊的磁場耦合傳遞能量，可有效隔離輸入側(cè)的共模干擾、差模干擾及電源噪聲，阻斷干擾信號從電網(wǎng)向設(shè)備的傳導路徑，為輸出側(cè)設(shè)備提供純凈、穩(wěn)定的電源環(huán)境，提升設(shè)備運行的穩(wěn)定性與可靠性。

3、輔助防雷與濾波作用

隔離變壓器的繞組絕緣結(jié)構(gòu)能抑制電源線中的高頻噪聲和尖峰脈沖（如電網(wǎng)瞬間過電壓），具備基礎(chǔ)濾波效果；在防雷系統(tǒng)中，它可與浪涌保護器（SPD）配合使用——通過改變電路系統(tǒng)阻抗、阻斷部分浪涌電流的傳導路徑，輔助增強整體抗浪涌能力。

三、隔離變壓器工作原理

隔離變壓器的核心原理與普通變壓器一致，均基于電磁感應(yīng)定律，但通過“原副邊無電氣連接”的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)隔離功能，具體流程如下：

1、電磁感應(yīng)基礎(chǔ)

隔離變壓器的核心部件包括初級線圈（接輸入電源）、次級線圈（接負載）和鐵芯（傳遞磁場）。當交流電流通入初級線圈時，電流的周期性變化會在其周圍產(chǎn)生交變磁場，該磁場通過鐵芯（高導磁材料）高效傳遞至次級線圈，為能量傳遞提供基礎(chǔ)。

2、電氣隔離的實現(xiàn)

初級線圈與次級線圈之間僅通過鐵芯的磁場耦合傳遞能量，無任何導線直接連接（即“無電氣通路”）。這種結(jié)構(gòu)從物理上切斷了輸入側(cè)與輸出側(cè)的直接電流傳導，確保即使輸入側(cè)出現(xiàn)漏電、短路等故障，也不會直接影響輸出側(cè)電路，從而實現(xiàn)安全隔離。

3、磁通量耦合

當電流通過初級線圈時，產(chǎn)生的交變磁場經(jīng)鐵芯集中后，會穿過次級線圈的繞組，形成“磁通量耦合”——這是原副邊能量傳遞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鐵芯的高導磁特性可減少磁場損耗，確保大部分磁通量能作用于次級線圈，提升能量傳遞效率。

4、感應(yīng)電動勢生成

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：當穿過次級線圈的磁通量隨時間變化時，次級線圈兩端會感應(yīng)出交變電壓（即“感應(yīng)電動勢”）。感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化率、次級線圈匝數(shù)成正比，為輸出側(cè)負載提供電能。

5、電壓轉(zhuǎn)換（可選功能）

通過調(diào)整初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比，隔離變壓器可實現(xiàn)電壓的升降：若初級匝數(shù)多于次級匝數(shù)，輸出電壓會低于輸入電壓（降壓）；若初級匝數(shù)少于次級匝數(shù)，輸出電壓會高于輸入電壓（升壓）。日常場景中常見的1:1隔離變壓器，僅保留隔離功能，不改變電壓大小；非1:1型號則可同時滿足隔離與電壓適配需求（如為低壓設(shè)備提供適配電源）。