Isolateurs

Les isolateurs sont des composants utilisés afin de transmettre des signaux sur deux sections d'un circuit devant rester électriquement séparées pour des raisons de sécurité, d'immunité au bruit ou de fonctionnalités. Cette séparation électrique — appelée isolation galvanique — prévient le passage du courant tout en permettant le passage des données ou des signaux de contrôle. Les isolateurs sont particulièrement importants dans les environnements à haute tension ou bruyants, tels que l'automatisation industrielle, les systèmes de commande moteur ou l'électronique médicale. Les isolateurs sont des dispositifs de niveau de signal qui facilitent une communication sûre entre les sous-systèmes sans contact électrique direct.

Il existe deux principaux types d'isolateurs : les isolateurs optiques (également appelés photocoupleurs) et les isolateurs numériques. Les isolateurs optiques utilisent la lumière afin de transmettre des informations à travers une barrière galvanique. Un photocoupleur typique se compose d'une LED côté entrée et d'un phototransistor, d'une photodiode, d'un thyristor ou d'un triac côté sortie. Lorsque le courant traverse la LED, il émet une lumière qui active le composant de sortie, ce qui permet au signal d'être reproduit sur le côté isolé. Les photocoupleurs sont largement utilisés dans les applications nécessitant une vitesse modérée et une isolation haute tension, telles que les interfaces de microcontrôleur, les boucles de rétroaction SMPS (alimentation à découpage) ou les modules d'entrée PLC. Ils sont appréciés pour leur simplicité et leur excellente immunité au bruit électrique.

Les isolateurs numériques, en revanche, ne dépendent pas de la lumière. En revanche, ils utilisent généralement un couplage capacitif ou magnétique pour transmettre des signaux numériques à travers la barrière galvanique. Ces isolateurs offrent plusieurs avantages par rapport aux photocoupleurs, notamment des débits de données plus élevés, une consommation d'énergie plus basse, une meilleure stabilité en température et une durée de vie plus longue, puisqu'ils évitent le vieillissement des LED. Les isolateurs numériques sont particulièrement adaptés aux interfaces de communication haut débit telles que SPI, I²C ou UART, où la synchronisation et l'intégrité du signal sont essentielles. Cependant, ils peuvent être plus sensibles à certains types d’interférences transitoires, selon la conception et l’application.

Le choix entre un isolateur optique et un isolateur numérique dépend de plusieurs facteurs : type de signal (analogique ou numérique), vitesse, exigences d'isolation de tension, conditions environnementales et attentes en matière de fiabilité. Par exemple, les photocoupleurs peuvent encore être préférés dans les chemins de rétroaction analogiques haute tension en raison de leur robuste immunité au bruit, tandis que les isolateurs numériques peuvent être mieux adaptés aux systèmes numériques rapides, compacts et basse consommation.