概述

傳統光耦合器使用 LED 和光電二極管來提供隔離。基于 LED 的光耦合器通過了 IEC 60747-5-5 認證，該標準是一項國際光耦合器標準，自 2007 年起開始適用。當前 (2.0) 版本的更新于 2020 年發布。

TI 的新型光耦仿真器采用二氧化硅 (SiO₂) 隔離技術來提供隔離。因此，光耦仿真器和數字隔離器通過了另一項標準 (IEC 60747-17) 認證，該標準于 2020 年 9 月成為國際數字隔離器標準。

與光耦合器標準 (IEC 60747-5-5) 相比，新的數字隔離器標準 (IEC 60747-17) 具有許多更嚴格且更詳細的測試要求。光耦仿真器和數字隔離器按照能夠全面了解器件性能和功能的標準進行評估。

IEC 60747-17 與 IEC 60747-5-5 概覽

圖 1 概括比較了數字隔離器標準 (IEC 60747-17) 和光耦合器標準 (IEC 60747-5-5)。有關 IEC 60747-17 規范的更多信息，請參閱 [常見問題解答] 高壓隔離參數。

最大脈沖電壓 (V_IMP)

為了區分油中與空氣中的隔離性能，IEC 60747-17 規定同時在油中 (V_IOSM) 和空氣中 (V_IMP) 測試數字隔離器的隔離性能。而光耦合器標準 IEC 60747-5-5 并未規定這兩個參數。

在油中測試器件時，不存在封裝兩端出現電弧的可能性。如果不在空氣中 (V_IMP) 進行測試，則無法準確地表示應用中的隔離性能。數字隔離器規范為空氣隔離測試定義了 V_IMP，為油中的隔離測試定義了 V_IOSM。而光耦合器規范只規定了 V_IOSM，并未規定器件是在空氣中還是在油中進行測試。

在油中測試器件時，不存在封裝兩端出現電弧的可能性。如果不在空氣中 (V_IMP) 進行測試，則無法準確地表示應用中的隔離性能。數字隔離器規范為空氣隔離測試定義了 V_IMP，為油中的隔離測試定義了 V_IOSM。光耦合器規范只規定了 V_IOSM，并未規定器件是在空氣中還是在油中進行測試。

IEC 60747-17 將 V_IMP 定義為一項優勢，方便客戶了解數字隔離器的系統性能。有關 V_IMP 和其他 IEC 60747-17 相關規范，請參閱數據表的絕緣規范 部分；有關 V_IMP 的更多信息，請參閱 [常見問題解答] 什么是最大脈沖電壓 (VIMP)。

以下各節展示了這兩項標準之間的主要差異：

局部放電測試（生產測試）：方法 B 測試

數字隔離器和光耦仿真器的局部放電測試使用方法 b 測試進行。方法 b1 測試波形示例如圖 2 所示，該示例由 IEC 60747-17 標準定義。其中 V1 是進行漏電測試的電壓，V2 是進行局部放電測試的電壓。

隔離參數測試在生產中按照方法 B 測試進行。數字隔離器件測試在生產中按照以下步驟進行。

• 在 1.2 × V_IOTM 下進行一秒的測試，然后在 1.875 × V_IORM 下進行一秒的測試。
  • 光耦合器僅指定在 1.875 × V_IORM 下進行一秒的測試。
• 例如，對于隔離額定值為 3.75kV_RMS 的隔離器，測試條件為：
  • 增強型隔離器在 6.36 kV_PK 交流 50Hz 和 60Hz 下進行測試，然后在 1.33 kV_PK 交流 50Hz 或 60Hz 下進行測試。
• 光耦合器只需在 1.875 × V_IORM 下進行測試，無初始應力電壓電平 (V_ini)，即在 1.2 × V_IOTM 下進行 1 秒的測試。

數字隔離器標準包含更嚴格的測試條件。

時間依賴性電介質擊穿 (TDDB) 測試

TDDB 測試用于確定與隔離器的電介質材料相關的預期壽命。通過在升高的溫度下在電介質上施加電場來加速 TDDB。

• TI 對數百個單元運行 TDDB 測試。
• 光耦合器標準不要求進行 TDDB 壽命測試。

有關 TDDB 測試方法的更多詳細信息，請參閱實現高質量和可靠的高壓信號隔離。

結論

由于通過了 IEC 60747-17 的嚴格測試，TI 對隔離柵的使用壽命、穩健性和可靠性充滿信心。與傳統光耦合器標準 IEC 60747-5-5 相比，IEC 60747-17 的附加規范還能提供器件性能和絕緣能力方面的信息。