在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式。但对于光耦反馈的各种连接方式及其区别，目前尚未见到比较深入的研究。而且在很多场合下，由于...
用于汽车级光耦合器的 LED
接线图
2023年08月24日 18:23 256
admin
光耦合器处理汽车 1 级应用的关键推动因素之一是使用非常高性能的 LED。LED 光输出下降小于 0.2 /°C，有助于实现高温规格以及 LED 设计和制造的改进。再加上封装设计，这已经证明了非常可靠的性能。根据一些车龄 15 年的汽车的任务概况，这相当于在高度加速的连续工作寿命压力条件下大约 2000 小时。经过 5000 小时的应力后，电流传输比下降小于 10，系统设计人员可以适应这种变化，以覆盖汽车超过 35 年的使用寿命。
电机驱动系统中的光耦合器
介绍
石油价格的快速上涨推动了节能混合动力汽车（HEV）的发展，成为汽车行业的焦点。混合动力汽车中使用的高压电池需要绝缘和隔离。在当前的混合设计中，已选择光耦合器来完成此任务。图 1 显示了光耦合器在 HEV 电机驱动系统中的位置示例。
尽管 Avago Technologies 的汽车光耦合器是隔离产品组合中的最新成员，但 Avago 光耦合器已成功用于混合动力汽车项目近十年，尽管是以工业级产品的形式。在当今市场中，它已不足以满足所有新兴汽车隔离应用的需求，特别是需要在高达 125 °C 的高环境温度下长期可靠运行的应用。
LED 改进
光耦合器的主要部件由光电探测器 IC 和 LED 组成。在实践中，光电探测器有时可以重新获得高温汽车使用资格，而只需很少或无需进行设计更改。然而，LED 需要更仔细的考虑。一些竞争对手甚至客户可能会对在如此高的环境温度下使用 LED 表示担忧或偏见。这种观点有一定的根据，因为 LED 在高温环境下长时间使用后可能会出现光输出显着下降的情况。这里的关键词是：潜力。自LED问世以来，LED设计和加工的持续快速发展导致LED的固有老化性能出现巨大差异。
LED 可靠性在各个领域都取得了显着进步，如图 2 所示。更高的 LED 内部量子效率、更好的 LED 光提取以及光通道效率的改进，使得输入驱动电流 (IF) 要求得以降低。通过设计低正向电压 (VF) LED，Avago 可以降低输入功率 (IF x VF)，以减少 LED 中产生的热量。良好的电流扩散 LED 设计将改善 LED 内的电流分布，从而进一步延长其固有寿命。
发光二极管的改进总结
通过更好的设备和持续的工艺优化，消除了 LED 制造缺陷。自 Avago 光耦合器推出以来，这些改进工作已经持续了 35 年多。
LED光输出温度系数
LED 的亮度与温度呈负系数。为了能够处理超过 +105 °C（汽车 1 级和 2 级）的环境温度，低温漂移在最小化参数温度漂移方面具有显着优势。用于 Avago 的汽车级光耦合器的 LED 在 +125 °C 时通常会下降 < 20%，而商用（消费级和通用工业）红外 LED 在 +125 °C 时通常会下降高达 60%（图 3） ）。由于这超出了商用 LED 的建议温度范围，因此它确实凸显了只有专门设计用于高温操作的 LED 才能用于汽车级光耦合器的重要性。
高环境温度下 LED 的归一化光输出
由于光输出漂移较低，LED 正向电压的负温度系数在一定程度上缓解了这一问题。例如，在 3.3 V 系统中，这将产生 10% 的补偿效果，导致总体漂移 < 10%。
电机驱动系统中的光耦合器介绍
石油价格的快速上涨推动了节能混合动力汽车（HEV）的发展，成为汽车行业的焦点。混合动力汽车中使用的高压电池需要绝缘和隔离。在当前的混合设计中，已选择光耦合器来完成此任务。图 1 显示了光耦合器在 HEV 电机驱动系统中的位置示例。
尽管 Avago Technologies 的汽车光耦合器是隔离产品组合中的最新成员，但 Avago 光耦合器已成功用于混合动力汽车项目近十年，尽管是以工业级产品的形式。在当今市场中，它已不足以满足所有新兴汽车隔离应用的需求，特别是需要在高达 125 °C 的高环境温度下长期可靠运行的应用。
LED 改进
光耦合器的主要部件由光电探测器 IC 和 LED 组成。在实践中，光电探测器有时可以重新获得高温汽车使用资格，而只需很少或无需进行设计更改。然而，LED 需要更仔细的考虑。一些竞争对手甚至客户可能会对在如此高的环境温度下使用 LED 表示担忧或偏见。这种观点有一定的根据，因为 LED 在高温环境下长时间使用后可能会出现光输出显着下降的情况。这里的关键词是：潜力。自LED问世以来，LED设计和加工的持续快速发展导致LED的固有老化性能出现巨大差异。
LED 可靠性在各个领域都取得了显着进步，如图 2 所示。更高的 LED 内部量子效率、更好的 LED 光提取以及光通道效率的改进，使得输入驱动电流 (IF) 要求得以降低。通过设计低正向电压 (VF) LED，Avago 可以降低输入功率 (IF x VF)，以减少 LED 中产生的热量。良好的电流扩散 LED 设计将改善 LED 内的电流分布，从而进一步延长其固有寿命。
发光二极管的改进总结通过更好的设备和持续的工艺优化，消除了 LED 制造缺陷。自 Avago 光耦合器推出以来，这些改进工作已经持续了 35 年多。
LED光输出温度系数
LED 的亮度与温度呈负系数。为了能够处理超过 +105 °C（汽车 1 级和 2 级）的环境温度，低温漂移在最小化参数温度漂移方面具有显着优势。用于 Avago 的汽车级光耦合器的 LED 在 +125 °C 时通常会下降 < 20%，而商用（消费级和通用工业）红外 LED 在 +125 °C 时通常会下降高达 60%（图 3） ）。由于这超出了商用 LED 的建议温度范围，因此它确实凸显了只有专门设计用于高温操作的 LED 才能用于汽车级光耦合器的重要性。
高环境温度下 LED 的归一化光输出由于光输出漂移较低，LED 正向电压的负温度系数在一定程度上缓解了这一问题。例如，在 3.3 V 系统中，这将产生 10% 的补偿效果，导致总体漂移 < 10%。
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