關于汽車級光電耦合器中使用高性能LED的問題

本白皮書討論了在汽車級光電耦合器中使用高性能LED的問題。高性能LED的使用證明了光耦合器可以處理汽車1級應用。本文還概述了Avago的最新產品組合，這些產品可以應對更高的溫度和更低的價格需求。

抽象的

光耦合器處理汽車1級應用的關鍵推動因素之一是使用超高性能LED。LED光輸出下降不到0.2 /°C，有助于達到高溫規格并改善LED設計和制造。結合包裝設計，這已顯示出非?？煽康男阅?。根據一些15歲汽車的任務概況，在高度加速的連續工作壽命壓力條件下，這相當于大約2000小時。在承受5000小時的壓力后，電流傳輸比下降不到10，系統設計人員可以適應這些變化，從而覆蓋汽車超過35年的使用壽命。

電動機驅動系統中的光耦合器

介紹

石油價格的迅速上漲推動了高能效混合動力汽車（HEV）的增長成為汽車行業的中心?；旌蟿恿ζ囍惺褂玫?a href="http://www.qd573.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓電池需要絕緣和隔離。在當前的混合動力設計中，已經選擇了光耦合器來完成這項任務。圖1顯示了在HEV的電動機驅動系統中放置光耦合器的示例。

盡管Avago Technologies的汽車光耦合器是隔離產品系列的最新成員，但Avago光耦合器已經以工業級產品的形式成功用于混合動力汽車項目近十年。在當今市場上，它已不足以滿足所有新興的汽車隔離應用，尤其是在要求高達125°C的高環境溫度下長期可靠運行的應用中。

LED改進

光耦合器的主要部件由光電檢測器IC和LED組成。在實踐中，有時只需很少或不做任何設計更改就可以重新認證光電檢測器，以用于高溫汽車用途。但是，LED需要更仔細的考慮。一些競爭者甚至客戶可能會對在如此高的環境溫度下使用LED表示擔憂或偏見。這種觀點中的某些觀點可能是由于長時間在高環境溫度下使用后，LED可能遭受光輸出顯著下降的潛在影響。這里的關鍵操作詞是：潛力。自從LED問世以來，LED設計和工藝的持續快速發展導致LED的固有老化性能出現巨大差異。

如圖2所示，LED可靠性在各個領域都取得了長足的進步。更高的LED內部量子效率，更好的LED光提取以及光通道效率的提高，使得能夠降低輸入驅動電流（IF）的要求。通過設計低正向電壓（VF）LED，Avago可以降低輸入功率（IF x VF），以減少LED產生的熱量。良好的電流分布LED設計將改善LED內的電流分布，從而進一步改善固有壽命。

發光二極管的改進總結

通過更好的設備和持續的工藝優化，可以消除LED的制造缺陷。自推出Avago的光耦合器以來，這些改進工作已經進行了35年以上。

LED光輸出的溫度系數

LED的亮度與溫度成負系數。為了能夠處理超過+105°C（汽車1級和2級）的環境溫度，低溫漂移在最大程度地減少參數溫度漂移方面具有顯著優勢。用于Avago汽車級光電耦合器的LED在+125°C時通常下降<20％，而商用（消費級和通用工業）紅外LED通常在+125°C時下降高達60％（圖3） ）。由于這超出了商用LED的建議溫度范圍，因此確實突出了重要的一點，即只有特殊設計的用于高溫工作的LED才能用于汽車級光耦合器。

高環境溫度下LED的歸一化光輸出

由于光輸出的漂移很小，因此LEDforward電壓的負溫度系數會有所緩解。例如，在3.3 V系統中，這將產生10％的補償效果，從而導致整體漂移<10％。

編輯：hfy