摘要
与传统的光电耦合器比较，Avago 的新款 ACE Q100 级光电耦合器，即 ACPL-K4xT / ACPL-K7xT 系列，具有显着较低的LED 驱动电流，然后减少了体系的功耗。此外，共同的扩展型外表贴装套件还减少了光耦的引脚和体积，一起加大了绝缘空隙和爬电间隔，然后提高了额外绝缘电压。ACPL-K4xT//K7xT 系列的数字光电耦合器可广泛使用于 IPM驱动器、CAN 总线接口和 HEV、PHEV 和 EV 体系内离散的数字信号阻隔方面。
简介
由于轿车体系选用的电子和电气元件数量日益增多，使体系变得更简单遭到瞬变电路和短路影响，因而有必要采纳额外的维护以避免危害要害的体系。 这在一台电动马达驱动混合动力轿车或全电动轿车时就显得特别重要。在这种情况下，高达几百伏的高电压就可能会被引进到动力体系中。此外，除了高压功率转化之外，像 CAN(操控局域网)网络之类的数据通讯子体系也有必要加以维护，以使高电压无法馈穿 ECU(发动机操控单元)、BMS(电池办理体系)、温控体系等其他子体系。文中附有一些接口电路示例图，说明晰光电耦合器怎么使用于这些范畴的原理。
可靠性高
历经 35 年以上的改善，LED 以精深的制作工艺铸就深沉优势。 Avago 使用这一经历为许多商场供给了可靠性高的 LED 光电耦合器，广泛使用于工业、军事和太空等范畴。可靠性的要害之处在于 Avago 为完成轿车 ACE Q100级功能而开发的 LED 加工技能。
Avago 光电耦合器在温度为 150°C 和 LED 驱动电流为 20mA 的条件下经过了应力测验。电流传输比 (CTR) 的参数与 LED 的光输出量成正比。CTR-时刻图，如图 1[1] 所示，可用来间接丈量 LED 在整个生命周期内的退化率。正如图中所示，应力测验 5000 小时后几乎没有退化。根据这一丈量即可猜测揣度，其轿车使用中的作业寿数将长达100 多年。
表 1. 低 LED 驱动电流
图 1. LED 在 150°C 下经过 5000 小时应力测验的高功能
低功耗
相关于具有竞争力的光耦合器，Avago 数字光电耦合器除了延伸作业寿数之外，还明显降低了 LED 驱动电流(参见表 1)。例如，1Mbps(不归零编码)功能型 ACPL-K43T / ACPL-K44T 系列光电耦合器[2] 具有三种典型的额外驱动电流：0.8mA、1.5mA 和 10mA 装备。此外，Avago 的高速 CMOS 光电耦合器系列 ACPL-K72T/75T 仅需 4mA 驱动电平。这种相对较低的电平有利于体系规划，由于无需额外的电流缓冲器经过微操控器的输出引脚来直接驱动LED。
让我们用ACPL-K43T 作为示例来探求一下真实的功耗。确认功耗的体系情况如下：50% 占空比 (DC) 时输入 LED电流为 1.5mA，输出上拉电阻 10kW，输出电源电压为 5V：
补白：Pi = 输入功率，Po = 输出功率，IF = LED 正向电流，VF = LED 正向电压，ICCL = 输出低电流，%&&&&&%CH = 输出高电流， VCC= 输出供电电压。
经过上拉电阻耗费额外的功率：
扩展的绝缘电压
图 2. 扩展型 SO-8 封装
电气安全阻隔是全球各大监管组织关于高压体系的要求。光电耦合器不仅是传输操控信号的要害性阻隔元件，并且还供给低压电路与高压设备之间的高度阻隔。光电耦合器有必要契合 IEC 60747-5-5、DIN/EN 60747-5-2 和 UL 1577等通用半导体元件的电气安全规范。恰当的光电耦合器可按设备安全要求进行挑选。
作业电压、装置类别和绝缘等级均为挑选光电耦合器所需的一些要害的额外设备安全参数。根据工业、家庭、作业和 IT 设备的安全规范，AC 线路电压供电的电气设备一般需求加强的绝缘等级。除了额外绝缘电压之外，某些设备安全规范还专门归入外部空隙、爬电间隔和绝缘间隔(DTI，也简称为内部空隙)以及相对漏电起痕指数(CTI) 等根本绝缘参数。表 2 示有选用 SO-5 和扩展型 SO-8 封装的 Avago 数字光电耦合器绝缘参数，而图 2 则标明晰扩展型 SO-8 套件物理方面的参数。
表 2. 光耦绝缘参数
SSO-8 套件能将外部爬电间隔和电气空隙增至 8 毫米以上，并具有高达 1140VPEAK 的最大作业绝缘电压 。 为了完成较高的电池组电压和变频器总线电压运转，SSO-8 套件可供给更多的绝缘空间。例如，设备安全规范 IEC 60950 [3]，《绝缘技能设备(包含电子商务设备)的安全》提出了有关爬电间隔和电气空隙的要求。表 3 中的参阅数据标明在 2 级污染、IIIa 族资料(针对 ACPL-K43T 光电耦合器)和 II 类装置的情况下，200Vdc 和 400Vdc 的作业电压要求不同的空隙和爬电间隔。因而，像 ACPL-M43T 这样的一个光电耦合器十分适合于 200V 电池体系，而 ACPL-K44T则适合于 400V 电池体系。
表 3. 绝缘空隙和爬电间隔的 IEC 60950 规范
在一辆传统汽油发动机车内，低电压 (12V) 电池使用底盘作为其地线，这意味着电流通路实际上是经过车身传输的。在电动车中，一般有两种电压体系：高电压和低电压。 EV 中的高压电池及其相连的设备是一个浮载体系，彻底电气阻隔于底盘和低压体系之外。事实上，像电机变频器和电池充电器等一些设备在检测到漏电流超越对底盘预设的阈值水平常就会停止作业。通讯总线(如 CAN 总线)将一个信号从低压体系供电的操控器传输至各种高压设备。每个模块的首要接口点如图 3 所示，光电耦合器在各点被用来供给阻隔鸿沟，以保证没有漏电流聚集到底盘。 光电耦合器首要使用于电动车内的 IPM 驱动逆变器、CAN 总线阻隔和 SPI 阻隔这三大方面。
