芝识课堂【分立半导体】——电路中的“无声英雄”：光学器件（中）

光学器件

在上期的芝识课堂中，我们介绍了光半导体器件的分类，并介绍了光耦的基本概念，今天的芝识课堂我们带大家一起了解光耦的类型与安全标准。

很多人可能要问，为什么需要光耦？答案当然是为了满足电气隔离需求啦～在光耦中，一次侧（LED侧）和二次侧（受光器件侧）是电绝缘的，因此，即使一次侧和二次侧的电位（甚至GND电位）不同，也可以将一次侧电信号传输到二次侧。

如下图所示的逆变器应用中，控制单元（如微控制器）通常在低直流电压下工作。而另一方面，IPM和IGBT将驱动高电压负载（比如需要200V交流电）。高压系统部件可通过耦合器直接由微控制器控制。

光耦的类型

• 晶体管输出：光电晶体管是一种探测器，也可使用达林顿类型。

  
  

• IC输出：该类型有光电二极管作为受光器件的产品、逻辑等输出产品、用于IGBT和MOSFET栅极驱动的大电流输出产品、以及隔离放大器等高功能产品。

  
  

• 双向可控硅／晶闸管输出：光电晶闸管或光电可控硅用于输出。它们主要用于交流线路的控制。

  
  

• 光继电器（MOSFET输出）：光伏阵列（光电二极管阵列）驱动MOSFET的栅极来打开／关闭输出。通过这种操作，它可以用作MOSFET输出的继电器开关。

  
  

在设计生产时，光耦必须具有符合安全标准的封装形状和介电强度。根据安全标准，器件出厂前需要对绝缘爬电距离、间隙、绝缘厚度、隔离电压等参数进行检查。并且由于绝缘性能、封装尺寸和内部芯片尺寸等限制，光耦具有单模透射型、带膜的单模透射型、双模透射型、反射型等不同类型的内部封装结构。

光耦的安全标准

对于任何一个器件来说，在使用前正确认识其安全标准都非常重要，光耦器件亦是如此。从设计和制造的角度来看，安全标准可分为设定标准和零件标准。设定标准是设计和制造电视机、录像机和电源装置等设备的基础。而零件标准则包括了绝缘部分必须保持的项目（介电强度（绝缘电压）、爬电距离、间隙等）。

想不到外观相似的器件之中竟隐藏了这么多的不同。因此，我们在选择隔离器并用于产品设计之前，通常需要验证、评估和认证隔离器的标准、测试和等级，即便全都了解之后，也要掌握器件的正确使用方法。

在下一期的芝识课堂我们将带您深入认识光耦的特性及使用技巧，请持续关注哦～

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

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