瑞萨推出具备长爬电距离、高绝缘电压的光电耦合器

       高级半导体解决方案领导厂商瑞萨电子株式会社今天宣布推出用于逆变器的长爬电距离光电耦合器PS9905，其适于采用690 V最高商业电源电压的工业设备或者采用1,000 V高压的太阳能发电系统之类的应用。新款PS9905器件是一款外部爬电距离（注释2）为 14.5 mm的光电耦合器（化合物半导体，注释1），其超过安全标准（IEC 61800）指定的防止电击等事故发生所需的爬电距离 - 13.8 mm。

       还提供一款高速光电耦合器PS9924，它在提供14.5 mm的长爬电距离的同时，还支持10 Mb/s的内部系统通信速度。在那些爬电距离超过10 mm的产品之中，它提供了业内最佳的低功耗特性，使其成为那些需要高绝缘电压和低功耗的应用的理想之选。

       随着大家越来越努力减少CO2排放量和降低能耗以便保护环境，在工业应用和太阳能发电系统内使用逆变器就迅速发展为一种实现低功耗电机控制和降低功率转换损耗的方法。这些逆变器由采用功率器件（例如IGBT）的高压电路模块和采用微控制器（MCU）等器件的控制电路箱组成。需要光电耦合器，以便在为2个电路模块实现电绝缘的同时，驱动功率半导体器件（例如IGBT）。

       瑞萨已经开始批量生产爬电距离为8 mm、用于驱动逆变器电路内IGBT的小型光电耦合器。然而，这类系统开始需要处理越来越高的电压，从而让降低电流水平成为可能，进而降低功率损耗和在逆变器电机之间将更细的电缆用作电力电缆。为了顺应这种市场趋势，瑞萨推出了面向采用690 V电源的工业系统和1,000 V太阳能发电系统内逆变器的光电耦合器PS9905与PS9924。新款光电耦合器具有14.5 mm的长爬电距离，满足适用安全标准的要求。

新款PS9905和PS9924的主要特性：

       （1）符合面向690 V工业系统和1,000 V太阳能发电系统的逆变器的安全标准的要求（PS9905）

       为了为采用690 V电源的工业系统内的逆变器实现强化绝缘（注释3）和为处理1,000 V电压的太阳能发电系统内的逆变器实现基本绝缘（注释4），IEC 61800标准要求爬电距离分别不低于13.8 mm和10 mm。新款PS9905采用的设计增强特性实现了14.5 mm的爬电距离，轻松满足了安全标准的要求。7,500 Vrms的绝缘电压适于需要高压处理能力的设备。

       （2）有助于实现更小巧的逆变器（PS9905）

       新款PS9905可以实现以前需要2个爬电距离为8 mm的瑞萨电子光电耦合器方能实现的功能。这样就将安装面积缩小了近30%。并且，新开发的8引脚表面贴装封装为这款高速光电耦合器实现了爬电距离超过10 mm的光电耦合器之中最小的安装面积。

       （3）利用IGBT光电耦合器在2.5 A输出端实现了高速响应（PS9905）

       这款光电耦合器采用了利用瑞萨电子独有的BiCMOS工艺制造而成的光接收IC，从而能够在将电路电流（Icc）保持在3 mA以下和提供低于150 ns的短延迟时间（tPHL、tPLH）的同时，实现低寄生电容（注释5）。高速响应是用于驱动带有2.5 A输出的IGBT的光电耦合器行业内最快的，从而能够在逆变器控制之后提高输出电流精度。

       （4）利用10 Mb/s高速光电耦合器实现了低功耗（PS9924）

       优化被整合到光电耦合器内的光接收IC的设计让我们能够实现10 mm以上的长爬电距离和大幅降低功耗。输入电流（IFHL）为5 mA（最大值），电路电流（Icc）为5 mA（典型值）。支持3.3 V和5 V的电源电压，并且其工作温度范围很宽，介于?40℃和110℃之间。光电耦合器可以用来在具有高安装密度特性且在高温环境中运行的小型系统内实现通信。

 

       瑞萨相信新款光电耦合器将有助于实现电压处理能力更高、更小巧的转换器，而它们预计能够推动市场增长。公司计划在继续开发新产品以便满足高温和高输出要求的同时开展大规模促销活动。瑞萨还通过整合了微控制器和用于逆变器的IGBT的完整解决方案来为系统设计者提供支持。

 

（注释1）光电耦合器：

       在单个封装内，光电耦合器在输入端和输出端分别整合了发光元件（LED，它可以将电信号转化成光）和光接收元件（它可以将光转化成电信号）。由于这种光耦合器件能够以光的形式将信号从输入端传送到输出端，所以可以为2端彻底实现电绝缘。

（注释2）外部爬电距离：

       从高压侧封装引脚到用于连接光电耦合器的低压侧封装引脚的最短距离，沿着封装的树脂外部测量。爬电距离越长，电压公差越高。

（注释3）强化绝缘

       比基本绝缘强的绝缘。标准要求其爬电距离为基本绝缘的2倍。

（注释4）基本绝缘：

       基本绝缘用于防止电击人。

（注释5）寄生电容：

       由于物理结构的原因而在芯片内意外产生的电容，也称为浮地电容。

 

定价和供货情况

       现已开始供应瑞萨电子新款光电耦合器样品，单价为4.0美元。今天已投入批量生产，2012年10月月产量将达到1,000,000件。（定价和供货情况如有变更，恕不另行通知。）（责编：damon）

 

新产品的主要技术规格

瑞萨新款PS9905和PS9924光电耦合器的产品技术规格

1.  长爬电距离和空中距离：14.5 mm；隔离距离：0.4 mm

2.  高绝缘电压：7500 Vrms（UL 1577）

3.  高工作绝缘电压：VIORM = 1,600 V（峰值）；允许的最高过电压VIOTM = 12,000 V（峰值）（IEC/EN 60747-5-2）

4.  安全标准：UL、VDE和CSA

5.  长爬电距离：8引脚SOP（14.5 mm），适于表面贴装

6.  盘装产品：PS9905-F3、PS9924-F3：1000件/卷

 

[PS9905光电耦合器的产品技术规格]

1.  峰值输出电流：2.5 A

2.  高速开关：tPLH、tPHL = 150 ns（最大值）

3.  低功耗：ICCH、ICCL = 3 mA（最大值）

4.  低输入电流：IFLH = 6 mA（最大值）

5.  低功耗：VOH = Vcc - 3 V（最小值）

6.  高工作温度（高达110℃）

7.  UVLO（欠压锁闭）保护

8.  高共模瞬态抑制（CMH、CML = ±25 kV/μs（最小值））

[PS9924光电耦合器的产品技术规格]

1.  高速开关：tPLH、tPHL = 100 ns（最大值）

2.       低输入电流：IFHL = 5 mA（最大值））

3.       低电路电流：ICCH = 3 mA（典型值），ICCL = 5 mA（典型值）

4.       电源电压：Vcc = 3.3 V、5 V

5.       高工作温度（高达110℃）

6.       高共模瞬态抑制（CMH、CML = ±15 kV/μs（最小值））