光耦继电器数字隔离的优势!-先进光半导体

    在电源和充电桩等大功率应用中，通常需要专用的驱动器来驱动末级功率晶体管。这是因为大多数微控制器输出未针对功率晶体管的驱动进行优化，例如没有足够的驱动电流和驱动保护功能，而直接由微控制器驱动将导致诸如功耗过大的缺点。

    首先，在功率晶体管的开关过程中，栅极电容的充电和放电将在输出端产生更高的电压和电流。当高电压和高电流同时存在时，会引起相当大的开关损耗并降低功率效率。因此，在控制器和晶体管之间引入驱动器可以有效地放大控制器的驱动信号，从而更快地对功率管的栅极电容进行充电和放电，从而缩短了功率管在栅极上的导通时间，并减少了晶体管的数量。损耗，提高开关效率。其次，更大的电流会增加开关频率。在增加开关频率之后，可以使用较小的磁性设备来降低成本和减小产品体积。

    光耦合器隔离是一种传统的隔离方法，但是与数字隔离相比，光耦合器隔离在性能和面积上均无优势。

    首先，光耦合器隔离方案的传输延迟相对较大，通常在一百纳秒以上。在光耦合器隔离方案中，LED将栅极驱动信号转换为光信号，然后将其转换为要通过光敏电路（例如光电二极管）进行测量的电信号。根据结构设计，常见的光耦合器传播延迟为数百纳秒甚至微秒级。通过优化内部寄生参数和增加LED驱动强度，可以在数十纳秒内打开和关闭高速光耦合器，但是成本会大大增加。

    常规光耦合器解决方案的传播延迟甚至不如非隔离驱动器。在半桥非隔离驱动器中，由于添加了较慢的高压电平转换器以及去毛刺和滤波电路，因此常见的延迟时间可以达到100纳秒。由于低端必须与高端匹配，因此有必要在低端添加一个单独的延迟时钟，并且整个系统的传播延迟约为100纳秒。

    其次，光耦合器解决方案的脉冲宽度失真相对较大。由于光电探测器中LED的开启和关闭时间并不总是对称的，并且温度越高，不对称性就越严重，因此光耦合器的脉冲宽度失真就越严重。光耦合器解决方案的脉冲宽度失真范围从数十纳秒到数百纳秒。

    在5G通信，数据中心，充电桩和机载电源等应用中，无论与非隔离驱动器还是光隔离驱动器相比，数字隔离驱动器在传播延迟，可靠性和尺寸方面均具有明显优势。优点在于，由于集成度高，成本优势也很明显，特别适合当前智能化和小型化开关电源设计的趋势。

    先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。