光电耦合器LED寿命预测与产品可靠性分析

"这篇白皮书探讨了通过计算光电耦合器中LED的寿命来预测产品的可靠性，重点关注了Avago的光电耦合器在高电压隔离和电气噪声抑制中的应用，以及它们在工业、医疗、可再生能源等领域的重要性。文中提到了LED随时间的光输出功率衰减可能引发的可靠性问题，并介绍了Avago如何使用Black模型来预测LED的劣化，以提高设计工程师的信心和设计灵活性。此外，还讨论了LED的电流传输比(CTR)作为评估光电耦合器性能的关键参数。" 光电耦合器是电气系统中不可或缺的组件，尤其是在需要高电压隔离和电气噪声抑制的场景下，它们确保了不同电压电位间数据的准确传输。这些系统对于长期可靠性有着严格的要求，比如在工业、医疗、可再生能源等应用场景，都需要设备具备长久的工作寿命。 Avago的光电耦合器因其高可靠性LED而备受推崇，这些LED技术历经35年的发展，已经广泛应用在多个领域，包括军事和航天等超高关键任务。然而，LED的光输出功率随时间的下降可能导致光电耦合器性能退化，甚至出现错误工作，从而影响系统的可靠性。 为了解决这个问题，Avago采用Black模型来预测LED的寿命和劣化程度。Black模型是一种在1960年代末期发展起来的电子器件平均失效前时间（MTTF）估算方法。通过在加速条件下（例如高温操作寿命测试HTOL）进行LED的压力测试，Avago可以评估LED在125°C和20mA连续电流下的老化情况。 电流传输比(CTR)是评价光电耦合器性能的重要电气参数，它定义为通过光二极管产生的集电极输出电流(IC)与LED的输入电流(IF)之比。CTR的变化反映了光电耦合器将光信号转化为电信号的效率，当LED的光输出减弱时，CTR也会降低，可能导致系统性能下降。因此，通过预测和管理CTR的变化，设计工程师能够更好地理解和优化光电耦合器在实际应用中的表现，选择合适的LED输入电流，以确保长期的系统可靠性。 这篇白皮书为设计工程师提供了一种评估和预测光电耦合器可靠性的方法，通过理解LED的寿命和CTR的变化，可以在早期设计阶段就考虑并应对潜在的可靠性问题，从而提升整体系统性能和寿命。