Vad tål en optokopplare?

[slarvern]

Problemet är att det står inget om normala driftförhållanden i databladet för optokopplarna.
Återigen: kolla isocoms datablad och välj en isolationsspänning du tror din konstruktion funkar med:
http://www.farnell.com/datasheets/131854.pdf

[Nerre]

Och kan du säga ur databladet att optokopplaren ens tål 400Vrms? Tex ur Isocoms datablad?

På lång sikt: Nej.

Fast nu konstruerar ju inte jag grejer, jag testar grejer. Och de standarder som vi testar efter säger vilken spänningshållfasthet en optokopplare måste tåla för att vara "godkänd" för 400 Vrms och 2500 V transientnivå. Och vilka luft/krypavstånd som krävs för pollution degree 1, 2 och 3 (krypavståndet beror ju dessutom på materialets CTI).

[sodjan]

> Problemet är att det står inget om normala driftförhållanden i databladet för optokopplarna.

Dåligt datablad, du får fråga tillverkaren direkt...

[slarvern]

Sodjan: Ja, och då svarar de max 300V.
Likadan komponent (annan tillverkare) svarar 850V. Min teori är att det använder samma die (data i övrigt är ganska lika), så varför skiljer deras uppgifter så mycket?
Dessutom hittar jag inte den del av databladet som talar om vilka spänningar som gäller under normal drift, som du hänvisar till. Jag skulle också vilja ha en sån uppgift. Däremot hänvisar vissa (tex Avago) till ett generellt dokument som talar om vad som gäller för några optokopplare de säljer (vilket ju är helt ok).

Ang. transistorexemplet: kolla tex BC546: https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/webr ... 102742.pdf.
Abs max rating (Vceo) är specad till 65V, vilket gör att jag skulle kunna tänka mig den i en 24VDC koppling tex.
Men jag hittar inte den del av databladet som talar om vilka spänningar som gäller för normal drift ("Recommended Operating Conditions"). Du kanske kan hjälpa mig, du som vet?

[sodjan]

> så varför skiljer deras uppgifter så mycket?

Den ena kör med bara svångrem, den andra både med svångrem och hängslen... ?
Men kör med det lägsta, 300V så har du i alla fall marginal.

> Ang. transistorexemplet: kolla tex BC546:

Inte heller speciellt snyggt eller tydligt.
De hänvisar ju själva till "Recommended Operating Conditions"
utan att ha någon sådan del i databladet...

[slarvern]

Ursäkta om jag lät dryg, det var inte meningen

Problemet med optokopplarna är
1. De har ingen "Recommended Operating Conditions" som talar om vilken isolationsspänning man ska hålla sig under.
Ofta hänvisar de inte ens till ett dokument. Fast Avago gör det vilket ju är bra.

2. I brist på "Recommended Operating Conditions" tittar man kanske efter "Absolute maximum ratings" för att lägga sig rejält under den gränsen. Om denna sektion finns så listar de (alltid, såvitt jag sett) Viso(rms) här.

3. I brist på sektionen "Absolute maximum ratings" kanske man lockas till att använda Viso(rms).
Det de slarvar med att berätta ibland är att Viso(rms) är ett testvärde under 1 minut, 60Hz, utan man förleds att tolka det som ett Abs max rating värde.

Att designa efter abs max rating är farligt. Även om man lägger sig långt under värdet så vet man inte hur MTBF-kurvan ser ut, den kanske är exponentiell vilket gör att konstruktionen håller i en månad...

Att designa efter testvärdet (samma sak?) verkar ännu farligare, eftersom det bara gäller 1 minut vid 60Hz.

Jag tycker det är larvigt att tillverkarna inte har tillräckliga uppgifter i databladen för att man ska kunna designa en pryl. Det är jobbigt nog att bläddra omkring i alla datablad för att hitta den komponent som passar. Ska man dessutom behöva finläsa allting med advokatluppen så blir det ännu jobbigare.

Men det ska sägas att innan jag började fundera på vad optokopplarna EGENTLIGEN tål så hade jag inga bekymmer alls i världen, jag bara använde dom och det har alltid fungerat fint. Nu har jag fått det här på hjärnan och kan inte låta bli att tänka på det.

[sodjan]

Att tänka är farligt...

Men visst, jag håller med, de skulle ju kunna speca en spänningsdiff
mellan in och utgång som är "säker" under drift utan tidsbegränsning.

[blueint]

Finns det något bra sätt att klura ut detta själv?, verkar väldigt knepigt att operating conditions inte står med....

Hur gör andra kretskonstruktörer?
Testrigg?
5% av logaritmen av abs max?

[slarvern]

Måste erkänna att jag ofta designar utgående från abs max.
Om det är en gammal kompiskomponent som jag vet att det aldrig är problem med så känner jag mig oftast trygg med <50% av absmax. När det gäller halvledare så är det ju dessutom ofta breakdown-spänningar de pratar om i databladet.

Men är det en ny och okänd komponent bör man ju se upp.
I fallet optokopplare verkar man ofta inte ha något val.

[Nerre]

Problemet är ju att oftast så kan man inte säkert säga exakt vad den tål. En enskild optokopplare kan klara 2000 V i flera veckor i sträck medans en annan av samma modell bara klarar 2 dagar.

När tillverkarna provar sig fram till max ratings så testkör de en massa komponenter och sen vilka ratings som (exempelvis) 99% av komponenterna överlever. Detta sätter de som max ratings.

Nominella ratings sätter man normalt baserat på konstruktionen, d.v.s. vad man har dimensionerat utifrån. Men vissa egenskaper hos komponenter är inte dimensionerade utan framtestade. Och för framtestade egenskaper kan man inte ange några nominella värden eftersom det helt enkelt inte finns några.

[grym]

bara en sak till , får man inte vettigt svar från databladen så byt komponent till något där man får svar

brukar finnas någon slags koppling på hur bra produkten är i förhållande till hur bra databladet är

[slarvern]

Avagos test finns här:
http://www.secomtel.com/UpFilesPDF/PDF/ ... 636_41.PDF
Eller som nedladdning:
http://www.avagotech.com/docs/5965-5977E

Kollar man sidan 1-639 (rubrik "Input-Output Voltage-dc") så skriver de:
Input-Output Voltage-dc

The failure rate for dc input-output voltage stress is
greater at high temperatures than at low temperatures. All
the dc stress tests were conducted with an operating bias.
No failures occurred in the 85°C, 2000 Vdc and 3000 Vdc cells for
the entire test periods. Some of these cells were stressed over
5000 hours.

Det verkar som de testade men till slut tröttnade när inget gick sönder

[xxargs]

'tröttnade' - om det inte börja går sönder inom viss tid så höjer man spänningen tills saker börja gå sönder - varför sluta vid 5000Volt ? - visst - man kanske måste börja isolera upp ledarna utanför plastkroppen -

Att testa handlar inte bara om att följa dom standarder som finns, det kräver också en viss kreaktivitet hos testaren. Själv vill jag gärna testa dom 'yttre ramarna' dvs. hur mycket tål grejorna innan dom brecis börja vilja gå sönder i avseende spänning, ström låg och hög temperatur.

åldringstester är jobbiga eftersom de just tar tid, men gör det man vid hög temperatur så forcerar man det även om detta inte helt efterliknar situationen vid 20 grader.

---

Den här typen av testning - både de fysikaliska och elektriska egenskaper (inklusive att göra spice-modeller och S-parametrar för designverktyg och simulatorer) är en kostsam process och numera har inte ens kiselföretagen denna kompetens längre i huset utan detta läggs ut på konsultföretag och kvaliten har blivit (mycket) sämre. Tänk på att det är ekonomer även i dessa företag och oförståelsen av verksamheten och 'outsourcning' är bönen för dagen även där.

[slarvern]

Hmm... Hur själva testet är utfört är lite svårt att se, men de verkar ha testat för

2000VDC @ 85C
2500VDC @ 150C
3000VDC @ 85C
4000VDC @ 125C
5000VDC @ 150C

Under hela testet fick de inga fel i testen för 2kV och 3kV, och de skriver att vissa test gjordes i 5000 timmar (ca ett halvår).
Det står inget egentligen vad som hände med de övriga.
Så håller man sig under 85C och 3kV kan man hoppas på en driftstid på minst 5000h. Kanske.

Det de själva föreslår är att hålla sig under 1kVDC.

EDIT:
Nerre: Hur skulle du testa en optokopplares isolation (säg tex PC817)?

[xxargs]

Om man har 0% i utfall så har man inte provat med tillräckligt hög spänning, man bör köra så hög att åtmninstone några kroknar och den vägen hittat knät då det är på gränsen, sedan kanske man nöjer sig på den halva spänningen som den garanterade max-spänning. - står det något i vilken fuktighet man kör i ?. plast absorberar fukt i mer eller mindre grad och i en 5000h test. så hinner fukten bli ganska utjämnat i plasten och vid hög fuktighet (85% ?) så kan ev. joner som vill börja röra på sig göra det då i denna höga fältstyrka.

Det som också är intressant i dessa lägen är om problem uppkommer inne i plastkroppen eller på utsidan - är det utsidan så bestäms förhållande av miljön på utsidan (runt pinnarna och själva kretskortet) och innehållet i plastkroppen är inte den svagaste delen.