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功能安全(SIL/ASIL)認(rèn)證對光耦隔離器的特殊要求與實(shí)現(xiàn)
在汽車電子系統(tǒng)邁向智能化與電動化的進(jìn)程中，功能安全已成為不可回避的核心議題。國際標(biāo)準(zhǔn)中的安全完整性等級（SIL）和汽車安全完整性等級（ASIL）認(rèn)證，對關(guān)鍵元器件提出了嚴(yán)苛要求。東莞市平尚電子科技有限公司（簡稱平尚科技）基于工業(yè)級技術(shù)積累，深耕光耦隔離器在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用，雖未獲得車規(guī)級認(rèn)證，但其技術(shù)方案為功能安全實(shí)現(xiàn)提供了重要參考。
功能安全認(rèn)證對光耦隔離器的核心要求體現(xiàn)在隔離耐壓、共模瞬態(tài)抑制比（CMTI）和長期可靠性等參數(shù)上。ASIL-D級認(rèn)證要求光耦隔離器必須承受5000Vrms以上的加強(qiáng)絕緣電壓，而平尚科技的工業(yè)級光耦目前實(shí)現(xiàn)的是3000Vrms隔離耐壓，這一參數(shù)雖未達(dá)到車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，但已能滿足部分汽車輔助系統(tǒng)的安全需求。在電動汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）中，這種等級的隔離能力足以應(yīng)對常規(guī)的電壓波動和瞬態(tài)干擾。
共模瞬態(tài)抑制能力是區(qū)分普通光耦與安全級光耦的關(guān)鍵指標(biāo)。通過ASIL-C認(rèn)證的光耦通常要求CMTI值不低于100kV/μs，而平尚科技的工業(yè)級光耦產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)50-75kV/μs的CMTI性能。在車載充電機(jī)的隔離通信電路中，這種水平的抗干擾能力可有效抑制功率開關(guān)產(chǎn)生的共模噪聲，確保采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。相比之下，消費(fèi)級光耦的CMTI往往低于25kV/μs，在汽車電子環(huán)境中容易導(dǎo)致信號失真。
在長期可靠性方面，功能安全認(rèn)證要求光耦在125℃環(huán)境下保持至少15年的穩(wěn)定運(yùn)行。平尚科技通過優(yōu)化芯片結(jié)構(gòu)和封裝工藝，使工業(yè)級光耦在105℃環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了10萬小時以上的使用壽命。以汽車空調(diào)控制系統(tǒng)為例，其中的溫度傳感器隔離電路采用這種光耦后，在-40℃至105℃溫度范圍內(nèi)，電流傳輸比（CTR）衰減可控制在年化3%以內(nèi)，優(yōu)于普通產(chǎn)品5-8%的衰減率。
盡管面臨認(rèn)證壁壘，平尚科技通過材料創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，在部分參數(shù)上已接近安全認(rèn)證要求。例如，在光耦的老化測試中，采用新型熒光材料封裝的光耦在85℃/85%RH條件下，絕緣電阻保持在10^12Ω以上，接近ASIL-B級要求的10^13Ω水平。這種技術(shù)在汽車儀表盤的信號隔離中表現(xiàn)出色，有效防止了因潮濕導(dǎo)致的信號漂移問題。
總體而言，功能安全認(rèn)證對光耦隔離器提出了明確的技術(shù)標(biāo)桿，平尚科技通過持續(xù)優(yōu)化工業(yè)級產(chǎn)品，為汽車電子安全應(yīng)用提供了可靠選擇。未來，我們將繼續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，助力國產(chǎn)元器件在功能安全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
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