截至2020年1月，德國標準化學會(DIN)和德國電氣工程師協會 (VDE) V0884-10: 2006-12不再是用於評估電磁和電容電隔離產品的固有絕緣特性和高壓性能的有效認證標準。這標誌著積體電路（IC）製造商三年過渡期的結束。該過渡期始於2017年，當時VDE發佈了DIN VDE V 0884-11:2017-01更新標準。隨著這一變化，IC製造商必須進行升級以滿足新的認證要求，否則將要求其從相應的IC資料表中刪除VDE認證。
由於這些認證是為基礎和增強的數位隔離器創建的唯一器件級標準，因此它們能夠使原始設備製造商和終端設備製造商相信使用該隔離器將滿足其系統級的高壓要求和終端設備等級認證。
新標準有哪些變化？
從DIN V VDE V 0884-10到DIN VDE V 0884-11的最大變化是對認證過程和要求的更改。表1中列出的這些更改會影響基本認證和增強認證的器件標準。
從DIN V VDE V 0884-10到DIN VDE V 0884-11的最大變化是對認證過程和要求的更改。表1中列出的這些更改會影響基本認證和增強認證的器件標準。
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標準/參數 |
DIN V VDE V 0884-10 |
DIN VDE V 0884-11 |
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最大浪湧隔離電壓（VIOSM）
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· 增強型測試電壓= 1.6 x VIOSM · 基本型測試電壓= 1.3 x VIOSM · 最小增強強度= 10 kV · 50次浪湧衝擊（單極） |
· 增強型測試電壓= 1.6 x VIOSM · 基本型測試電壓= 1.3 x VIOSM · 最小增強強度= 10 kV · 50次浪湧衝擊（雙極，每個極性25個） |
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最大工作/重複隔離電壓確定 （VIOWM，VIORM） |
無需絕緣壽命資料 |
基於時間相關的電介質擊穿（TDDB）絕緣壽命資料分析 |
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局部放電測試電壓 (VPD(M)) |
增強型= 1.875 x VIORM 基本型= 1.5 x VIORM |
增強型= 1.875 x VIORM 基本型= 1.5 x VIORM |
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最小額定壽命 |
未定義 |
增強型= 20年x 1.875（安全裕度） 基本型= 20年x 1.3（安全裕度） |
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壽命期間的故障率 |
未定義 |
增強型= <1 ppm 基本型= <1,000 ppm |
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標準/認證到期 |
2020年1月 |
未設定有效期 |
表1：DIN V VDE更新（基本和增強）
讓我們逐一流覽每個更新。
“最大浪湧隔離電壓”量化了隔離器承受特定瞬態曲線的極高電壓脈衝的能力。由於直接或間接的雷擊、故障或短路事件，圖2所示的浪湧測試曲線可能會在安裝中出現。儘管測試電壓、最低電壓要求和衝擊次數沒有改變，但衝擊現在以雙極性脈衝而非單極性脈衝執行。施加25個正脈衝，隨後是1小時至2小時的延遲，然後再將25個負脈衝施加到同一器件。
在單個浪湧脈衝期間，一些電荷保留在隔離電介質中，從而產生剩餘電場。在單極測試中，剩餘電場會減小後續脈衝期間隔離柵承受的總電場。相比單極脈衝，雙極脈衝對隔離柵的場強更大，因為剩餘電場現在與前一個脈衝疊加，從而超過了該器件測試序列中任何先前脈衝的場強度。
圖1：類比直接或間接雷擊、故障或短路事件的電湧試驗
目前，DIN VDE V 0884-11需要使用行業標準的時間相關的電介質擊穿（TDDB）測試方法來收集隔離器的壽命預測資料。在此測試中，隔離柵每側的所有管腳都綁在一起，形成了一個雙端子器件，並在兩側之間施加了高電壓。在室溫和最高工作溫度下，以60Hz的各類高電壓切換來收集絕緣擊穿資料。
圖2所示為隔離柵在其整個壽命期間承受高壓應力的固有能力。根據TDDB資料，絕緣的固有能力為1.5 kVRMS，使用壽命為135年。諸如封裝尺寸、污染程度、材料種類等其他因素可能會進一步限制元件的工作電壓。積體電路製造商需要花費數月甚至數年時間來收集每個經認證器件的資料。
圖2：TDDB測試資料顯示了隔離屏障在其使用壽命內承受高壓應力的固有能力
對於增強隔離，DIN VDE V 0884-11要求使用故障率小於百萬分之一（ppm）的TDDB預測線。即使在指定的工作隔離電壓下預期的最小絕緣壽命為二十年，新的增強型認證仍要求工作電壓額外增加20％的安全裕度，器件的額定壽命增加87.5％的安全裕度，也就是說，在工作電壓比規定值高20％時，最低要求的絕緣壽命為37.5年。
對於基本隔離，DIN VDE V 0884-11的要求不太嚴格，允許的故障率小於1000 ppm。仍需要20％的工作電壓裕度，但基本絕緣器件的使用壽命裕度降低到30％，這是指在工作電壓比額定值高20％的情況下，總要求使用壽命為26年。DIN V VDE V 0884-10先前沒有定義最小額定壽命和整個壽命內的故障率。
儘管局部放電測試標準在DIN VDE V 0884-11中並未更改，但瞭解局部放電測試對隔離元件的相關性非常有用。即使二氧化矽不存在局部放電的現象，TI和VDE仍測試基於二氧化矽的數位隔離器的局部放電。光耦合器使用局部放電測試作為一種手段來篩選出在電介質中形成多餘空氣氣泡的不良量產器件。雖然局部放電測試可以排除有缺陷的器件，但是要注意，它不能作為最低保證壽命測試，只有在數字隔離器上進行的TDDB測試才是一個精確的壽命測試過程。
通過認證，設備製造商可以在全球範圍內使用隔離器件來滿足其終端應用程式設計要求，並瞭解隔離器是否能夠在其整個生命週期內可靠地工作。針對認證要求的更新和修訂（如DIN VDE中的要求）可確保高電壓安全性要求始終有意義且盡可能嚴格。如果器件製造商不能保證滿足DIN VDE V 0884-11的要求，那麼設備製造商對現有和未來設計的電路板隔離器件進行檢查以確保它們仍然滿足認證要求就變得至關重要。
其他資源
• 查看TI的數字隔離器認證。
• 下載白皮書：“高壓增強型隔離：定義和測試方法。”
• 下載白皮書：“高壓增強型隔離：定義和測試方法。”
