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スタンダードデジタルアイソレーター「DCL54x01」の絶縁寿命は？
これまで東芝フォトカプラーはシリコーンやエポキシ樹脂で確かな物理的距離を隔てた絶縁構造を備えていますが、スタンダードデジタルアイソレーターはチップ内の酸化膜で絶縁をする構造を採用しています。それゆえ、スタンダードデジタルアイソレーターの絶縁寿命はMOSFETのゲート酸化膜の経時的破壊（TDDB：Time Dependent Dielectric Breakdown [注1]）と同じ考えを適用して予測することが可能です。
一方で、国際的な安全規格機関からは規格番号IEC 60747-17:2020 Ed. 1 や VDE V 0884-11で「Magnetic and capacitive coupler for basic and reinforced insulation」[注2]について規格化されており、先述のTDDB試験条件が定義されています。
DCL54x01シリーズは、VDE V 0884-11規格準拠のために最大動作絶縁電圧VIORM=1.0kVrmsに対する強化絶縁で申請しています [注3]。TDDB試験は強化絶縁に必要とされる上記VIORMに安全係数 (1.2) 倍した1.2kVrmsで実施しています。また、寿命判定ポイントは、強化絶縁に必要とされる1ppm不良率の外挿線上で37.5年 [注4] ＠1.2kVrmsとなります。
参考ですが、上記VDE認定に最低限必要とされる定格寿命の試験に加え、試験電圧の加速条件にてVDE規定を上回る70年以上の絶縁寿命を予測しています。
[注1] 当社 半導体 信頼性ハンドブック (17.5MB) をご参照ください。
[注2] 規格内容につきましては規格書を購入しご確認ください。
[注3] 2023年3月現在、DCL541L01, DCL541H01, DCL542L01, DCL542H01 は認定ワーク中。
[注4] 定格寿命20年の安全係数1.875を掛けた数値になります。
スタンダードデジタルアイソレーター
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