光耦 photocoupler
光电耦合器又是大家常说的光耦,其主要作用是实现输入和输出间的互相隔离,由于电信号传输具有单向性,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。另外,光电耦合器的输入端属于电流型低阻元件,具有很强的共模抑制能力。常见的光电耦合器有栅极驱动光耦、高速通信光耦、车载光耦、光伏输出光耦等。
东芝tlp3910是一款由高输出gaalas(铝镓砷化物)led光电耦合器和高速光电探测器组成的光伏输出光耦,适用于高压功率mosfet的栅极驱动。
一、器件的基本特性
通过光电二极管串联,tlp3910适用于需要隔离的mosfet栅极驱动应用。由于改进了voc特性,tlp3910也能够驱动更高电压的mosfet。该器件具有5000vrms(最低)高隔离电压,符合国际安全标准的增强绝缘等级要求。该产品采用so6l封装,工作温度范围为-40℃至125℃。
其主要特性如下:
高导通电压:voc=14v(最小值)
短路电流:isc=12μa(最小值)@if=10ma,(c20档位产品)isc=20μa(最小值)@if=10ma
高隔离电压:bvs=5000vrms(最小值)
高额定工作温度:topr(最大值)=125℃
爬电距离(间距):8mm(最小值)
安全标准:符合ul 1577认证(文件号e67349);cul认证(csa部件验收服务5a,文件号e67349);vde认证(en 60747-5-5)
二、功能特性分析
光耦是一种内置光学器件但不具有用来执行mosfet开关功能的光继电器。在配置隔离式固态继电器(ssr)设计时,通过将光耦与mosfet结合使用,便可轻松实现光继电器难以支持的高压大电流开关。
光耦可以用来驱动高压功率mosfet栅极,实现隔离式ssr功能。由于开路电压较低,在驱动栅极电压不低于10v的高压功率mosfet时,需要串联两个东芝的现有产品tlp3906。
相比而言,新推出的tlp3910的最小导通电压为14v,是tlp3906的两倍。因此,只需一个器件就能驱动高压功率mosfet栅极。这样就减少了元件数量,这也是新产品最大的亮点。
通过改进内置的放电电路,可实现0.1ms(典型值)的关断时间,约为tlp3906的1/3左右,tlp191b的1/30,从而实现更快的工作速度。
tlp3910是东芝首款最低隔离电压达到5000vrms的光耦,同时保持了tlp191b和tlp3906两款现有产品的基本性能,便于在采用ac 400v电源系统驱动的工业设备中使用。此外,其最高工作温度达到125℃,进一步扩大了应用范围。
三、产品应用方向
tlp3910是mosfet栅极驱动和超级结mosfet驱动的理想选择。其应用主要是工业设备,如可编程逻辑控制器(plc)等的i/o继电器触点输出;制动系统的电磁驱动器控制单元;主电源电路/浪涌电流保护电路;电池管理系统(bms)的电池电压监测单元;接地故障检测单元。此外,tlp3910还可用于测试测量仪器的电源线开关、测量线开关和mosfet栅极驱动。
四、简化栅极驱动设计
由于从原来的2个光耦改为使用一个光耦,tlp3910在实现相同功能的同时减少了元器件数量,有助于简化栅极驱动设计,节省成本,缩减电路板面积。另外,采用薄型s06l封装的tlp3910也可以使整个系统变得更小。
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