當前,我國的碳排放主要集中在工業(yè)生產(chǎn)活動,因此工業(yè)生產(chǎn)端的減碳勢在必行。在探索綠色未來的進程中,工業(yè)領域的重要抓手就是利用功率器件提高電能的利用效率。為充分發(fā)揮工業(yè)設備中功率器件的作用,既要滿足對更高功率密度、更高通信能力的需求,還要滿足更高安全性的要求,而擁有強大功能且用途廣泛的隔離產(chǎn)品已成為一個必不可少的先決條件。
東芝推出并已量產(chǎn)的智能柵極驅(qū)動光耦TLP5212正是符合這些需求的解決方案,適合驅(qū)動工業(yè)設備中的IGBT、MOSFET等功率器件,并具有保護功能和高度設計靈活性,有助于提高工業(yè)設備的電能利用效率。
什么是智能柵極驅(qū)動光耦
柵極驅(qū)動光耦是一種將光信號傳輸?shù)綎艠O的集成電路(IC),在驅(qū)動IGBT、MOSFET柵極的同時保證光電信號的隔離。這類器件通常具有內(nèi)置過電流保護功能和輸出大電流的能力。用戶可以根據(jù)IGBT、MOSFET的柵極電壓區(qū)間來選擇合適的產(chǎn)品。
而相比傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動光耦,智能柵極驅(qū)動光耦可以說是一個革命性的突破。它包含各種保護功能,如有源米勒鉗位功能和故障輸出功能,能夠保護IGBT免受逆變器和其他電路產(chǎn)生的過流的影響。
器件的基本特性
東芝TLP5212是一款高度集成的2.5 A輸出電流的智能柵極驅(qū)動光耦,具有IGBT退飽和檢測、隔離故障狀態(tài)反饋、柵極軟關斷、有源米勒鉗位和欠壓鎖定(UVLO)等功能。
TLP5212內(nèi)含兩個紅外發(fā)光二極管(LED),一個高增益高速光接收IC和一個柵極驅(qū)動光接收IC芯片。該器件的原邊和副邊之間通過光隔離來實現(xiàn)輸出電流的控制和故障信號的反饋功能。
東芝的TLP5212
智能柵極驅(qū)動光耦
在使用中等電壓IGBT或功率MOSFET的逆變器等應用中,這款產(chǎn)品可以防止功率器件受到過流的影響。由于采用SO16L薄型封裝,厚度最大值為2.3 mm,TLP5212有助于提高器件在系統(tǒng)板上的布局自由度;盡管作為一款高度集成的器件,其爬電距離和電氣間隙卻同樣很長,最小為8 mm,因此適用于需要高絕緣性能的應用。
TLP5212主要特性如下
? 內(nèi)置保護操作及自動恢復功能
?峰值輸出電流額定值:IOPH/IOPL=±2.5 A
?內(nèi)置IGBT退飽和檢測、過電流檢測、隔離故障狀態(tài)反饋和有源米勒鉗位等保護功能
?采用SO16L封裝,以確保8 mm(最小值)的爬電距離和電氣間隙
?5000 V絕緣電壓,最高工作溫度為110℃
以下是TLP5212的主要規(guī)格
(當Ta=-40°C至110°C時,除非另有規(guī)定)
功能特性分析
TLP5212符合工業(yè)設備的基本規(guī)格要求,具有多種保護功能,在簡化外部電路的同時,也有助于降低用于故障檢測和保護操作的柵極驅(qū)動光耦的成本。
該產(chǎn)品在額定工作溫度內(nèi)(Ta=-40℃至110℃)標定的傳輸延遲時間和傳輸延遲偏差均表現(xiàn)優(yōu)秀,客戶更容易實現(xiàn)系統(tǒng)設計。
此外,這款智能柵極驅(qū)動光耦集成了東芝自有的高度可靠、高輸出功率型紅外線LED,通過輸入邊LED信號從保護動作恢復到待機模式。由于改變了現(xiàn)有產(chǎn)品TLP5214和TLP5214A的輸出類型,同時采用了圖騰柱輸出電路,TLP5212廣泛適用于采用雙N溝道MOSFET(分別包括拉電流N溝道MOSFET和灌電流N溝道MOSFET)的各種工業(yè)設備,包括家用光伏發(fā)電系統(tǒng)以及用于惡劣工作環(huán)境的UPS(不間斷電源)等。
以下是TLP5212的工業(yè)逆變器IGBT驅(qū)動電路示意:
工業(yè)逆變器IGBT驅(qū)動電路示意
產(chǎn)品應用方向
TLP5212適用于使用逆變器的各種工業(yè)應用,例如工業(yè)逆變器、交流伺服驅(qū)動器、光伏逆變器、UPS、BMS等應用中的IGBT柵極驅(qū)動器和MOSFET柵極驅(qū)動器。
TLP5212的應用
東芝半導體擁有豐富的光耦產(chǎn)品,采用長壽命LED,在使用10萬小時后,發(fā)光效率僅衰減15%,而傳統(tǒng)的LED為50%。因此,東芝光電耦合器產(chǎn)品不僅可以延長光耦的使用壽命,也能保證光耦的穩(wěn)定性。未來東芝還會推出更多出色的光耦產(chǎn)品,歡迎大家持續(xù)關注!
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