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保護機能を内蔵した中大電流IGBT/MOSFET用フォトカプラーの発売について

2020年3月10日

 東芝デバイス&ストレージ株式会社

TLP5231

当社は、産業用インバーターや太陽光発電用パワーコンディショナーなど向けに、コレクター電圧モニターによる過電流検出機能など各種機能[注1]を内蔵した中大電流IGBT/MOSFETプリドライブ用フォトカプラー「TLP5231」を製品化し、本日から量産出荷を開始します。

新製品は、後段のpチャネルおよび nチャネルのコンプリメンタリーMOSFETバッファー(増幅)を介して、中大電流IGBTおよびMOSFETのゲートをコントロールするプリドライバーです。当社従来製品[注2]では電流増幅のためにバイポーラートランジスターで構成したバッファー回路を使う必要があり、動作中は常にベース電流を消費していました。

TLP5231では、外付けのコンプリメンタリーMOSFETバッファーを使うことができるため、電流を消費するのはバッファーMOSFETゲートの充放電時のみとなり、低消費電力化が図れます。また、外付けのコンプリメンタリーMOSFETバッファーサイズを変えるだけで、さまざまなIGBT/MOSFETで必要なゲート電流を作ることが可能です。TLP5231とMOSFETバッファー、IGBT/MOSFETの構成をプラットフォームにすることで、システムのパワーサイズに応じたラインアップをカバーできるため設計負荷の軽減に貢献します。

また、過電流検出後のIGBT/MOSFETゲート電圧のソフトターンオフ時間は、MOSFETバッファーとは別の外付けMOSFETを介して制御可能です。さらに、コレクター電圧モニターによる過電流検出時に加え、UVLO[注3]検出時にも一次側にフォルト信号を出力します。新製品は、これら当社従来製品[注2]にない新たな特長により、従来製品と比べゲート駆動回路の設計を容易にできます。

応用機器

  • IGBT / パワーMOSFETゲートドライブ (プリドライバー)
  • AC / ブラシレスDCモーター制御
  • 汎用インバーター / 無停電電源 (UPS)
  • 太陽光発電用パワーコンディショナー

新製品の主な特長

  • pチャネル、nチャネルコンプリメンタリ-MOSFETバッファーのドライブに適したアクティブタイミング制御内蔵デュアル出力
  • 過電流発生時のソフトゲートターンオフ時間を外部回路構成で制御可能
  • コレクター電圧モニターによる過電流検出時とUVLO検知時に一次側へフォルト信号を出力

新製品の主な仕様

(特に指定のない限り、Ta=-40~110 ℃)

品番

TLP5231

絶対最大定格

ピークハイレベル出力電流 IOPH (A)

-2.5

ピークローレベル出力電流 IOPL (A)

+2.5

電気的特性

VOUTP端子ハイレベル出力電流 IOUTPH max (A)

-1.0

VOUTP端子ローレベル出力電流 IOUTPL min (A)

1.0

VOUTN端子ハイレベル出力電流 IOUTNH max (A)

-1.0

VOUTN端子ローレベル出力電流 IOUTNL min(A)

1.0

ハイレベル供給電流(VCC2) ICC2H max (mA)

10.2

ローレベル供給電流(VCC2) ICC2L max (mA)

10.2

ハイレベル供給電流(VEE) IEEH min (mA)

-9.2

ローレベル供給電流(VEE) IEEL min (mA)

-9.2

スレッショルド入力電流(H/L) IFHL max (mA)

3.5

推奨動作条件

トータル出力電源電圧(VCC2-VEE) (V)

21.5~30

出力負電源電圧(VE–VEE) (V)

-15~-6.5

出力正電源電圧(VCC2-VE) (V)

15~23.5

スイッチング特性

伝搬遅延時間(L/H) tpLH (ns)

100~300

伝搬遅延時間(H/L) tpHL (ns)

100~300

伝搬遅延スキュー tpsk (ns)

-200~200

ハイレベルコモンモード過渡耐性 CMH min (kV/μs)

±25

ローレベルコモンモード過渡耐性 CML min (kV/μs)

±25

機能

保護機能

IGBT VCE(sat)検出、

UVLO[注4]

フィードバック (FAULT): VCE(sat)検出時、UVLO検出時に動作 (オープンコレクター出力)

絶縁特性

(@Ta=25 ℃)

絶縁耐圧 BVS min (Vrms)

5000

構造パラメーター

空間距離 min (mm)

8.0

沿面距離 min (mm)

8.0

絶縁物厚 min (mm)

0.4

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[注1] ゲート信号のソフトターンオフ機能、一次側へのフォルト出力機能
[注2] TLP5214, TLP5214A
[注3] UVLO: 低電圧ロックアウト
[注4] VE基準

新製品の詳細については、下記ぺージをご覧ください。

当社のフォトカプラー製品については下記ページをご覧ください。

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TLP5231

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