Toshiba適用於工業設備的MOSFET和IGBT閘極驅動電路的光耦產品線擴充

Lineup Expansion of Photocouplers for MOSFET and IGBT Gate Driver Suitable for Industrial Equipment

東芝電子元件及儲存裝置株式會社（東芝）推出了適用於中小容量MOSFET和IGBT的新款光耦TLP5791H和TLP5794H，擴充了產品線，從而支援1至6A級閘極驅動電流。

近年來，隨著綠色能源和工廠自動化市場的擴展，從低壓控制側到高壓功率元件進行隔離驅動的隔離式閘極驅動元件的需求不斷增長。在這些市場中，對能夠更準確地反映隔離式閘極驅動元件驅動性能的規格需求也日益增加。對此，東芝發布了TLP5791H和TLP5794H，其輸出電流特性I OLH和I OHL分別為－1.0／＋1.0A（典型值）和－6.0／＋4.0A（典型值），與先前發表的TLP5795H [1]相似。

TLP5791H的峰值高電位/低電位輸出電流（I OLH /I OHL ）為－1.0／＋1.0A，UVLO [2]閾值電壓（V UVLO+ ）的最大值為9.5V，UVLO閾值電壓（V UVLO- ）的）的典型值為0.5V，適用於驅動IGBT或MOSFET。
TLP5794H的峰值高電位/低電位輸出電流（I OLH /I OHL ）為－6.0/＋4.0A，UVLO閾值電壓（V UVLO+ ）的最大值為13.5V，UVLO閾值電壓（V UVLO- ）的最小值為9.5V ，這些參數為驅動具有寬閘極負偏壓額定值的SiC MOSFET以及IGBT而設計。本產品適用於驅動閘極正偏壓為15至20V、負偏壓約為0至－10V的功率元件。詳細信息，請參閱“ Gate Drive Coupler Notes on using power device gate negative bias power supply （PDF：1,042Kb）”。其傳輸延遲時間對溫度的依賴性較低，可在工廠自動化設備的實際工作範圍內穩定運作。

此外，這兩款產品還透過提高輸入側紅外線發光二極體的光輸出以及優化光接收元件（光電二極體陣列）的設計，增強了光耦合效率，實現了從－40至125°C的工作溫度範圍。因此，產品能夠應用於在惡劣高溫環境下運作的工業設備，例如光伏逆變器、UPS [3]和電動車充電樁。工作溫度範圍內的傳輸延遲時間和傳輸延遲偏差也實現了標準化。 TLP5791H和TLP5794H採用小型SO6L封裝，有助於提高電路板上元件佈局的彈性。此外，新產品還具有8.0mm的最小爬電距離和5000Vrms的絕緣耐壓，能夠應用於需要高絕緣性能的設備。

東芝將繼續對用於工業設備的MOSFET和IGBT閘極驅動電路的光耦產品線進行開發和擴展。

Figure 1. Example of IGBT gate drive application circuit
圖1：IGBT閘極驅動電路範例

註：
[ 1]TLP 5795H的輸出電流特性為－4.5／＋5.3A（典型值）
[2]UVLO ：電壓不足鎖定，防止在低電壓下發生故障的功能。
[3]UPS ：不間斷電源。

特性

  1. 適用於IGBT和MOSFET的UVLO：9.5V（最大值）（TLP5791H）
    適用於IGBT和SiC MOSFET的UVLO：13.5V（最大值）（TLP5794H）
  2. 穩定的傳輸延遲時間

特性說明

1. 適用於IGBT和MOSFET的UVLO：9.5V（最大值）（TLP5791H）
  適用於IGBT和SiC MOSFET的UVLO：13.5V（最大值）（TLP5794H）

Figure 2. UVLO hysteresis comparison (measured values)
圖2：UVLO遲滯對比（測量值）

如下圖所示，三款產品（包括已發布的TLP5795H）的UVLO值可支援根據功率裝置的類型進行產品選型。

2.穩定的傳輸延遲時間

新產品的傳輸延遲時間在－40 ℃至125 ℃的工作溫度範圍內保持穩定。此外，它們在工廠自動化設備的實際工作範圍內也能穩定運作。

Figure 3. Temperature characteristics of propagation delay time (TLP5791H)
圖3：傳輸延遲時間的溫度特性（TLP5791H）
Figure 4. Temperature characteristics of propagation delay time (TLP5794H)
圖4：傳輸延遲時間的溫度特性（TLP5794H）

應用

  • 光電逆變器
  • UPS
  • 電動車充電樁
  • 變頻器驅動電路
  • IH電磁爐
  • 空調

主要規格

（除非另有規定，T a ＝－40至125°C）

裝置型號 TLP5791H TLP5794H TLP5795H[4]
封裝 名稱 SO6L
尺寸 (mm) 典型值 3.84×10×2.1
建議的工作條件 峰值高電位/低電位輸出電流
IOLH/IOHL (A)		 典型值 -1.0/+1.0 -6.0/+4.0 -4.5/+5.3
電源電壓 VCC (V) 10 至 30 15 至 30 15 至 30
電氣特性 UVLO閾值電壓
VUVLO＋ (V)		 IF=5mA, VO>2.5V 最大值 9.5 13.5 13.5
UVLO 閾值電壓
VUVLO- (V)		 IF=5mA, VO<2.5V 最小值 7.5 9.5 11.1
UVLO 遲滯 UVLOHYS (V)
 - 典型值 0.5 1.5 1.0
開關特性 傳輸延遲時間
(L/H) tpLH , (H/L) tpHL (ns)		 VCC=30V 最大值 500 200 150
高電位/低電位共模瞬態抑制
CMH, CML (kV/μs)		 Ta=25°C 最小值 ±20 ±50 ±35
絕緣特性 絕緣耐壓 BVS (Vrms) Ta=25°C 最小值 5000
rail對rail輸出 - - ✓
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註：
[ 4]TLP 5795H已於先前發布。

相關資訊

Gate Drive Coupler Notes on using power device gate negative bias power supply.(PDF: 1,042KB)

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