智能柵極驅(qū)動光耦為工業(yè)設(shè)備電氣化賦能增效

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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(lǐng)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(shè)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(shè)備中的IGBT、MOSFET等功率器件，并具有保護功能和高度設(shè)計靈活性，有助于提高工業(yè)設(shè)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(guān)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(yīng)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(yīng)用。

TLP5212主要特性如下

? 內(nèi)置保護操作及自動恢復(fù)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(shè)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(shè)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(fù)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(shè)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(yīng)用方向

TLP5212適用于使用逆變器的各種工業(yè)應(yīng)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(yīng)用中的IGBT柵極驅(qū)動器和MOSFET柵極驅(qū)動器。

TLP5212的應(yīng)用

東芝半導(dǎo)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(guān)注！

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