适用于工业设备的MOSFET和IGBT栅极驱动电路的光耦

适用于工业设备的MOSFET和IGBT栅极驱动电路的光耦

东芝电子元件及存储装置株式会社（东芝）推出了适用于中小容量MOSFET和IGBT的新款光耦TLP5795H，扩充了产品阵容，从而支持1A至5A级栅极驱动电流。该产品现已开始发货。

近年来，随着绿色能源和工厂自动化市场的扩展，从低压控制侧到高压功率器件进行隔离驱动的隔离式栅极驱动器件的需求不断增长。在这些市场中，对能够更准确地反映隔离式栅极驱动器件驱动性能的规格需求也在日益增加。对此，东芝发布了TLP5795H，其输出电流特性IOLH和IOHL为-4.5／+5.3A（典型值）。此外，东芝还在开发[1]-6.0／+4.0A（典型值）的 TLP5794H和-1.0／+1.0A（典型值）的TLP5791H。

TLP5795H 的峰值高电平／低电平输出电流（IOLH／IOHL）为-4.5／+5.3A，UVLO[2]阈值电压（VUVLO+）的最大值为13.5V，UVLO阈值电压（VUVLO-）的最小值为11.1V，UVLO迟滞电压（UVLOHYS）的典型值为1.0V。这些参数为驱动具有宽栅极负偏压额定值的SiC MOSFET以及IGBT而设计。此产品适用于驱动栅极正偏压为15至20V、负偏压约为0至-10V的功率器件。详细信息，请参阅“Gate Drive Coupler Notes on using power device gate negative bias power supply”。其输出延迟时间对温度的依赖性较低，可在工厂自动化设备的实际工作范围内稳定运行。

此外，TLP5795H是一款轨对轨[3]输出器件，可实现更小电源电压下降的开关特性。

此外，东芝还通过提高输入侧红外发光二极管的光输出以及优化光接收元件（光电二极管阵列）的设计，增强了光耦合效率，实现了-40℃至125℃的工作温度范围。因此，此产品能够应用于在恶劣高温环境下运行的工业设备，例如光伏逆变器、UPS[4]和电动车充电桩。工作温度范围内的传输延迟时间和传输延迟偏差也实现了标准化。

TLP5795H采用小型SO6L封装，有助于提高电路板上元器件布局的灵活性。此外，此产品还具有8.0mm的最小爬电距离和5000Vrms的绝缘耐压，能够应用于需要高绝缘性能的设备。

东芝将继续对用于工业设备的MOSFET和IGBT栅极驱动电路的光耦产品线进行开发和扩展。

图1：IGBT栅极驱动电路示例
图1：IGBT栅极驱动电路示例

注：
[1]TLP5794H和TLP5791H计划于2025年6月发布。
[2]UVLO：欠压锁定，防止在低电压下发生故障的功能。
[3]轨对轨：输出电压能够覆盖整个电源电压范围（从正电源轨到负电源轨）的能力，适用于需要电路在低电压下工作或处理整个电源电压范围信号的应用。
[4]UPS：不间断电源。

特点

  1. 适用于SiC MOSFET的UVLO：13.5V（最大值）
  2. 稳定的传输延迟时间
  3. 轨对轨输出[3]

特性说明

1.适用于SiC MOSFET的UVLO：13.5V（最大值）

图2： UVLO迟滞对比
图2： UVLO迟滞对比

可设置高栅极电压，使其适用于大功率应用。此外，通过1.0V（典型值）的迟滞电压稳定输出，提高了系统的整体可靠性。

2.稳定的传输延迟时间

TLP5795H的输出延迟时间在-40℃至125℃的工作温度范围内保持稳定。
此外，它在工厂自动化设备的实际工作范围内也能稳定运行。

图3： 传输延迟时间（tpLH）的温度特性
图3： 传输延迟时间（tpLH）的温度特性
图4： 传输延迟时间（tpHL）的温度特性
图4： 传输延迟时间（tpHL）的温度特性

3.轨对轨输出[3]

轨对轨输出允许在电源电压范围内使用输出电压。
此外，由于栅极驱动光耦的内部电阻较低，因此损耗也较低。
这样，最大限度地减少了开关损耗，提高了设备的效率。

应用

  • 光伏逆变器
  • UPS
  • 电动车充电桩
  • 逆变器驱动电路
  • IH电磁炉
  • 空调

主要规格

（除非另有规定，Ta＝-40至125℃）

器件型号

TLP5795H

TLP5794H[1]

TLP5791H[1]

封装

名称

SO6L

尺寸（mm）

典型值

3.84×10×2.1

建议的工作条件

峰值高电平／低电平输出电流

（L/H）IOLH，（H/L）IOHL（A）

-4.5／+5.3

-6.0／+4.0

-1／+1

电源电压VCC（V）

15至30

15至30

10至30

电气特性

UVLO阈值电压

VUVLO＋（V）

IF＝5mA，VO>2.5V

最大值

13.5

13.5

9.5

UVLO阈值电压

VUVLO-（V）

IF＝5mA，VO<2.5V

最小值

11.1

9.5

7.5

UVLO迟滞

UVLOHYS（V）

-

典型值

1.0

1.5

0.5

开光特性

传输延迟时间

（L/H）tpLH，（H/L）tpHL（ns）

VCC＝30V

最大值

150

200

500

高电平／低电平共模瞬态抑制

CMH，CML（kV／μs）

Ta＝25°C

最小值

±35

±50

±20

绝缘特性

绝缘耐压BVS（Vrms）

Ta＝25°C

最小值

5000

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相关信息

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

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