光耦HCPL-316J的應用

摘要：光耦HCPL-316J是Agilent公司早幾年前推出的產品，在國外應用較為廣泛。文中介紹了光耦HCPL-316J的基本工作原理，給出了實際應用電路，結合實驗所得結果，分析該光耦的優缺點，并對在實際應用中的注意事項進行了闡述。
關鍵詞：IGBT；施密特特性；單極性驅動；續流；逐周限流

眾所周知，傳統的IGBT的過流保護與驅動回路是由兩個完全獨立的電路組成：由過流保護電路判斷實際電機電流是否到達電流保護值，如到達，則驅動電路實施對IGBT的關斷。過流保護與驅動回路分開不僅造成電路復雜、調試困難，而且增加制造成本，降低產品可靠性。基于克服此缺點，Agilent公司適時的推出光耦HCPL-316J，把IGBT的過流保護與驅動回路合成在一起，大大簡化了電路設計，為進一步提高產品可靠性提供了可能。其主要特點有：
◇可以驅動級別達Ic=150A／Vce=1200V的IGBT，滿足大多數中小功率的驅動需求；
◇反饋的故障信號為光隔離的，傳輸延遲典型值為1．8μs；
◇開關速度延遲最大為500ns；
◇內部自帶Vce、具施密特特性的欠電壓保護，并且在保護時對IGBT實施軟關斷。

1 光耦HCPL-316J的工作原理簡介
HCPL-316J的內部結構如圖1所示，引腳如圖2所示。

若VIN+、VIN-正常輸入，腳14沒有過流信號，且VCC2-VK≥12V即輸出驅動，驅動信號輸出高電平、故障信號輸出高電平、欠壓信號UVLO輸出低電平。首先這3路信號共同輸入到JP3，D點低電平，B點也為低電平，50xDMOS處于關斷狀態。此時JP1的輸入的4個狀態從上至下依次為低、高、低、低，A點高電平，驅動三級達林頓管導通，IGBT也隨之開通。
若IGBT出現欠壓，則不管輸入狀態如何，驅動輸出VOUT均會被50xDMOS管拉低(接近VEE)；若IGBT出現過流信號(腳14檢測到IGBT集電極上電壓≥7V)，而不管輸入驅動信號是否繼續加在腳1，50xDMOS被關斷，1×DMOS導通，IGBT柵射集之間的電壓慢慢放掉，實現慢降柵壓。當VOU T=2V時，即VOUT輸出低電平，50xDMOS導通，IGBT柵射集迅速放電。故障線上信號通過光耦，再經過RS觸發器，Q輸出高電平，使輸入光耦被封鎖。