東芝推出應用于工業設備的具備增強安全功能的SiC MOSFET柵極驅動光電耦合器
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東芝電子元件及存儲裝置株式會社（“東芝”）近日宣布，最新推出一款可用于驅動碳化硅（SiC）MOSFET的柵極驅動光電耦合器——“TLP5814H”。該器件具備＋6.8 A／–4.8 A的輸出電流，采用小型SO8L封裝并提供有源米勒鉗位功能。今日開始支持批量供貨。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202503/467712.htm
在逆變器等串聯使用MOSFET或IGBT的電路中，當下橋臂[2]關閉時，米勒電流[1]可能會產生柵極電壓，進而導致上橋臂和下橋臂[3]出現短路等故障。常見的保護措施有，在柵極關閉時，對柵極施加負電壓。
對于部分SiC MOSFET而言，具有比硅（Si）MOSFET更高的電壓、更低的導通電阻以及更快的開關特性，但柵極和源極之間可能無法施加足夠的負電壓。在這種情況下，有源米勒鉗位電路的應用使米勒電流從柵極流向地，無需施加負電壓即可防止短路。然而由于部分削減成本的設計，導致其在IGBT關斷時減少用于柵極的負電壓。而且在這種情況下，內建有源米勒鉗位的柵極驅動器是可以考慮的選項。
TLP5814H內建有源米勒鉗位電路，因此無需為負電壓和外部有源米勒鉗位電路提供額外的電源。這不僅為系統提供安全功能，而且還可通過減少外部電路來助力實現系統的最小化。有源米勒鉗位電路的導通電阻典型值為0.69 Ω，峰值鉗位灌電流額定值為6.8 A，因此非常適合作為SiC MOSFET的柵極驅動器，SiC MOSFET對柵極電壓變化非常敏感。
TLP5814H通過增強輸入端紅外發射二極管的光輸出并優化光電檢測器件（光電二極管陣列）的設計實現了–40 °C至125 °C的額定工作溫度，從而可提高光耦合效率。因此，面對嚴格熱管理的工業設備，比如光伏（PV）逆變器和不間斷電源（UPS）等是十分適合的。此外，其傳輸延遲時間和傳輸延遲偏差也規定在工作溫度額定值范圍內。其5.85 mm×10 mm×2.1 mm（典型值）的小型SO8L封裝有助于提高系統電路板的部件布局靈活性。此外，它還支持8.0 mm的最小爬電距離，進而可將其用于需要高絕緣性能的應用。
未來東芝將繼續開發光電耦合器產品，助力增強工業設備的安全功能。
■ 應用：
工業設備
- 光伏逆變器、UPS、工業逆變器以及AC伺服驅動等
TLP5814H的適用器件 | ||
SiC MOSFET | 額定電壓超過300 V的高壓Si MOSFET | IGBT |
優異 | 良好 | 適用 |
■ 特性：
- 內建有源米勒鉗位功能
- 額定峰值輸出電流：IOP＝＋6.8 A／–4.8 A
- 高工作溫度額定值：Topr（最大值）＝125 °C
■ 主要規格：
（除非另有說明，否則Ta＝–40 °C至125 °C）
器件型號 | TLP5814H | |||
有源米勒鉗位功能 | 內置 | |||
封裝 | 名稱 | SO8L | ||
尺寸（mm） | 典型值 | 5.85x10x2.1 | ||
絕對最大額定值 | 工作溫度Topr（°C） | –40~125 | ||
峰值輸出電流IOPL／IOPH（A） | ＋6.8／–4.8 | |||
峰值鉗位灌電流ICLAMP（A） | ＋6.8 | |||
推薦工作條件 | 電源電壓VCC（V） | 13~23 | ||
輸入導通電流IF(ON)（mA） | 4.5~10 | |||
電氣特征 | 高電平供電電流ICCH（mA） | VCC–VEE＝23 V | 最大值 | 5.0 |
低電平供電電流ICCL（mA） | 最大值 | 5.0 | ||
輸入閾值電流（L/H）IFLH（mA） | 最大值 | 3.0 | ||
UVLO電壓閾值VUVLO＋（V） | 最大值 | 13.2 | ||
開關特征 | 傳輸延遲時間（L/H）tpLH（ns） | VCC＝23 V | 最大值 | 150 |
傳輸延遲時間（H/L）tpHL（ns） | VCC＝23 V | 最大值 | 130 | |
共模瞬態抗擾度CMH、CML（kV/μs） | Ta＝25 °C | 最小值 | ±70 | |
| 隔離特征 | 隔離電壓BVS（Vrms） | Ta＝25 °C | 最小值 | 5000 |
注：
[1] 米勒電流：當高dv/dt電壓應用于MOSFET的漏極和柵極之間的電容或IGBT的集電極和柵極之間的電容時，產生的電流。
[2] 下橋臂是從使用電源器件的電路的負載中吸收電流的部件，例如串聯至電源負極（或接地）的逆變器，而上橋臂則是從電源為負載提供電流的部件。
[3] 上橋臂和下橋臂短路：由于噪聲引起的故障或開關過程中米勒電流引起的故障，上下電源器件同時接通的現象。
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