HCPL3120各脚功能电路原理芯片引脚定义引脚图及功能IC贸易商-中国IC网-芯三七

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产品型号HCPL3120的概述

HCPL3120芯片概述 HCPL3120是一款高性能的光耦合器，广泛应用于数字信号传输和隔离电路中。其主要作用是在不直接电气连接的情况下，传输控制信号，同时提供电气隔离，保护敏感电路不受高电压或电流影响。HCPL3120基于光电耦合技术，通常用于电源管理、直流电机控制、开关电源及伺服电机驱动等领域。 HCPL3120的设计兼顾了高速性能和良好的电气隔离特性，使其在各种工业控制和消费电子领域得到广泛使用。这款芯片采用了外部逻辑电平输入和独立的输出端口设计，不仅具有较高的抗干扰能力，而且在多个工作条件下维持高效信号传输。 HCPL3120详细参数 HCPL3120的主要参数如下： - 输入电压（VCC）：4.5V~20V - 绝缘电压：5000Vrms - 输出电流（IO）：最大20mA - 输入电流（IF）：最大10mA - 传播延迟（tpLH）：典型值为85ns（VCC=15V、IF...

产品型号HCPL3120的Datasheet PDF文件预览

2 .0 A ピーク出力電流

IG B Tゲートドライブ用フォトカプラ

H C P L-3 1 2 0

H C N W 3 1 2 0

特ꢀ長

●2.0A（M in.)出力ピーク電流

●15kV/µs（M in.)同相除去雑音(CM R（) @ V_CM=1500V)

●0.5V（M ax.)ローレベル出力電圧（V_OL）

概ꢀ説

HCPL-3120はGaAsP LED，HCNW 3120はAlGaAsとこれと

光学的に結合された出力ステージを持つIC から構成されて

います。このフォトカプラはモータコントロールインバータ

で使用されるパワーIGBT とM OSFET の駆動に使用されま

す。出力段の広い動作電圧範囲は、ゲートをコントロールす

るデバイスが必要な駆動電圧に適合します。HCPL-3120は

1200V/100A クラスのIGBT を直接駆動できます。

● ブートストラップ可能I ：5m A(M ax.)

●ヒステリシス付きUVLO(UnderVoltage LockOut)機能

●広範囲V_CCレンジ：15～30V

●スイッチング速度500ns（M ax.)

●産業機器に合わせた温度範囲スペックꢀ－40℃～100℃

●２種類のパッケージ

HCPL-3120.......... 8ピン標準DIP パッケージ

HCNW 3120 ......... 8ピン400m ilワイドボディパッケージ

●UL規格承認(File NO. E55361)

更に大電力のIGBTを駆動する際はディスクリートで作られ

た駆動回路を介して駆動します。

V_ISO＝2500Vrm s，１分間(HCPL-3120)

＝5000Vrm s，１分間(HCNW 3120)

●CSA 規格承認(File CA88324)

内部回路図

●VDE0884承認

V_IORM＝630Vpeak(HCPL-3120#060)

＝1414Vpeak(HCNW 3120)

応ꢀ用

●絶縁IGBT/M OSFET ゲートドライブ

●AC、ブラシレスDC モータドライブ

●産業インバータ

●スイッチング電源（SM PS）

真理値表(UVLO 機能)

V_CC-V_EE

LED

“Positive Going”“Negative-Going

”

V_O

(i.e., Turn-On)

(i.e., Turn-Off)

OFF

0 -30 V

0 -11 V

0 -30 V

0 -9.5 V

9.5 -12 V

12 -30 V

LOW

11 -13.5 V

13.5 -30 V

TRANSITION

HIGH

0.1μFバイパスキャパシタをPIN ５とPIN ８の間に接続します。

取扱い上の注意：製品を取り扱う際には、静電気放電による破壊、機能低下を防ぐため、一般的な静電気対策をとる必要

があります。別途の製品取扱注意事項を必ずお読み下さい。

6－161

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

発注方法

例

HCPL-3120ꢀ#XXX

オプションなし＝50個単位チューブ(HCPL-3120)

42個単位チューブ(HCNW 3120)

060 ＝VDE0884オプション(HCPL-3120のみ，HCNW 3120は標準)

300 ＝ガルウィングリードオプション，50個単位チューブ(HCPL-3120)

42個単位チューブ(HCNW 3120)

500 ＝テープ＆リールオプション，1000個単位リール(HCPL-3120)

750個単位リール(HCNW 3120)

パッケージ寸法図

標準8ピンDIPパッケージ(HCPL-3120)

RECOGNITION

単位はm m （inch）

“Ｖ”＝オプション060

オプション300,500はマーキングなし

標準8ピンDIPパッケージガルウイングオプション／#300（HCPL-3120）

単位はm m （inch）

公差（指定のない場合）：

xx.xx＝0.01

xx.xxx＝0.005

6－162

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

400m ilワイドボディパッケージ（HCNW 3120）

11.ꢀꢀ

(ꢀ.433ꢁ

11.15 ꢀ.15

(ꢀ.442 ꢀ.ꢀꢀ6ꢁ

MAX.

9.ꢀꢀ ꢀ.15

(ꢀ.354 ꢀ.ꢀꢀ6ꢁ

TYPE NUMBER

DATE CODE

HCNWXXXX

YYWW

1ꢀ.16 (ꢀ.4ꢀꢀꢁ

TYP.

1.55

(ꢀ.ꢀ61ꢁ

MAX.

7° TYP.

+ ꢀ.ꢀ76

- ꢀ.ꢀꢀ51

ꢀ.254

+ ꢀ.ꢀꢀ3ꢁ

- ꢀ.ꢀꢀ2ꢁ

(ꢀ.ꢀ1ꢀ

5.1ꢀ

(ꢀ.2ꢀ1ꢁ

MAX.

3.1ꢀ (ꢀ.122ꢁ

3.9ꢀ (ꢀ.154ꢁ

ꢀ.51 (ꢀ.ꢀ21ꢁ MIN.

2.54 (ꢀ.1ꢀꢀꢁ

TYP.

1.78 ꢀ.15

(ꢀ.ꢀ7ꢀ ꢀ.ꢀꢀ6ꢁ

ꢀ.4ꢀ (ꢀ.ꢀ16ꢁ

ꢀ.56 (ꢀ.ꢀ22ꢁ

単位はm m （inch）

DIMENSIONS IN MILLIMETERS (INCHESꢁ.

400m ilワイドボディパッケージ，ガルウイングリード，オプション／＃300（HCNW 3120）

11.1ꢀ 0.1ꢀ

(0.442 0.00ꢁ6

PAD LOCATION (FOR REFERENCE ONLY6

ꢁ

ꢀ

ꢁ.1ꢀ

(0.2426

TYP.

9.00 0.1ꢀ

(0.3ꢀ4 0.00ꢁ6

12.30 0.30

(0.484 0.0126

0.9

(0.03ꢀ6

1.3

(0.0ꢀ16

12.30 0.30

1.ꢀꢀ

(0.0ꢁ16

MAX.

(0.484 0.0126

11.00

MAX.

(0.4336

4.00

MAX.

(0.1ꢀ86

1.78 0.1ꢀ

1.00 0.1ꢀ

(0.039 0.00ꢁ6

(0.070 0.00ꢁ6

0.7ꢀ 0.2ꢀ

(0.030 0.0106

+ 0.07ꢁ

- 0.00ꢀ1

2.ꢀ4

(0.1006

BSC

0.2ꢀ4

+ 0.0036

- 0.0026

(0.010

単位はm m （inch）

DIMENSIONS IN MILLIMETERS (INCHES6.

7° NOM.

LEAD COPLANARITY = 0.10 mm (0.004 INCHES6.

6－163

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

絶縁関連規格

項ꢀ目

記ꢀ号

HCPL-3120 HCNW 3120

単ꢀ位

m m

条ꢀ件

最小外部空間距離（クリアランス） L(101)

7.1

7.4

9.6

1.0

200

IIIa

入力端子と出力端子間で測定

導体間の絶縁距離

最小外部沿面距離（クリページ）

最小内部空間距離（クリアランス）

沿面抵抗

L(102)

CTI

m m

0.08

200

IIIa

m m

Volts

DIN IEC 112/VDE 0303 Part1

材料グループはDIN VDE 0110, 1/89, Table 1

Isolation Group

オプション300－サーフェスマウントはCECC 00802によるクラスA

絶対最大定格

項ꢀ目

記号

T_S

M in.

－55

－40

M ax.

125

100

単位

℃

注

保存温度

動作温度

T_A

℃

平均入力電流

m A

F(AVG )

ピークトランジェント入力電流

1.0

F(TRAN)

(＜1 µsパルス幅, 300 pps)

HCPL-3120

HCNW 3120

逆入力電圧

V_R

Volts

入力電流，立ち上がり/下り時間

“ハイ”ピーク出力電流

“ロー”ピーク出力電流

電源電圧

_{r(IN )}/t

f(IN )

O H(PEAK)

500

2.5

O L(PEAK)

(V_CC-V_EE

)

Volts

m W

出力電圧

V_O

P_O

P_T

V_CC

250

295

出力消費電力

トータル消費電力

HCPL-3120

HCNW 3120

260℃，10秒，リードの細くなるところより1.6 m m 下

260℃，10秒，デバイスの底面より下方のリード部

リード半田付け温度

最大リフロー半田付け温度プロファイル

下図参照

最大リフロー半田付け温度プロファイル

26ꢀ

24ꢀ

22ꢀ

∆T = 145°C, 1°C/SEC

∆T = 115°C, ꢀ.3°C/SEC

2ꢀꢀ

18ꢀ

16ꢀ

14ꢀ

12ꢀ

1ꢀꢀ

8ꢀ

∆T = 1ꢀꢀ°C, 1.5°C/SEC

6ꢀ

4ꢀ

2ꢀ

ꢀ

1ꢀ

TIME – MINUTES

MAXIMUM SOLDER REFLOW THERMAL PROFILE

(NOTE: USE OF NON-CHLORINE ACTIVATED FLUXES IS RECOMMENDED.ꢁ

6－164

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

推奨動作条件

項ꢀ目

記号

M in.

M ax.

単位

電源電圧

(V_CC-V_EE

)

Volts

HCPL-3120

HCNW 3120

入力電流（ON）

F(O N )

m A

入力電圧（OFF）

動作温度

V_{F(O FF)}

T_A

－3.0

－40

0.8

100

℃

電気的特性（DC）

（特に指定のない限り推奨動作条件下，V_EE=GND）

項ꢀꢀ目

記ꢀ号

型ꢀ名

M in.

0.5

Typ.*

M ax. 単ꢀ位

テスト条件

図

2, 3,

注

ハイレベル出力電流

1.5

V_O＝(V_CC－4 V)

V_O＝(V_CC－15 V)

V_O＝(V_EE＋2.5 V)

V_O＝(V_EE＋15 V)

2.0

ローレベル出力電流

0.5

2.0

5,6

2.0

ハイレベル出力電圧

ローレベル出力電圧

ハイレベル供給電流

ローレベル供給電流

1, 3

V_OH

(V_CC－4) (V_CC－3)

I ＝－100 m A

6, 7

4, 6

V_OL

0.1

2.0

0.5

5.0

I ＝100 m A

OutputOpen,

CCH

m A

I ＝7 to 16 m A

7, 8

OutputOpen,

CCL

V_F＝－3.0 to ＋0.8 V

スレッシュホールド

HCPL-3120

HCNW 3120

2.3

5.0

8.0

FLH

入力電流（ロー→ハイ）

スレッシュホールド

I ＝0 m A,

9, 15,

V_O＞5 V

V_FHL

0.8

入力電圧（ハイ→ロー）

HCPL-3120

HCNW 3120

HCPL-3120

HCNW 3120

HCPL-3120

HCNW 3120

HCPL-3120

HCNW 3120

1.5

1.2

1.6

1.8

入力順電圧

V_F

I ＝10 m A

1.95

－1.6

順電圧の温度係数

入力逆破壊電圧

入力容量

ΔV_F/ΔT_A

BV_R

m V/℃ I ＝10 m A

－1.3

I ＝10µA

I ＝100µA

C_IN

f＝1 M Hz, V_F＝0 V

UVLO

V_UVLO+

V_UVLO-

11.0

9.5

12.3

10.7

1.6

13.5

12.0

V_O＞5 V,

22,

スレッシュホールド

UVLO ヒステリシス

I ＝10 m A

UVLO_HYS

*特に指定のない限り全てのTyp.値はT_A＝25℃，V_CC－V_EE＝30V

6－165

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

スイッチング特性（AC）

（特に指定のない限り推奨動作条件下，V_EE=GND）

項ꢀ目

伝達遅延時間

記ꢀ号

M in.

0.10

Typ.*

0.30

M ax.

0.50

単ꢀ位

テスト条件

図

注

PLH

µs

10, 11,

12, 13,

（出力“L”→“H”）

伝達遅延時間

Rg＝10Ω,

0.10

0.30

0.50

0.3

µs

14, 23

PHL

（出力“H”→“L”）

Cg＝10 nF,

f＝10 kHz,

パルス幅ひずみ

PW D

２部品間の

PDD

DutyCycle＝50%

－0.35

0.35

34,35

伝達遅延時間差

(t -t )

PHL PLH

立ち上がり時間

立ち下がり時間

UVLO（On）遅れ

0.1

µs

V_O＞5 V,

0.8

0.6

µs

UVLO ON

I ＝10 m A

UVLO（Off）遅れ

V_O＜5 V,

UVLO OFF

I ＝10 m A

瞬時同相除去電圧

（出力“H”）

T_A＝25℃,

I ＝10 to 16 m A,

｜CM

｜

kV/µs

11, 12

11, 13

V_CM＝1500 V,

V_CC＝30 V

瞬時同相除去電圧

（出力“L”）

T_A＝25℃,

V_CM＝1500 V,

V_F＝0 V,

｜CM

｜

V_CC＝30 V

パッケージ特性

項ꢀꢀ目

記ꢀ号

V_ISO

型ꢀ名

M in.

2500

Typ.*

M ax. 単ꢀ位

テスト条件

図

注

入力－出力間

HCPL-3120

HCNW 3120

HCPL-3120

HCNW 3120

RH ＜50% ,

Vrm s t＝1 m in.,

_A＝25℃

瞬時耐圧**

8, 9

5000

抵抗

10¹²

10¹³

V_I-O＝500 V_DC

（入力－出力間）

R_I-O

10¹²

10¹¹

T_A＝25℃

T_A＝100℃

容量

HCPL-3120

HCNW 3120

0.6

0.5

C_I-O

f＝1 M Hz

（入力－出力間）

0.6

LED －ケース間

温度抵抗

θ_LC

θ_LD

θ_DC

467

442

126

℃/W

Therm ocoupler

located at

LED －ディテクタ間

温度抵抗

center

underside of

package

ディテクタ－ケース間

温度抵抗

*特に指定のない限り全てのTyp.値はT_A＝25℃，V_CC－V_EE＝30V

**入力－出力間瞬時耐圧は入力－出力間連続電圧ではない絶縁電圧です。連続電圧は機器レベルの安全スペックを参照なさるか、Agilentアプ

リケーションノート1074の“オプトカプラ入力－出力耐電圧”を参照ください。

6－166

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

注:

1. 70℃以上の場合0.3mA/℃で減少

9. ピン１,２,３,４をそれぞれ接続し、またピン５,６,７,８を接

続し２端子の部品とみなしてテストします。

2. 最大パルス幅10µsかつ最大デューティーサイクル0.2% でのピー

ク値です。

3. 70℃以上の場合4.8mW /℃で減少

10. 同じテスト条件下(温度等)における複数の製品間でのt ，t ,

PHL

PLH

のバラツキをスペック。

11. １ピンと４ピンはLED コモンに接続してください。

4. 70℃以上の場合5.4mW /℃で減少。最大LED ジャンクション温度

は125℃を越えてはならない。

12. ハイ状態の瞬時同相除去電圧は出力がハイの状態（すなわちVo

＞15V）を維持できるdV_CM/dtの最大値です。

5. 最大パルス幅＝50µs,最大デューティーサイクル＝0.5%

6. このテストではV_OHはDC 負荷電流で測定されています。ꢀ

7. 最大パルス幅＝1ms,最大デューティーサイクル＝20%

8. UL1577による3000Vrms，１秒間の電圧(HCPL-3120)，6000Vrms，

１秒間の電圧(HCNW 3120)でテストしています。

13. ロー状態の瞬時同相除去電圧は出力がローの状態（すなわちV_O

＜1.0V）を維持できるdV_CM/dtの最大値です。

14. この負荷条件は1200V/75A のIGBT の負荷と同等です。

15. パルス幅歪み（PW D）は｜t -t ｜として定義されます。

PHL PLH

（I ＜5µA）このテストではVDE0884絶縁特性表に示されるよう

I-O

に部分放電試験（method"b"）の全数検査の前に行われます。

図1．V_OH－温度特性

図2．I －温度特性

図3. V_OH－I 特性

図4．V_OL－温度特性

図5．I －温度特性

図6. V_OL－I 特性

6－167

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

HCPL-3120

図7．I －温度特性

図8．I －V_CC特性

図9. I_FLH－温度特性

図10．伝達遅延－V_CC特性

図11．伝達遅延－I 特性

図12. 伝達遅延－温度特性

図13．伝達遅延－Rg特性

6－168

図14．伝達遅延－Cg特性

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

HCPL-3120

図15. I -V_O伝達特性

図16．I －V_F特性

(HCPL-3120)

図17．I 試験回路

(HCPL-3120)

図18．I_OL試験回路

図19．V_OH試験回路

(HCPL-3120)

図20．V_OL試験回路

図21．I 試験回路

FLH

6－169

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

(HCPL-3120)

図22．UVLO試験回路

(HCPL-3120)

図23．t_PLH, t_PHL, tとt の試験回路と波形

(HCPL-3120)

図24．CM R試験回路と波形

6－170

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

以下の全ての情報はHCPL-3120，HCNW 3120の両製品について解説しています。

応用情報（負方向IGBT ゲートドライブの省略)

ドライブ電源を省略することが可能です。ボードのアート

ワークの際には、IGBT のコレクターあるいはエミッターの

パターンが，HCPL-3120の入力に近づかない様に気をつけて

下さい。この間の結合は、IGBT側のトランジェントがHCPL-

3120のLED 入力に飛び込む事につながり，パーフォマンス

の劣化をもたらします。（もし、どうしても近づける必要が

ある場合は、トランジェントの結合により，オフ状態のLED

が点灯しないように，オフ状態でLEDが逆バイアスとなるよ

うにドライブ回路を設計してください）

HCPL-3120はIGBT を完全にOFFする為に0.5V という低い

最大V_OLを実現しています。またDM OSトランジスタを使用

することによって低いV_OLと1Ω のON 抵抗でHCPL-3120が

ローの状態の時IGBTのゲートをRg+1Ωでエミッタにショー

トできます。図25に示されるような応用ではRgと，HCPL-

3120からIGBTゲートとエミッタ（恐らくIGBT上で小さい

PC ボードの上に直接付けることにより）へのリードのイン

ダクタンスを最小化させることによって負方向IGBTゲート

図25．推奨LED駆動回路と応用回路

6－171

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

IGBT のスイッチングロスを最小限にするゲート抵抗

（Rg）の選択

Step2：HCPL-3120の消費電力のチェックと必要にな

るRgを増やす

Step1：I ピーク値からRg最小値を計算する

HCPL-3120の消費電力の合計はエミッタ電力（P_E）と出力電

力（P_O）の合計です。

図26のIGBTとRgはHCPL-3120によって供給される電圧と

シンプルRC 回路と近似できます。ꢀ

P_T

P_E

P_E+ P_O

I･V_F･Duty Cycle

P_O（BIAS)+ P_O（SW

ITCHING)

(V_CC– V_EE- V )

Rg≥ ––––––––––––^O––^L–

I_OLPEAK

I ･(V_CC-V_EE)

+ E_{SW （}R_G, Q_G)･f

(V_CC– V_EE- 2 V)

= ––––––––––––––––

I_OLPEAK

I ＝16m A（最悪値）での図26で、Rg=8Ω、M ax Duty

Cycle=80% 、Qg=500nC、f=20kHzandT_Amax=85℃：

(15 V + 5 V - 2 V)

= ––––––––––––––––––

2.5 A

P_E

P_O

16 m A･1.8 V･0.8 = 23 m W

= 7.2 Ω ≅ 8 Ω

4.25 m A･20 V

+ 5.2 µJ･20 kHz

85mW + 104mW

189mW

前式のV_OL＝2V はピーク電流値2.5A での余裕を持った値と

なっています。（図６）更に低いRgにおいてはHCPL-3120か

らの電圧波形は理想的なステップ波形ではありません。負方

向ゲートドライブが省略されればV_EEは0V になります。

> 178 m W (P_{O(M AX)}@ 85℃

･

250 m W -15 ｡C 4.8 m W /℃)

図26. 負方向IGBTゲートドライブによるHCPL-3120標準応用回路

P_E項目

概ꢀ要

P_O項目

概ꢀ要

LED 電流

供給電流

V_F

LED オン電圧

V_CC

V_EE

正供給電圧

負供給電圧

DutyCycle

最大LED

デューティサイクル

E_SW(Rg,Q g)

それぞれのIGBT をスイッチングさせる

HCPL-3120の消費エネルギー（図27参照）

スイッチング周波数

6－172

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

前式で4.25mA のI 値は5mA のI 最大値（－40℃時）を図

CC CC

それぞれのアプリケーションにおいて、ボード設計及び部品

配置によってq_CAは違いますが、いずれにせよ、T_JEとT_JDは、

125℃以下に押さえる必要があります。

７を使った比例計算により90℃時のI 最大値として求めて

います。

この場合のP_OはP_O(max)を越えるのでRgはHCPL-3120の消費

電力を押さえる為に大きくします。

LED 駆動回路

超高CM R 特性の理由

P_O

ディテクタシールドがなければフォトカプラのCM R 不良は

図29に示すようにフォトカプラの入力側からディテクタIC

への容量結合によるものが主な原因となります。HCPL-3120

は透明な薄いファラデーシールドを持つディテクタIC を用

いてCM R の性能を改善しています。これで、容量結合によ

り誘起された雑音電流を逃がす事によって、高感度なIC回路

部を守ります。しかし図30に示す通り、このシールドはLED

とフォトカプラの５～８ピン間の容量結合までを取り去るこ

とはできません。この場合の容量結合は同相雑音によるLED

電流みだれの原因となり、シールドされたカプラのCM R 不

良の主な原因となります。高CM R LED 駆動回路は同相雑音

があってもLED を正しい状態（オン／オフ）にしておくとい

うことで達成できます。例えば推奨応用回路（図25）ではシ

ンプルな回路で15kV/µsのCM R を実現できます。LED を正

しい状態に保つ技術を2つの場合に分け説明します。

(SW ITCHING M AX)

= P_{O (M AX)}-P_O

(BIAS)

= 178mW -85mW

= 93mW

P_O

(SW ITCHINGM AX)

E_SW

(M AX)

93mW

= 4.65µW

20kHz

図27より、Qg＝500nCの場合E ＝4,65µW の時にRg＝10.3

になります。

Ω

温度モデル

HCPL-3120の安定した状態での温度モデルを図28に示しま

す。このモデルの温度抵抗値はある動作状態のそれぞれの点

での温度を計算する為に使われます。発生した総ての熱は、

熱抵抗θ_CAを通り、それに比例してケース温度T_Cを上昇させ

ます。θ_CAは、設計に依存します。θ_CA＝83℃/W という値は、

グランド層もなく、細いパターンを引いた2.5×2.5インチ角

のPC 基板の中央に１個のHCPL-3120を半田付けをした、無

風状態での実測値です。絶対最大消費電力値は、θ_CA＝83℃

を前提に決めています。図29に示す、温度モデルを使い、LED

と受光IC の接合温度は次の式で表せます。

T_JE=P_E･(θ_LC| |(θ_LD+θ_DC)+θ_CA

)

_LC･θ_DC

θ_LC+θ_DC+θ_LD

_LC･θ_DC

θ_LC+θ_DC+θ_LD

+P_D･

(

+θ_CA

)

+T_A

T_JD=P_E

(

)

+P_D･(θ_LD| |(θ_LD+θ_LC)+θ_CA)+T_A

図28のθ_LCとθ_DCの値を代入して

T_JE= P_E･(256℃/W + θ_CA)

+ P_D･(57℃/W + θ_CA)+T_A

T_JD= P_E･(57℃/W + θ_CA)

+ P_D･(111℃/W + θ_CA)+T_A

図27．IGBTスイッチング周期による

HCPL-3120のエネルギー浪費ꢀꢀ

例として、P_E＝45mW ,Po＝250mW ,T_A＝70℃、θ_CA＝83℃/

W を、代入すると、

･

T_JE= P_E339℃/W + P_D140℃/W + T_A

･

= 45mW 339℃/W + 250mW

･

140℃/W + 70℃= 120℃

･

T_JD= P_E140℃/W + P_D194℃/W + T_A

･

= 45mW 140℃/W + 250mW

･

194℃/W + 70℃= 125℃

6－173

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

T_JE= LED ジャンクション温度

T_JP= ディテクタIC ジャンクション温度

T_C= パッケージの底面中央を測定したケース温度

θ_LC= LED －ケース間温度抵抗

θ_LD= LED －ディテクタ温度抵抗

θ_DC= ディテクタ－ケース温度抵抗

θ_CA= ケース－周囲温度抵抗

*θ_CAはボードデザインと、部品の位置によって決まります。

図28．温度モデル

LED がオンの時のCM R（CM R_H）ꢀ

IPM デッドタイムと伝達遅延特性

この場合は同相雑音があってもLEDをオンし続けなければな

りません。これは入力スレッシュホールドを越えたLED電流

でオーバードライブすることで達成できます。ＬＥＤ駆動電

HCPL-3120はインバータ設計における“デッドタイ

ム”を最小限にするために伝達遅延（PDD）をス

ペックしています。デッドタイムとは高圧側と低圧

側の２個（図25のQ1とQ2）の両方がオフしている

間の時間を言います。また、Q1とQ2が両方オン時

間が少しでもあると、両トランジスタに大電流が流

れてしまいます。

流を最少10mA と設計することで、最大I 仕様に対し５mA

FLH

のマージンを持つことになり、15kV/µsのCM Rを達成できま

す。

LED がオフする時のCM R（CM R_L）

この場合は同相雑音があってもLEDをオフし続けなければな

りません。例えば、図31において、dV_CM/Dtが負の同相雑音

のトランジェントが起きた場合、C_LEDPに流れる電流が、LED

を流れると有害ですが、ロジックゲートの中のオン状態のト

ラジスタ（ON 抵抗R_SAT、飽和電圧V_SAT）を介して流れます。

いずれにしても、この状態でV_SATが、V_F(OFF)を越えなければ、

LED は点灯しません。図32に示すオープンコレクタでのド

ライブ回路では、dV_CM／dtが正の同相雑音のトランジェン

トが起きた場合、C_LEDPに流れる電流I_LEDNは、LED をから供

給されるしかありません。従って、この電流がLED をオンさ

せてしまい、CM R には弱い駆動方法です。図33は、推奨回

路と良く似た回路で、これも超高CM R 駆動回路です。

UVLO（UnderVoltage LockOut）機能

UVLO はHCPL-3120の供給電圧（完全に充電されたIGBT

ゲート電圧と等しい）がIGBTを低い抵抗の状態に保つため

に必要な電圧以下に下がってしまう不良条件時にIGBTを保

護するためのものです。HCPL-3120の出力がハイの状態にな

り、供給電圧がV_UVLO-スレッシュホールド（9.5＜V_UVLO-

＜

12.0）より下がってしまうとおよそ0.6µs（UVLO Turn Off

Delay）でHCPL-3120の出力はローの状態になります。次に

供給電圧がV_UVLO+スレッシュホールド（11.0＜V_UVLO+＜13.5）

を越えると出力は約0.8µs（UVLO TurnOnDelay）でハイの

状態（LED がオンしていると仮定して）復帰します。

6－174

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

図29．シールドされていないフォトカプラの

入力－出力間容量モデル

図30．シールドされたフォトカプラの入力－出力間容量モデル

図31．同相雑音時における図25の等価回路

図32．非推奨オープンコレクタ駆動回路

デッドタイムを最小限にするためにはLED2のオンをLEDの

オフに対して遅らせて図34に示す様にQ2がオンしたと同時

にQ1がオフになる様に設計します。この条件の時に必要な

遅れ時間の差の合計が－40℃～100℃の温度範囲で伝達遅延

PDD_{M AX}350nsとなります。最大伝達遅延だけLED信号を遅ら

せることで最小デッドタイムは図35に示される様に最大と

最小の伝達遅延の差となります。HCPL-3120の最大デッドタ

イムは－40℃～100℃の動作温度範囲で700ns（＝350ns－

（－350ns））となります。フォトカプラはそれぞれ接近して

マウントされ、また同じIGBTをスイッチングしているので

PDDとデッドタイムを計算するために使われた伝達遅延時間

は同じ温度とテスト条件で測定したということに御注意下さ

い。

図33．超高CM Rによる推奨LED駆動回路

6－175

H C P L-3 1 2 0 /H C N W 3 1 2 0

図36．UVLO

HCNW 3120

図34．ゼロデッドタイムによる最小LEDスキュー

HCPL-3120

注：デッドタイムとPDD を計算した全ての伝達遅延時間は，同じ温度，テスト条件で測定しています。

図35．デッドタイムの波形

図37.VDE0884による温度ディレーティン

グカーブ（故障時の安全限界）

6－176

フォトカプラ製品取扱注意事項

フォトカプラ製品取扱い注意事項

洗浄について

環境規制について

・塩素系フラックス及び塩素系の洗浄剤のご使

用は避けてください。

ꢀフォトカプラを始め当社半導体部品には、オ

ゾン層破壊規制物質、並びに特定臭素系難燃材

料（PBBO_S、PBB_S）は使用されていません。

・一部の洗浄剤には高温下において塩素原子等

が分離するものがありますので、洗浄剤の管

理についても十分注意を払う必要があります。

・超音波洗浄につきましては、その条件等に

よっては、ワイヤーボンディングへの影響を

始め、フォトカプラに悪影響を及ぼす可能性

が考えられますので、必ず十分に安全性をご

確認の上、実施されるようお願いします。

難燃性グレードについて

ꢀ全ての当社フォトカプラは難燃性グレード

“UL94V-0”です。

6－177

当社半導体部品のご使用にあたって

仕様及び仕様書に関して

・本仕様は製品改善および技術改良等により予告なく変更する場合があります。ご使用の際には最

新の仕様を問い合わせの上、用途のご確認をお願いいたします。

・本仕様記載内容を無断で転載または複写することは禁じられております。

・本仕様内でご紹介している応用例（アプリケーション）は当社製品がご使用できる代表的なもの

です。ご使用において第三者の知的財産権などの保証または実施権の許諾に対して問題が発生し

た場合、当社はその責任を負いかねます。

・仕様書はメーカとユーザ間で交わされる製品に関する使用条件や誤使用防止事項を言及するもの

です。仕様書の条件外で保存、使用された場合に動作不良、機械不良が発生しても当社は責任を

負いかねます。ただし、当社は納品後1年以内に当社の責任に帰すべき理由で、不良或いは故障

が発生した場合、無償で製品を交換いたします。

・仕様書の製品が製造上および政策上の理由で満足できない場合には変更の権利を当社が有し、そ

の交渉は当社の要求によりすみやかに行われることとさせて頂きます。なお、基本的に変更は3ヶ

月前、廃止は1年前にご連絡致しますが、例外もございますので予めご了承ください。

ご使用用途に関して

・当社の製品は、一般的な電子機器（コンピュータ、OA 機器、通信機器、AV 機器、家電製品、ア

ミューズメント機器、計測機器、一般産業機器など）の一部に組み込まれて使用されるものです。

極めて高い信頼性と安全性が要求される用途（輸送機器、航空・宇宙機器、海底中継器、原子力

制御システム、生命維持のための医療機器などの財産・環境もしくは生命に悪影響を及ぼす可能

性を持つ用途）を意図し、設計も製造もされているものではありません。それゆえ、本製品の安

全性、品質および性能に関しては、仕様書（又は、カタログ）に記載してあること以外は明示的

にも黙示的にも一切の保証をするものではありません。

回路設計上のお願い

・当社は品質、信頼性の向上に努力しておりますが、一般的に半導体製品の誤動作や、故障の発生

は避けられません。本製品の使用に附随し、或いはこれに関連する誤動作、故障、寿命により、

他人の生命又は財産に被害や悪影響を及ぼし、或いは本製品を取り付けまたは使用した設備、施

設または機械器具に故障が生じ一般公衆に被害を起こしても、当社はその内容、程度を問わず、

一切の責任を負いかねます。

お客様の責任において、装置の安全設計をお願いいたします。

6－178

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HCPL3160产品参数

型号:	HCPL3160
生命周期：	Obsolete
Reach Compliance Code：	unknown
风险等级：	5.83
Base Number Matches：	1

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