HCPL-3140、HCPL-0314 0.4安培输出电流IGBT门极驱动光耦 数据

说明

HCPL-3140/HCPL-0314系列设备包括与集成电路光学耦合的GaAsP发光二极管带功率输出级的电路。这些光耦合器非常适合驱动功率igbt用于电机控制逆变器的mosfet应用。的高工作电压范围输出级提供闸门控制装置。电压和电流由这种光耦提供，非常适合直接驱动中小功率igbt。为了具有更高额定值的IGBT，HCPL-3150（0.5 A）或可使用HCPL-3120（2.0A）光耦。

特征

0.4 A最小峰值输出电流高速响应：超过温度的最大传播延迟为0.7微秒范围超高CMR:VCM=1KV时最小25KV/微秒自举电源电流：最大3毫安宽工作温度范围：–40°C至100°C宽VCC工作范围：10 V至30 V超温。范围提供DIP8和SO8包装安全认证：UL认证，3750 Vrms，持续1分钟。CSA批准。IEC/EN/DIN EN 60747-5-2认证VIORM=630 V峰值（HCPL-3140）

应用

隔离IGBT/功率MOSFET栅极驱动

交流和无刷直流电机驱动器

家用电器用逆变器

工业逆变器

开关电源（SMPS）

IEC/EN/DIN EN 60747-5-2绝缘特性（HCPL-3140选项060）

参考隔离和控制组件设计目录中的光耦部分，在产品安全规定部分，IEC/EN/关于方法a和方法b局部放电试验剖面的详细说明，请参见DIN EN 60747-5-2。参考下图了解PS和环境温度的关系。

开关规范（AC）除非另有规定，否则超过推荐的操作条件。

笔记：

1.以0.3毫安/摄氏度的速率线性降低70°C以上的自由空气温度。

2.最大脉冲宽度=10微秒，最大占空比=0.2%。该值旨在考虑IO峰值设计的部件公差最小值=0.4 A。有关限制IOL峰值的更多详细信息，请参阅应用部分。

3.在85℃以上线性减额，自由空气温度为4.0 mW/℃。

4.输入功耗不需要降额。

5.最大脉冲宽度=50微秒，最大占空比=0.5%。

6.在这个测试中，VOH是用直流负载电流测量的。当驱动电容性负载时，当IOH接近零安培时，VOH将接近VCC。

7.最大脉冲宽度=1 ms，最大占空比=20%。

8.根据UL 1577，每个光耦通过施加绝缘测试电压≥4500 Vrms 1秒（泄漏检测）进行验证测试电流限制II-O≤5μA）。本试验在IEC/EN/DIN EN所示局部放电100%生产试验（方法B）之前进行60747-5-2绝缘特性表（如适用）。

9.该器件被认为是一个双端器件：输入端的引脚短接在一起，输出端的引脚短接在一起。

10.PDD是指在相同试验条件下，任何两个部件或通道之间的tPHL和tPLH之间的差异。

11.共模瞬态抗扰度是共模脉冲VCM的最大容许值，以确保输出将保持在高状态（即Vo>6.0V）。

12.低状态下的共模瞬态抗扰度是共模脉冲VCM的最大容许dVCM/dt，以确保输出将保持在低状态（即Vo<1.0V）。

13.该负载条件近似于1200 V/25 a IGBT的栅极负载。

14.当驱动IGBT的工作频率和Qg增大时，电源电流增大。

应用程序信息消除负IGBT门极驱动为了使IGBT牢固关闭，HCPL-3140/HCPL-0314具有极低最大容积1.0v.最小值规范Rg和导线电感HCPL-3140/HCPL-0314至IGBT门极和发射极（可能通过安装a上的HCPL-3140/HCPL-0314正上方的小型PC板IGBT）可以消除负IGBT门极驱动应用程序，如图19。要小心用这样的PC板设计避免IGBT集电极的布线或发射器轨迹接近HCPL-3140/HCPL-0314输入组件这会导致不必要的瞬态信号耦合HCPL-3140的输入/HCPL-0314和降解。（如果IGBT排水管必须布置在HCPL-3140/HCPL-0314输入，那么LED应该是反向的在关闭状态时有偏差防止瞬态信号从IGBT漏极耦合从打开HCPL-3140/HCPL-0314.）

选择栅极电阻（Rg）步骤1：根据IOL峰值规格计算Rg最小值。IGBT图19中的Rg可以分析为一个简单的RC电路HCPL-3140/HCPL-0314提供的电压。

上式中5 V的体积值是峰值处的体积电流为0.6A（见图6）。步骤2：检查HCPL-3140/HCPL-0314的功耗和必要时增加Rg。HCPL-3140/HCPL-0314总功率耗散（PT）等于发射极功率（PE）和输出功率（PO）。

其中KICC•Qg•f是由于切换引起的ICC增加，KICC是常数为0.001毫安/（nC*kHz）。对于图19中带有IF的电路（最坏情况）=10毫安，Rg=32Ω，最大占空比=80%，Qg=100 nC，f=20 kHz，TAMAX=85°C：

在上一个公式中，ICC的3ma值是整个工作温度范围。由于这种情况下的PO小于PO（MAX），因此Rg=32Ω对于功耗。

LED驱动电路注意事项超高CMR性能如果没有探测器屏蔽光耦的主要原因CMR故障是电容性的从输入侧的耦合光耦，通过封装，至探测器IC如图21所示。这个HCPL-3140/HCPL-0314改进通过使用探测器集成电路透明法拉第屏蔽转移电容耦合电流远离敏感集成电路。但是，这个盾牌不能消除电容LED与光耦引脚5-8如所示图22。这个电容器耦合引起扰动公共时的LED电流模式瞬变并成为CMR故障的主要来源屏蔽光耦。主要高CMR的设计目标LED驱动电路变为保持LED正常公共期间的状态（开或关）模式瞬变。例如，推荐的应用程序电路（图19），可以实现10千伏/微秒CMR，同时最小化组件复杂性。保持LED的技术适当的状态在接下来的两部分。

带LED的CMR（CMRH）一种高CMR LED驱动电路期间必须保持LED亮起共模瞬态。这是通过过度驱动LED来实现超出输入的电流使其不被拉动的门槛低于临界值短暂的。最小发光二极管8毫安的电流提供足够的保证金最大5毫安至达到10千伏/微秒CMR。LED熄灭时的CMR（CMRL）高CMR LED驱动器电路必须保持LED熄灭（VF≤VF（关））期间模式瞬变。例如，在-dVCM/dt瞬态图23，水流通过CLEDP通过的RSAT和VSAT逻辑门。只要低产生的状态电压逻辑门小于VF（关）LED将保持熄灭，不将发生共模故障。开路集电极驱动电路，如图24所示，不能保存a+dVCM/dt期间LED熄灭暂时的，因为所有的电流流过克莱顿一定是由LED提供不推荐用于要求极高的应用CMR1性能。这个替代驱动电路像推荐的应用电路（图19），是否达到超高CMR调车性能处于关闭状态。IPM死区时间与传播延迟规格HCPL-3140/HCPL-0314包括传播延迟差异（PDD）规范旨在帮助设计师最小化他们的“死区时间”电源逆变器设计。死的时间就是时间的高低侧功率晶体管关闭。

Ql和Q2中的任何重叠传导会导致流经从高压到低压电机的功率器件铁轨。使死亡时间最小化给定设计，打开LED2应延迟（相对关闭LED1），以便在最坏的情况下，晶体管Q1刚刚关了当晶体管Q2导通时，作为如图26所示。金额为实现这一目标所必需的延迟条件等于的最大值传播延迟差规格，PDD max，即指定为500纳秒工作温度范围-40°至100°C。延迟LED信号最大传播延迟差异确保最小死区时间是零，但是不告诉设计师最长死亡时间为。这个最大死区时间等于区别于最大值和最小值传播延迟差规格如所示图27。最大死亡人数HCPL-3140/HCPL的时间-0314为1微秒（=0.5微秒-（-0.5微秒）超过工作温度范围为-40°C至100°C。注意，传播延迟用于计算PDD和死区时间是相等的温度和试验条件因为光耦在下面考虑通常是安装在靠近彼此交换相同的IGBT。