智能柵極驅動光耦為工業設備電氣化賦能增效

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當前，我國的碳排放主要集中在工業生產活動，因此工業生產端的減碳勢在必行。在探索綠色未來的進程中，工業領域的重要抓手就是利用功率器件提高電能的利用效率。為充分發揮工業設備中功率器件的作用，既要滿足對更高功率密度、更高通信能力的需求，還要滿足更高安全性的要求，而擁有強大功能且用途廣泛的隔離產品已成為一個必不可少的先決條件。

東芝推出并已量產的智能柵極驅動光耦TLP5212正是符合這些需求的解決方案，適合驅動工業設備中的IGBT、MOSFET等功率器件，并具有保護功能和高度設計靈活性，有助于提高工業設備的電能利用效率。

什么是智能柵極驅動光耦

柵極驅動光耦是一種將光信號傳輸到柵極的集成電路（IC），在驅動IGBT、MOSFET柵極的同時保證光電信號的隔離。這類器件通常具有內置過電流保護功能和輸出大電流的能力。用戶可以根據IGBT、MOSFET的柵極電壓區間來選擇合適的產品。

而相比傳統的柵極驅動光耦，智能柵極驅動光耦可以說是一個革命性的突破。它包含各種保護功能，如有源米勒鉗位功能和故障輸出功能，能夠保護IGBT免受逆變器和其他電路產生的過流的影響。

器件的基本特性

東芝TLP5212是一款高度集成的2.5 A輸出電流的智能柵極驅動光耦，具有IGBT退飽和檢測、隔離故障狀態反饋、柵極軟關斷、有源米勒鉗位和欠壓鎖定（UVLO）等功能。

TLP5212內含兩個紅外發光二極管（LED），一個高增益高速光接收IC和一個柵極驅動光接收IC芯片。該器件的原邊和副邊之間通過光隔離來實現輸出電流的控制和故障信號的反饋功能。

東芝的TLP5212

智能柵極驅動光耦

在使用中等電壓IGBT或功率MOSFET的逆變器等應用中，這款產品可以防止功率器件受到過流的影響。由于采用SO16L薄型封裝，厚度最大值為2.3 mm，TLP5212有助于提高器件在系統板上的布局自由度；盡管作為一款高度集成的器件，其爬電距離和電氣間隙卻同樣很長，最小為8 mm，因此適用于需要高絕緣性能的應用。

TLP5212主要特性如下

? 內置保護操作及自動恢復功能

?峰值輸出電流額定值：IOPH／IOPL＝±2.5 A

?內置IGBT退飽和檢測、過電流檢測、隔離故障狀態反饋和有源米勒鉗位等保護功能

?采用SO16L封裝，以確保8 mm（最小值）的爬電距離和電氣間隙

?5000 V絕緣電壓，最高工作溫度為110℃

以下是TLP5212的主要規格

（當Ta＝-40°C至110°C時，除非另有規定）

功能特性分析

TLP5212符合工業設備的基本規格要求，具有多種保護功能，在簡化外部電路的同時，也有助于降低用于故障檢測和保護操作的柵極驅動光耦的成本。

該產品在額定工作溫度內（Ta＝-40℃至110℃）標定的傳輸延遲時間和傳輸延遲偏差均表現優秀，客戶更容易實現系統設計。

此外，這款智能柵極驅動光耦集成了東芝自有的高度可靠、高輸出功率型紅外線LED，通過輸入邊LED信號從保護動作恢復到待機模式。由于改變了現有產品TLP5214和TLP5214A的輸出類型，同時采用了圖騰柱輸出電路，TLP5212廣泛適用于采用雙N溝道MOSFET（分別包括拉電流N溝道MOSFET和灌電流N溝道MOSFET）的各種工業設備，包括家用光伏發電系統以及用于惡劣工作環境的UPS（不間斷電源）等。

以下是TLP5212的工業逆變器IGBT驅動電路示意：

工業逆變器IGBT驅動電路示意

產品應用方向

TLP5212適用于使用逆變器的各種工業應用，例如工業逆變器、交流伺服驅動器、光伏逆變器、UPS、BMS等應用中的IGBT柵極驅動器和MOSFET柵極驅動器。

TLP5212的應用

東芝半導體擁有豐富的光耦產品，采用長壽命LED，在使用10萬小時后，發光效率僅衰減15%，而傳統的LED為50%。因此，東芝光電耦合器產品不僅可以延長光耦的使用壽命，也能保證光耦的穩定性。未來東芝還會推出更多出色的光耦產品，歡迎大家持續關注！

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