预驱动，高抗扰，光耦界的新型N95

[导读]点击“东芝半导体”，马上加入我们哦！光耦，又被称作“隔离器”，因其具有优异的隔离保护机制，而被广泛应用于电子电路设计中。特别是一些专项的功率驱动电路设计当中，光耦器件的隔离作用是至关重要的，它能防止干扰趋势发展和故障进一步扩大，保证整个电路系统的稳定运行。光耦器件可以说是用它自身...

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光耦，又被称作“隔离器”，因其具有优异的隔离保护机制，而被广泛应用于电子电路设计中。特别是一些专项的功率驱动电路设计当中，光耦器件的隔离作用是至关重要的，它能防止干扰趋势发展和故障进一步扩大，保证整个电路系统的稳定运行。

光耦器件可以说是用它自身的属性很好地诠释了什么叫“小材大用”，单从结构组成上来讲它仅由一个光控晶闸管耦合和一个红外发光二极管组成，十分简单。但它却具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，这对电路的稳定运行极其重要。但是市面上的一些光耦器件存在着保护不及时、传输延迟较大的问题，从而影响控制精度。

TLP5231是东芝面向中大电流IGBT／MOSFET推出的一种预驱动光耦，该款光耦内置多种功能，其中包括通过监控集电极电压来实现过流检测，真正意义上起到了隔离保护的作用。

01全新的预驱动光耦

光耦内部能集成缓冲器吗？相信很多设计者都有相同的疑惑。

光耦的工作原理是流进输入端的电信号驱动发光二极管生成对应波长的光信号，结合耦合器的光探测器再将其转换成电信号，最后放大输出，起到了输入端与输出端的隔离效果。在大功率光耦隔离电路中，接入放大输出端的外围IGBT或MOSFET器件往往都是需要中大电流进行驱动的，光靠放大器来功率输出是比较吃力的，而且效果非常差。而在TLP5231中，使用外部P沟道和N沟道互补的MOSFET作为缓冲器，来控制中大电流IGBT和MOSFET。并且通过改变外部互补MOSFET缓冲器的大小，TLP5231能够为各种IGBT和MOSFET提供所需的栅极电流。

目前市场现有产品需要使用双极型晶体管构成的缓冲电路来实现电流放大，这会在工作中消耗基极电流。而TLP5231能够使用外部互补MOSFET缓冲器，仅在缓冲器MOSFET的栅极充电或放电时消耗电流，有助于降低功耗。

02优秀的器件特性

TLP5231是一个峰值电流为2.5A的双输出IGBT栅极预驱动光电耦合器，在-40℃至110℃的环境中能够正常运作，最大可接受阈值为3.5mA，并且可以将光耦传输延迟有效的控制在300ns内。光耦的隔离电压能够达到5000Vrms以上，同时支持光耦安全保护机制，其正、负栅极电源侧都支持欠压关锁保护。具备国际上UL，cUL，VDE，CQC认证，安全可靠性不言而喻。

除此之外，TLP5231高超的设计工艺奠定了器件优秀的工作特性。

其一，内部集成一种新型高功率红外发光二极管，它具有多量子阱（MQW）结构，能够减小光传输损耗，大大提升其使用寿命，增加产品的可靠性。

其二，器件本身也提供广泛的光电耦合器组合，可在1mA的低输入电流下工作。这是通过使用高功率LED来实现的。这些光耦合器可以直接由微控制器驱动，而不需要任何缓冲器，因此有助于降低系统功耗。

其三，产品的体积显得非常的“小巧”，将光电耦合器放置在PCB背面可以减少安装在顶部的部件数量，从而能够缩小电路板的尺寸，提高设计的灵活性。

03独特的保护机制

TLP5231具有独特的开关特性，因此能够很好地维持光耦系统的正常运作。智能栅极驱动光电耦合器具有IGBT／功率MOSFET去饱和检测，隔离故障状态反馈，可配置的软栅极关断和欠压锁定功能。在检测到VCE(sat)或UVLO（集电极开路输出）时去激活反馈机制，当监控集电极电压检测到过流或UVLO时，故障信号会输出到一次侧，从而很好地判断故障原因来自何处，便于进一步的更正修复。同时也可以通过使用另一个外部N沟道MOSFET实现可配置栅极软关断时间，运用可使用的内部保护机制对系统进行保护。

04广泛的应用场景

作为一款强大的预驱动光耦器件，也奠定了它在市场上有着不俗的应用场景。TLP5231能够应用在很多的工业设备、汽车电子、清洁能源设备、办公设备、家用电器和住房设备当中。同时由于该光耦具备的传输时延低、输出电流大、控制频率高等优秀特点，很好地弥补了IGBT和MOSFET的自身不足之处，因此常用于工业领域的交流电机和直流无刷电机控制器、工业逆变器与不间断电源（UPS）、开关电源系统（SMPS）、光伏（PV）电源调节系统等大功率电路环境设计当中。

东芝在光半导体器件研发设计中积累了丰富的技术经验，并坚持在技术设计上改进和创新，让光耦器件性能极具提升，其单向性光耦隔离电路在市场中拥有较高的参考和应用价值。

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