Toshiba Gate Driver Coupler於客戶端實際應用

光電耦合元件品牌眾多,歐、美、日系相互競爭,廣泛用於電氣隔離、電平轉換、驅動電路及工業通訊中,對於後續新興市場(IoT、5G、車用)的需求更是與日俱增,但因為寄生輸入輸出電容問題,其共模瞬變抑制能力較弱,此外,其速度受限、光電耦合元件的功耗較高,以及元件容易老化都是其問題,所以在穩定度以及耐受性部分就是各廠家努力的目標。

以下將簡單介紹光電耦合元件的項目以及應用在客戶端的實例

東芝光偶的產品種類項目如下:
 
1).Transistor
2).Gate driver
3).High speed logic
4).Photorelay
5).IPM interface coupler
6).Isolation amplifier

東芝光偶的產品包裝如下:



接著就拿東芝Gate Driver Coupler的新舊產品實際在客戶端實測結果
 
東芝舊產品TLP250 / 新產品TLP250H規格比較表如下,新產品Pc以及Vcc較低,其餘規格較佳


以下為應用線路參考示意圖用於驅動IGBT:


實機測試BURN-IN TEST,溫度效率無明顯差異如下圖


驅動波型上升/下將時間差異:
新產品上升時間/導通速度略慢,研判EMI部分是不需要再確認


計算Driver Loss 如下:
1/2*Qg*Vgs*Fsw*2=實測功率
Qg=120nC(max)
FSW:10KHz(波型量測)
Vg:20V(波型量測)

0.5*120n*10K*20*2(充放電)=0.024W=24mW <<<小於規格書260mW(符合規格)


 
以下量測為四顆Gate Driver U52/U72/U62/U42 Vcc電壓波型確認:
最高21.2V,小於規格書30V(符合規格)


最後在客戶端試產,BURN IN 8小時 & 熱機 INPUT ON/OFF 20cycle無損壞,判定PASS

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