高集成度智能栅极驱动光耦通吃MOSFET和IGBT简析

光耦也叫光电耦合器，是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件。光耦由发光源和受光器两部分组成，密闭于同一壳体内，彼此用透明绝缘体隔离。

东芝扩展了智能栅极驱动光耦产品线，近期新增一款输出电流为2.5A的智能栅极驱动光耦TLP5222。它是一款可为MOSFET或IGBT等功率器件提供过流保护的隔离栅极驱动IC，内置保护操作自动恢复的功能。该器件主要用来实现逆变器、交流伺服器，光伏逆变器等的智能控制，有助于简化外围电路设计。

器件的基本特性

东芝TLP5222多功能栅极驱动光耦

TLP5222的主要特性如下：

（1）内置保护操作自动恢复功能

（2）内置过流检测、隔离故障状态反馈和有源米勒钳位等保护功能

（3）电源电流：5mA（最大值）；峰值输出电流：±2.5A（最大值）；阈值输入电流：6mA（最大）

（4）工作温度：−40至110℃

（5）电源电压：15至30V；隔离电压：5000Vrms（最小值）

（6）传输延迟时间：250ns（最大值）

（7）DESAT前缘消隐时间：1.4μs（典型值）；DESAT静音时间：25.5μs（典型值）

（8）共模瞬态抗扰度：±25kV/μs（最小值）

（9）采用SO16L封装，确保8mm（最小值）的爬电距离和电气间隙

以下是TLP5222智能栅极驱动光耦的主要规格：

东芝TLP5222主要规格

功能特性分析

TLP5222是一款高度集成的多功能智能栅极驱动光耦，由两个红外发光二极管（LED）和两个高增益高速光电探测器IC组成，能够实现高电流、高速输出控制和故障状态反馈，并在原边和副边之间进行电气隔离。

TLP5222内部电路

TLP5222可持续监测其驱动的功率MOSFET漏极-源极电压（VDS）或IGBT的集电极-发射极电压（VCE）。内置的过流检测与保护功能可检测出功率器件中因过流导致的任何VDS或VCE上升，并执行软关断。

此外，这种新型光耦还内置了故障自动复位功能，在触发保护操作后25.5μs（典型值）将光耦重置到正常工作状态。这样就简化了控制器中的时序设置。集成的隔离故障状态反馈功能，可以在检测出过流时向控制器发送故障信号；有源米勒钳位功能可防止上下桥臂功率器件发生短路，有助于简化功率器件的外围电路设计。

这款输出电流为2.5A的器件绝缘电压高达5000V，SO16L封装可确保8mm（最小值）的爬电距离和电气间隙，适用于需要实现较高绝缘性能的设备。此外，其额定工作温度范围为-40℃至110℃，适用于恶劣温度环境下的各类应用，如光伏发电系统和不间断电源（UPS）。

该系列产品还包括TLP5212、TLP5214A和TLP5214。这三款产品不具备内置的自动复位功能，但是通过输入LED的信号也可以将其重置回正常运行，用户可以针对具体的使用条件选择合适产品。

产品应用方向

TLP5222的最大亮点在于集成了IGBT退饱和检测、隔离故障信号反馈、栅极软关断、有源米勒钳位、欠压锁定（UVLO），以及自动故障状态重置等功能。其主要作用是实现MOSFET或IGBT栅极驱动，可广泛应用工业变频器和交流伺服器、可再生能源（光伏等）逆变器、不间断电源（UPS）等设计中。未来东芝还将不断丰富光耦产品线，为业界带来更优质的产品性能！

审核编辑：刘清