A Renesas Electronics bejelentette legújabb, IGBT-védelemmel is ellátott optocsatolóját PS9402 típusszám alatt. A PS9402 optocsatolójában a fénykibocsátó egység egy gallium-alumínium-arzenid (GaAlAs) LED, a rendszer továbbá tartalmaz fotódetektor IC-t és egy IGBT védőáramkört is. Az áramkört inverterek IGBT-inek meghajtására készítették fel, akár 1200 V feszültségig és 100 A-es osztályig. A 16-kivezetésű SOP tokozásba szerelt optocsatoló kisméretű rendszerekhez is jó választás lehet kompakt méretei okán

Az optocsatoló egyetlen tokon belül tartalmazza a bemeneti oldal fénykibocsátó elemét, az elektromos jelet fénnyé alakító LED-et, valamint a fényt vevő, azt elektromos jellé konvertáló áramköri részt a kimeneti oldalon. Az optikai csatolás teljesen elszigeteli a bemeneti és kimeneti oldalt a fényalapú jelátvitelnek köszönhetően, így a hagyományos alkalmazás szerint alkalmas ipari berendezések, elektromos háztartási gépek stb. invertereiben történő használatra, amely kiváló áramkör- és zajvédelmet biztosít.

Az elmúlt években a széndioxid-kibocsátás visszafogásának erősödő kényszere miatt az általános célú és napenergiás alkalmazásokhoz fejlesztett inverterek alapvető eszközei lettek a teljesítményelektronikai rendszereknek, és ezek piaca minden valószínűség szerint tovább nő a következő években. Az inverterek tartalmaznak egy nagyfeszültségű áramköri blokkot teljesítményelektronikai alkatrészekkel (pl. IGBT-vel vagy MOSFET-tel), valamint egy vezérlőáramköri blokk is megtalálható bennük egyéb alkatrészek, például mikrokontrollerek tápellátásának vezérlésére. Az IGBT-khez és MOSFET-ekhez tervezett optocsatolók a két áramköri blokk egymástól történő elszigeteléséhez kellenek. Az IGBT meghajtó áramköri részén kívül az IGBT védelmét ellátó áramkörre is szükség van, amely jelentősen bonyolíthatja az optocsatolós rendszert, azonban nem a PS9402 esetében, amely integrált IGBT védelmet kínál.

A PS9402 integrált IGBT-védőköre védelmet nyújt abban az esetben, ha az optocsatolóhoz kötött IGBT-ben rövidzárlat keletkezik, és az IGBT megugró kollektor-emitter feszültsége károsodást okozhat az alkatrészben. A PS9402 beépített védelme érzékeli ezt a feszültségemelkedést, és leveszi a vezérlést az IGBT-ről. A védelem kínál egy lágy kikapcsolási funkciót is, amely az IGBT kikapcsolt állapotában a zajgenerálást nyomja el. A PS9402 a mikrokontroller felé küld hibajelzést, amely jelzi az abnormális állapotot, és a hibajelenség fellépését követően egy előre beállított (legalább 5 µs) idő után automatikus rendszervisszaállítás és -újraindítás következik be. E védelmi funkciók mindegyike integrált formában kap helyet a PS9402 optocsatolókban, így ezek külső alkatrészként/megoldásként történő beépítésére nincs szükség.

Az IGBT helytelen működését megelőző, aktív Miller-kapcsolókörrel¹ is ellátták a PS9402-t. Mikor az optocsatolóhoz csatlakoztatott IGBT kikapcsolás alatt van, a kollektor-gate kapacitáson (Miller-kapacitáson) átfolyó áram akkora gate-feszültséget generálhat, amely hibás működést idézhet elő. A PS9402-be épített, aktív Miller-kapcsolókör elnyeli ezt a Miller-kapacitásáramot, és a gate-feszültség emelkedésének megakadályozása árán megelőzi a hibás működést kiváltó esemény kialakulását.

Igen nagy sebességet és kis fogyasztást sikerült továbbá elérni a fejlesztőknek azzal, hogy a Renesas saját BiCMOS gyártástechnológiájával gyártott vevő IC-jében kihasználták a kis értékű parazita kapacitást, rövid késleltetési időket (t_PHL & t_PLH < 200 ns), valamint az áramkör-meghajtás alacsony áramfelvételét (I_CC < 3 mA). Ezek érezhetően javítják az inverter áramkör pontosságát és általános teljesítményigényét is, valamint elősegítik a kisebb méretű rendszerek fejlesztését.

A Renesas Electronics a PS9402 optocsatolót kompakt, egyszerű fejlesztésűnek titulált inverter rendszerek tervezőinek ajánlja. A későbbiekben tágabb működési hőmérséklettartományú és nagyobb kimenetű változatok piacra dobását tervezi a vállalat.

1: A gate-kapacitás miatti hatásfok-csökkenés ellentételezésére és a negatív feszültségű tápegység beépítésének kivédésére az IGBT szándékolatlan bekapcsolását a gate-emitter áramköri útvonal rövidre zárásával is meg lehet oldani. Ez technikailag egy, a gate és emitter közé beiktatott plusz tranzisztorral oldható meg, amely kapcsolóüzemben működve zárja rövidre a gate-emitter párost egy küszöbérték elérésekor. A Miller-kapacitáson átfolyó áramot ez a tranzisztor söntöli. A technikát aktív Miller-kapcsolásnak (Active Miller Clamp) nevezik.

A Renesas honlapja

• < Előző
• Következő >