光耦HCPL-316J的應用

摘要：光耦HCPL-316J是Agilent公司早幾年前推出的產(chǎn)品，在國外應用較為廣泛。文中介紹了光耦HCPL-316J的基本工作原理，給出了實(shí)際應用電路，結合實(shí)驗所得結果，分析該光耦的優(yōu)缺點(diǎn)，并對在實(shí)際應用中的注意事項進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：IGBT；施密特特性；單極性驅動(dòng)；續流；逐周限流

眾所周知，傳統的IGBT的過(guò)流保護與驅動(dòng)回路是由兩個(gè)完全獨立的電路組成：由過(guò)流保護電路判斷實(shí)際電機電流是否到達電流保護值，如到達，則驅動(dòng)電路實(shí)施對IGBT的關(guān)斷。過(guò)流保護與驅動(dòng)回路分開(kāi)不僅造成電路復雜、調試困難，而且增加制造成本，降低產(chǎn)品可靠性?；诳朔巳秉c(diǎn)，Agilent公司適時(shí)的推出光耦HCPL-316J，把IGBT的過(guò)流保護與驅動(dòng)回路合成在一起，大大簡(jiǎn)化了電路設計，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性提供了可能。其主要特點(diǎn)有：
◇可以驅動(dòng)級別達Ic=150A／Vce=1200V的IGBT，滿(mǎn)足大多數中小功率的驅動(dòng)需求；
◇反饋的故障信號為光隔離的，傳輸延遲典型值為1．8μs；
◇開(kāi)關(guān)速度延遲最大為500ns；
◇內部自帶Vce、具施密特特性的欠電壓保護，并且在保護時(shí)對IGBT實(shí)施軟關(guān)斷。

1 光耦HCPL-316J的工作原理簡(jiǎn)介
HCPL-316J的內部結構如圖1所示，引腳如圖2所示。

若VIN+、VIN-正常輸入，腳14沒(méi)有過(guò)流信號，且VCC2-VK≥12V即輸出驅動(dòng)，驅動(dòng)信號輸出高電平、故障信號輸出高電平、欠壓信號UVLO輸出低電平。首先這3路信號共同輸入到JP3，D點(diǎn)低電平，B點(diǎn)也為低電平，50xDMOS處于關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)JP1的輸入的4個(gè)狀態(tài)從上至下依次為低、高、低、低，A點(diǎn)高電平，驅動(dòng)三級達林頓管導通，IGBT也隨之開(kāi)通。
若IGBT出現欠壓，則不管輸入狀態(tài)如何，驅動(dòng)輸出VOUT均會(huì )被50xDMOS管拉低(接近VEE)；若IGBT出現過(guò)流信號(腳14檢測到IGBT集電極上電壓≥7V)，而不管輸入驅動(dòng)信號是否繼續加在腳1，50xDMOS被關(guān)斷，1×DMOS導通，IGBT柵射集之間的電壓慢慢放掉，實(shí)現慢降柵壓。當VOU T=2V時(shí)，即VOUT輸出低電平，50xDMOS導通，IGBT柵射集迅速放電。故障線(xiàn)上信號通過(guò)光耦，再經(jīng)過(guò)RS觸發(fā)器，Q輸出高電平，使輸入光耦被封鎖。