光耦HCPL-316J的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用電路，結(jié)合實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，分析該光耦的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：IGBT；施密特特性；單極性驅(qū)動(dòng)；續(xù)流；逐周限流

眾所周知，傳統(tǒng)的IGBT的過流保護(hù)與驅(qū)動(dòng)回路是由兩個(gè)完全獨(dú)立的電路組成：由過流保護(hù)電路判斷實(shí)際電機(jī)電流是否到達(dá)電流保護(hù)值，如到達(dá)，則驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施對(duì)IGBT的關(guān)斷。過流保護(hù)與驅(qū)動(dòng)回路分開不僅造成電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy，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的過流保護(hù)與驅(qū)動(dòng)回路合成在一起，大大簡化了電路設(shè)計(jì)，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(qū)動(dòng)級(jí)別達(dá)Ic=150A／Vce=1200V的IGBT，滿足大多數(shù)中小功率的驅(qū)動(dòng)需求；
◇反饋的故障信號(hào)為光隔離的，傳輸延遲典型值為1．8μs；
◇開關(guān)速度延遲最大為500ns；
◇內(nèi)部自帶Vce、具施密特特性的欠電壓保護(hù)，并且在保護(hù)時(shí)對(duì)IGBT實(shí)施軟關(guān)斷。

1 光耦HCPL-316J的工作原理簡介
HCPL-316J的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，引腳如圖2所示。

若VIN+、VIN-正常輸入，腳14沒有過流信號(hào)，且VCC2-VK≥12V即輸出驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出高電平、故障信號(hào)輸出高電平、欠壓信號(hào)UVLO輸出低電平。首先這3路信號(hào)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(qū)動(dòng)三級(jí)達(dá)林頓管導(dǎo)通，IGBT也隨之開通。
若IGBT出現(xiàn)欠壓，則不管輸入狀態(tài)如何，驅(qū)動(dòng)輸出VOUT均會(huì)被50xDMOS管拉低(接近VEE)；若IGBT出現(xiàn)過流信號(hào)(腳14檢測(cè)到IGBT集電極上電壓≥7V)，而不管輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否繼續(xù)加在腳1，50xDMOS被關(guān)斷，1×DMOS導(dǎo)通，IGBT柵射集之間的電壓慢慢放掉，實(shí)現(xiàn)慢降柵壓。當(dāng)VOU T=2V時(shí)，即VOUT輸出低電平，50xDMOS導(dǎo)通，IGBT柵射集迅速放電。故障線上信號(hào)通過光耦，再經(jīng)過RS觸發(fā)器，Q輸出高電平，使輸入光耦被封鎖。