Оптопары с функцией защиты IGBT-транзисторов и высокоскоростным переключением

Корпорация Renesas Electronics выпустила две модели оптопар с интегрированной функцией защиты биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT). Компоненты созданы для работы в схемах промышленного оборудования и системах солнечной энергетики.

Оптопары PS9332L и PS9332L2 имеют активную цепь подавления эффекта Миллера для предотвращения выхода из строя IGBT-транзистора. Новые компоненты обладают самым скоростным переключением среди оптопар, работающих в связке с IGBT-транзисторами. Решения выпускаются в компактном 8-контактном корпусе SDIP, позволяя работать на высоких температурах.

Разработанные для управления затвором IGBT-транзисторов в инверторных цепях управления двигателями, компоненты PS9332L и PS9332L2 – это оптроны, состоящие из светодиода, выполненного по технологии галлий-алюминий-арсенид (GaAlAs); интегральной схемы фотодатчика и цепи защиты IGBT. Все они связаны для управления затвором IGBT-транзистора, а также для предоставления интегрированной функции защиты, предотвращающей разрушение из-за возможного сбоя в его работе.

Когда запирается IGBT-транзистор, связанный с оптопарой, ток (Миллера), текущий между коллектором и завтором может вызвать напряжение, которое станет причиной выхода из строя транзистора. Интегрированная цепь подавления эффекта Миллера замыкает затвор на «землю», исключая какой бы то ни было подъём напряжения и препятствуя поломке транзистора. Интеграция цепи защиты в оптопаре упрощает проектирование схемы и способствует компактности итоговой системы.

ИС фотодатчика выполнена по эксклюзивному техпроцессу BiCMOS, что ведёт к низкой паразитной ёмкости, более короткому времени задержек (tPHL, tPLH ≤ 200 нс, на 20% меньше по сравнению с предыдущими компонентами), и меньшему потреблению питания цепью (Icc ≤ 2,5 мА). Благодаря перечисленному можно строить более точные цепи инверторного управления, но с меньшим энергопотреблением. В дополнение становится возможным использовать более компактный блок питания для схем, управляющих IGBT-транзистором.

Хотя оптрон теперь имеет интегрированную цепь подавления эффекта Миллера, размер фотодатчика остался эквивалентным размеру предыдущих подобных устройств, поэтому возможно использование компактного 8-контактного корпуса SDIP. Это даёт 40-% снижение площади монтажа по сравнению с 8-контактными DIP-корпусами, что способствует разработке более компактных систем.

Улучшения используемых материалов позволяют новым компонентам работать на более высоких температурах. Максимальная рабочая температура окружающей среды составляет 125 °C. Это упрощает температурный дизайн систем при работе в горячей окружающей среде.

Разработчик полагает, что оптопары PS9332L и PS9332L2 упростят разработку более компактных инверторных схем. Использование новых решений в сочетании с IGBT-транзисторами от Renesas позволяет добиться снижения запаздывания при переключении на 10% (по сравнению с традиционными компонентами Renesas), а также способствует повышению КПД. Renesas расширяет поддержку разработок за счёт референсных схем для таких устройств, как источники стабилизированного питания и инверторы. Это готовые наборы с микроконтроллерами.

Образцы оптопар PS9332L и PS9332L2 ствнут доступными в феврале 2013 года по цене 2 долл. (США) за шт. Выпуск будет осуществляться с 2 вариантами выводных рамок. Расстояние между источником света и фотодатчиком в оптопаре PS9332L составляет 7 мм, в PS9332L2 – 8 мм.

Серийное производство PS9332L и PS9332L2 запланировано примерно на начало июня 2013 года с ожидаемыми объёмами 1 млн. шт. в месяц с октября 2013 года.