光耦 Photocoupler

光電耦合器又是大家常說的光耦，其主要作用是實現輸入和輸出間的互相隔離，由于電信號傳輸具有單向性，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。另外，光電耦合器的輸入端屬于電流型低阻元件，具有很強的共模抑制能力。常見的光電耦合器有柵極驅動光耦、高速通信光耦、車載光耦、光伏輸出光耦等。

東芝TLP3910是一款由高輸出GaAlAs（鋁鎵砷化物）LED光電耦合器和高速光電探測器組成的光伏輸出光耦，適用于高壓功率MOSFET的柵極驅動。

一、器件的基本特性

通過光電二極管串聯，TLP3910適用于需要隔離的MOSFET柵極驅動應用。由于改進了VOC特性，TLP3910也能夠驅動更高電壓的MOSFET。該器件具有5000Vrms（最低）高隔離電壓，符合國際安全標準的增強絕緣等級要求。該產品采用SO6L封裝，工作溫度范圍為-40℃至125℃。

其主要特性如下：

高導通電壓：VOC＝14V（最小值）

短路電流：ISC＝12μA（最小值）@IF＝10mA，（C20檔位產品）ISC＝20μA（最小值）@IF＝10mA

高隔離電壓：BVS＝5000Vrms（最小值）

高額定工作溫度：Topr（最大值）＝125℃

爬電距離（間距）：8mm（最小值）

安全標準：符合UL 1577認證（文件號E67349）；cUL認證（CSA部件驗收服務5A，文件號E67349）；VDE認證（EN 60747-5-5）

二、功能特性分析

光耦是一種內置光學器件但不具有用來執行MOSFET開關功能的光繼電器。在配置隔離式固態繼電器（SSR）設計時，通過將光耦與MOSFET結合使用，便可輕松實現光繼電器難以支持的高壓大電流開關。

光耦可以用來驅動高壓功率MOSFET柵極，實現隔離式SSR功能。由于開路電壓較低，在驅動柵極電壓不低于10V的高壓功率MOSFET時，需要串聯兩個東芝的現有產品TLP3906。

相比而言，新推出的TLP3910的最小導通電壓為14V，是TLP3906的兩倍。因此，只需一個器件就能驅動高壓功率MOSFET柵極。這樣就減少了元件數量，這也是新產品最大的亮點。

通過改進內置的放電電路，可實現0.1ms（典型值）的關斷時間，約為TLP3906的1/3左右，TLP191B的1/30，從而實現更快的工作速度。

TLP3910是東芝首款最低隔離電壓達到5000Vrms的光耦，同時保持了TLP191B和TLP3906兩款現有產品的基本性能，便于在采用AC 400V電源系統驅動的工業設備中使用。此外，其最高工作溫度達到125℃，進一步擴大了應用范圍。

三、產品應用方向

TLP3910是MOSFET柵極驅動和超級結MOSFET驅動的理想選擇。其應用主要是工業設備，如可編程邏輯控制器（PLC）等的I/O繼電器觸點輸出；制動系統的電磁驅動器控制單元；主電源電路／浪涌電流保護電路；電池管理系統（BMS）的電池電壓監測單元；接地故障檢測單元。此外，TLP3910還可用于測試測量儀器的電源線開關、測量線開關和MOSFET柵極驅動。

四、簡化柵極驅動設計

由于從原來的2個光耦改為使用一個光耦，TLP3910在實現相同功能的同時減少了元器件數量，有助于簡化柵極驅動設計，節省成本，縮減電路板面積。另外，采用薄型S06L封裝的TLP3910也可以使整個系統變得更小。