光电耦合器的基本特性

光耦 Photocoupler

光电耦合器又是大家常说的光耦，其主要作用是实现输入和输出间的互相隔离，由于电信号传输具有单向性，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。另外，光电耦合器的输入端属于电流型低阻元件，具有很强的共模抑制能力。常见的光电耦合器有栅极驱动光耦、高速通信光耦、车载光耦、光伏输出光耦等。

东芝TLP3910是一款由高输出GaAlAs（铝镓砷化物）LED光电耦合器和高速光电探测器组成的光伏输出光耦，适用于高压功率MOSFET的栅极驱动。

一、器件的基本特性

通过光电二极管串联，TLP3910适用于需要隔离的MOSFET栅极驱动应用。由于改进了VOC特性，TLP3910也能够驱动更高电压的MOSFET。该器件具有5000Vrms（最低）高隔离电压，符合国际安全标准的增强绝缘等级要求。该产品采用SO6L封装，工作温度范围为-40℃至125℃。

其主要特性如下：

高导通电压：VOC＝14V（最小值）

短路电流：ISC＝12μA（最小值）@IF＝10mA，（C20档位产品）ISC＝20μA（最小值）@IF＝10mA

高隔离电压：BVS＝5000Vrms（最小值）

高额定工作温度：Topr（最大值）＝125℃

爬电距离（间距）：8mm（最小值）

安全标准：符合UL 1577认证（文件号E67349）；cUL认证（CSA部件验收服务5A，文件号E67349）；VDE认证（EN 60747-5-5）

二、功能特性分析

光耦是一种内置光学器件但不具有用来执行MOSFET开关功能的光继电器。在配置隔离式固态继电器（SSR）设计时，通过将光耦与MOSFET结合使用，便可轻松实现光继电器难以支持的高压大电流开关。

光耦可以用来驱动高压功率MOSFET栅极，实现隔离式SSR功能。由于开路电压较低，在驱动栅极电压不低于10V的高压功率MOSFET时，需要串联两个东芝的现有产品TLP3906。

相比而言，新推出的TLP3910的最小导通电压为14V，是TLP3906的两倍。因此，只需一个器件就能驱动高压功率MOSFET栅极。这样就减少了元件数量，这也是新产品最大的亮点。

通过改进内置的放电电路，可实现0.1ms（典型值）的关断时间，约为TLP3906的1/3左右，TLP191B的1/30，从而实现更快的工作速度。

TLP3910是东芝首款最低隔离电压达到5000Vrms的光耦，同时保持了TLP191B和TLP3906两款现有产品的基本性能，便于在采用AC 400V电源系统驱动的工业设备中使用。此外，其最高工作温度达到125℃，进一步扩大了应用范围。

三、产品应用方向

TLP3910是MOSFET栅极驱动和超级结MOSFET驱动的理想选择。其应用主要是工业设备，如可编程逻辑控制器（PLC）等的I/O继电器触点输出；制动系统的电磁驱动器控制单元；主电源电路／浪涌电流保护电路；电池管理系统（BMS）的电池电压监测单元；接地故障检测单元。此外，TLP3910还可用于测试测量仪器的电源线开关、测量线开关和MOSFET栅极驱动。

四、简化栅极驱动设计

由于从原来的2个光耦改为使用一个光耦，TLP3910在实现相同功能的同时减少了元器件数量，有助于简化栅极驱动设计，节省成本，缩减电路板面积。另外，采用薄型S06L封装的TLP3910也可以使整个系统变得更小。