光耦HCPL-316J的应用

摘要：光耦HCPL-316J是Agilent公司早几年前推出的产品，在国外应用较为广泛。文中介绍了光耦HCPL-316J的基本工作原理，给出了实际应用电路，结合实验所得结果，分析该光耦的优缺点，并对在实际应用中的注意事项进行了阐述。
关键词：IGBT；施密特特性；单极性驱动；续流；逐周限流

众所周知，传统的IGBT的过流保护与驱动回路是由两个完全独立的电路组成：由过流保护电路判断实际电机电流是否到达电流保护值，如到达，则驱动电路实施对IGBT的关断。过流保护与驱动回路分开不仅造成电路复杂、调试困难，而且增加制造成本，降低产品可靠性。基于克服此缺点，Agilent公司适时的推出光耦HCPL-316J，把IGBT的过流保护与驱动回路合成在一起，大大简化了电路设计，为进一步提高产品可靠性提供了可能。其主要特点有：
◇可以驱动级别达Ic=150A／Vce=1200V的IGBT，满足大多数中小功率的驱动需求；
◇反馈的故障信号为光隔离的，传输延迟典型值为1．8μs；
◇开关速度延迟最大为500ns；
◇内部自带Vce、具施密特特性的欠电压保护，并且在保护时对IGBT实施软关断。

1 光耦HCPL-316J的工作原理简介
HCPL-316J的内部结构如图1所示，引脚如图2所示。

若VIN+、VIN-正常输入，脚14没有过流信号，且VCC2-VK≥12V即输出驱动，驱动信号输出高电平、故障信号输出高电平、欠压信号UVLO输出低电平。首先这3路信号共同输入到JP3，D点低电平，B点也为低电平，50xDMOS处于关断状态。此时JP1的输入的4个状态从上至下依次为低、高、低、低，A点高电平，驱动三级达林顿管导通，IGBT也随之开通。
若IGBT出现欠压，则不管输入状态如何，驱动输出VOUT均会被50xDMOS管拉低(接近VEE)；若IGBT出现过流信号(脚14检测到IGBT集电极上电压≥7V)，而不管输入驱动信号是否继续加在脚1，50xDMOS被关断，1×DMOS导通，IGBT栅射集之间的电压慢慢放掉，实现慢降栅压。当VOU T=2V时，即VOUT输出低电平，50xDMOS导通，IGBT栅射集迅速放电。故障线上信号通过光耦，再经过RS触发器，Q输出高电平，使输入光耦被封锁。