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说明
HCPL-315X由一个光学耦合的LED组成集成电路的输出级。这个光耦非常适合驱动功率igbt和用于电机控制逆变器的mosfet。输出级的高工作电压范围提供栅极控制所需的驱动电压设备。该光耦提供的电压和电流使其非常适合于直接驱动igbt额定值高达1200 V/50 A。对于额定值更高的IGBT，HCPL-3150/315J可用于驱动驱动IGBT栅极的功率级。
应用
隔离IGBT/MOSFET栅极驱动
交流和无刷直流电机驱动器
工业逆变器
开关电源（SMPS）
不间断电源（UPS）
特征
0.6A最大峰值输出电流
0.5 A最小峰值输出电流
15千伏/微秒最小共模抑制（CMR）VCM=1500 V时1.0V最大低电平输出电压（VOL）无需负栅极驱动
CC＝5毫安最大供电电流欠压锁定保护（UVLO）滞后
宽工作电压控制范围：15至30伏0.5的最大传播延迟+/- 0.35μs器件之间的最大延迟频道
工业温度范围：-40°C至100°C
HCPL-315J：通道1至通道2输出隔离度=1500 Vrms/1分钟。
安全和监管批准：UL认证（UL1577），3750 Vrms/1分钟（HCPL-3150）5000 Vrms/1分钟（HCPL-315J）批准的IEC/EN/DIN EN 60747-5-5VIORM=630 V峰值（仅限HCPL-3150选项060）VIORM=1414 Vpeak（HCPL-315J）CSA认证
选择指南：反转栅极驱动光电隔离器
若要排序，请从“零件号”列中选择零件号，并与该选项中所需的选项组合列以形成订单条目。
例1：HCPL-3150-560E订购300 mil浸沟翼面贴装包装带和卷盘包装产品符合RoHS标准的IEC/EN/DIN EN 60747-5-5安全认证。
例2：HCPL-3150订购300 mil管内浸渍包装和不符合RoHS的产品。提供选项数据表。请联系您的Avago销售代表或授权经销商以获取信息。备注：符号“xxx”用于现有产品，而（新）产品自2001年7月15日起推出。符合RoHS的选项将使用'-XXXE'。
电气规范（DC）
超过推荐的操作条件（TA=-40至100°C，如果（开）=7至16毫安，VF（关）=-3.6至0.8伏，VCC=15至30伏，VEE=地面，每个通道），除非另有规定。
TA=25°C和VCC-VEE=30 V时的所有典型值，除非另有说明
开关规范（AC）超过推荐的操作条件（TA=-40至100°C，如果（开）=7至16毫安，VF（关）=-3.6至0.8伏，VCC=15至30伏，VEE=地面，每个通道），除非另有规定。
包装特性（每个通道，除非另有规定）
除非另有说明，否则TA=25°C和VCC-VEE=30 V时的所有典型值。
输入输出/输出输出瞬时耐受电压是介电电压额定值，不应解释为输入输出/输出连续电压额定值。有关连续电压额定值，请参阅设备级安全规范或Avago应用说明1074，标题为“光耦输入输出持续电压”。
笔记：
1.以0.3毫安/摄氏度的速率线性降低70°C以上的自由空气温度。
2.最大脉冲宽度＝10 s，最大占空比＝0.2%。该值旨在考虑具有IO的设计的部件公差峰值最小值=0.5 A。有关限制IOH峰值的更多详细信息，请参阅应用部分。
3.以4.8 mW/℃的速率线性降低70℃以上的自由空气温度。
4.70℃以上的自由空气温度为5.4 mW/°C，最大LED结温不超过125°C。
5.最大脉冲宽度＝50 s，最大占空比＝0.5%。
6.在这个测试中，VOH是用直流负载电流测量的。当驱动电容性负载时，当IOH接近零安培时，VOH将接近VCC。
7.最大脉冲宽度＝1毫秒，最大占空比＝20%。
8.根据UL1577，每个HCPL-3150光耦通过施加绝缘测试电压≥4500 Vrms（≥6000 VrmsHCPL-315J）持续1秒。本试验在IEC/EN所示局部放电100%生产试验（方法b）之前进行/绝缘特性表（如适用）。
9.该器件被认为是一个双端器件：输入端的引脚短接在一起，输出端的引脚短接在一起。
10.同一试验条件下，任何两个部件或通道之间的tPHL和tPLH之间的差异。
11.插脚1和4（HCPL-3150）以及插脚3和4（HCPL-315J）需要连接到LED公共线。
12.共模瞬态脉冲的高抗扰度是共模脉冲VCM的最大耐受性dVCM/dt，以保证输出将保持在高状态（即VO>15.0V）。
13.共模脉冲（VCM）中的共模瞬态抗扰度是共模脉冲（VCM）的最大可容忍的DVCM/dt，以保证输出保持在低状态（即VO＜1.0V）。
14.该负载条件近似于1200伏/ 25 A IGBT的栅极负载。
15.对于任何给定设备，脉冲宽度失真（PWD）定义为| tPHL-tPLH |。
16.每个频道。
17.该装置被认为是一个双端装置：通道一输出侧引脚短接在一起，通道二输出侧引脚短接在一起。
18.参见本数据表应用部分HCPL-315J的热模型。
应用程序信息
消除负IGBT门极驱动为了使IGBT牢固关闭，HCPL-3150/315J有一个非常低的最大VoL规范1.0V。3150/315J通过使用DMOS实现了这个非常低的音量下拉电阻为4Ω（典型）的晶体管电路。当HCPL-3150/315J处于低状态时IGBT栅极对发射极短路Rg+4Ω。HCPL-3150/315J中Rg和引线电感的最小化到IGBT栅极和发射器（可能通过安装HCPL-3150/315J，位于IGBT）可以消除对负IGBT栅极驱动的需要在许多应用程序中，如图所示。注意应该采用这种PC板设计以避免布线IGBT集电极或发射极跟踪接近HCPL-3150/315J输入，因为这可能导致不需要的耦合将瞬态信号输入HCPL-3150/315J并降低性能。（如果必须布置IGBT排水管在HCPL-3150/315J输入端附近，LED应该是在关断状态时反向偏置，以防止来自IGBT漏极的瞬态信号转向在HCPL-3150/315J上。）
选择栅极电阻（Rg）以最小化IGBT开关损耗。
步骤1：根据IOL峰值规格计算Rg最小值。这个图中的IGBT和Rg可以作为一个简单的RC进行分析由HCPL-3150/315J提供电压的电路。
上式中2V的VOL值是峰值电流为0.6A时VOL的保守值（见图）。在较低的Rg值下HCPL-3150/315J不是理想的电压步进。这个结果在较低的峰值电流（更大的裕度）下这个分析。当不使用负栅极驱动时前面的方程式等于零伏特。
第2步：检查HCPL-3150/315J的功耗，增加Rg如有必要。HCPL-3150/315J总功耗（磅）)等于发射功率之和（PE)以及输出功率（PO）：
对于图中带有IF的电路（最坏情况）=16mA，Rg=30.5Ω，最大占空比=80%，Qg=500 nC，f=20kHz和TAmax=90°C：
上式中ICC的4.25ma值为通过降低ICC最大值5毫安（发生在-40°C下）至90°C下的最大ICC（见图7）。由于这种情况下的PO大于PO（MAX），Rg必须是增加以降低HCPL-3150的功耗。
对于Qg=500 nC，从图中，ESW值=3.45μJ给出一个Rg=41Ω。
热模型（HCPL-3150）HCPL-3150的稳态热模型是如图28a所示。给出的热阻值在这个模型中可以用来计算温度在给定运行条件下的每个节点。如图所示根据该模型，所有产生的热量都通过θCA相应地提高外壳温度TC。价值θCA取决于电路板设计条件和因此，由设计师决定。价值θC a=83°C/W是通过使用2.5 x 2.5英寸PC板的热测量获得的，带有小痕迹（无接地平面），一个HCPL-3150焊接到板的中心和静止的空气。绝对最大功耗消减规范假定83°C/W的θ腔。
根据图28a中的热模式，LED和探测器IC的结温可以表示为：
TJE和TJD应根据电路板限制在125°C特定于应用的布局和零件放置（θCA）。
热模型双通道（SOIC-16）HCPL-315J光电倍增管
定义
θ1，θ2，θ3，θ4，θ5，θ6，θ7，θ8，θ9，Th 10：节点之间的热阻抗，如图28 B所示。环境温度：在没有强制空气的光耦合器上方测量约1.25厘米。
说明
该热模型假设16针双通道（SOIC-16）光耦焊接成8.5厘米x 8.1cm印刷电路板（PCB）。这些光耦是带有四个芯片的混合器件：两个LED和两个探测器。LED和探测器的温度光耦的计算公式下面。
ΔTE1A=环境和LED 1之间的温差
ΔTE2A=环境和LED 2之间的温差
ΔTD1A=环境温度与探测器1之间的温差
ΔTD2A=环境和探测器2之间的温差
PE1=LED 1的功耗；
PE2=LED 2的功耗；
PD1=探测器1的功耗；
PD2=探测器2的功耗
轴热系数（单位为°C/W）是热阻抗θ1的函数通过θ10
超高CMR性能的LED驱动电路考虑在没有探测器屏蔽的情况下，光耦CMR失效的主要原因是从光耦的输入侧通过封装到探测器IC如图29所示。HCPL-3150/315J使用探测器集成电路提高CMR性能透明法拉第屏蔽远离敏感元件的电容耦合电流集成电路。无论如何，这个盾牌不能消除LED与光耦之间的电容耦合插脚5-8如图30所示。这种电容耦合导致LED电流在公共模式瞬变并成为CMR的主要来源屏蔽光耦故障。高CMR LED驱动电路的主要设计目标是在正常运行期间，LED处于正常状态（开或关）模式瞬变。例如，推荐的应用电路（图25）可以达到15kV/微秒CMR同时最小化组件的复杂性。在接下来的两部分中，我们将讨论保持LED处于正确状态的技术。
带LED的CMR（CMRH）
在共模瞬态过程中，高CMR LED驱动电路必须保持LED亮起。这是通过使LED电流过大超过输入阈值来实现的，因此它不会在瞬间拉到阈值以下。10毫安的最小LED电流在5mA的最大IFLH上提供足够的裕度以实现。15kV/微秒CMR。
LED熄灭时的CMR（CMRL）
高CMR LED驱动电路必须保持LED熄灭共模瞬态期间（VF≤VF（关））。例如，在图31中的-dVCM/dt瞬态期间，电流流经CLEDP也流经RSAT和VSAT逻辑门的。只要通过逻辑门产生的低状态电压小于VF（关），LED将保持关闭，不会发生共模故障。图32所示的集电极开路驱动电路不能在+dVCM/dt瞬态期间保持LED熄灭，因为必须提供流经克莱顿的所有电流由LED指示，不建议用于要求超高CMRL表演。图33是替代驱动电路，如推荐的应用电路（图25）确实达到了超高在关闭状态下分流LED的CMR性能。欠压锁定特性HCPL-3150/315J包含欠压锁定（UVLO）保护IGBT的特性导致HCPL-3150/315J电源的故障条件电压（相当于完全充电的IGBT栅极电压）降到保持IGBT在低电阻状态。当HCPL-3150/315J输出时处于高状态，电源电压降到以下HCPL-3150/315J VUVLO阈值（9.5<VUVLO-<12.0），光耦输出将进入低状态当HCPL-3150/315J输出处于低状态，电源电压高于HCPL-3150/315J VUVLO+阈值（11.0<VUVLO+<13.5），光耦进入高位状态（假设LED为“开”），典型延迟，UVLO开启延迟，0.8微秒。
IPM死区时间和传播延迟规范HCPL-3150/315J包括一个传播延迟差（PDD）规范，旨在帮助设计者在他们的电源逆变器设计中最小化“死区时间”。死区时间是指和低侧功率晶体管（图25中的Q1和Q2）关闭。Q1和Q2传导的任何重叠都将导致在流过功率器件的大电流中从高压到低压的马达轨道。为了在给定的设计中最小化死区时间，打开LED2应延迟（相对于LED1的关闭）所以在最坏的情况下，晶体管Q1刚刚在晶体管Q2打开时关闭，如中所示图34。实现此目的所需的延迟量条件等于传播延迟差规格PDPDMAX的最大值，即规定在工作温度以上350ns范围为-40°C至100°C。通过最大传播延迟差延迟LED信号确保最小死亡时间是零，但它不能告诉设计师最大死区时间将是。最大死亡时间等于最大和最小传输延迟差规格，如图35所示。HCPL-315/315J的最大死区时间为700纳秒。在工作温度下（=350ns-（-350ns）范围为-40°C至100°C。注意，用于计算PDD的传播延迟在相同的温度下取死区时间并进行测试考虑中的光耦合器后的条件通常安装在彼此接近的地方。正在切换相同的igbt。
