Toshiba Electronics ha lanciato un nuovo fotoaccoppiatore a uscita fotovoltaica («accoppiatore fotovoltaico») alloggiato in un sottile package SO6L che misura appena 3,84 × 10 × 2,1 mm, adatto per il pilotaggio di gate MOSFET di potenza ad alta tensione utilizzati per sviluppare una funzione di relè allo stato solido (SSR) galvanicamente isolato.
Gli SSR sono dispositivi relè a semiconduttore che incorporano un foto-triac, un foto-transistor o un foto-tiristore come dispositivo di uscita.
Essi sono generalmente adatti per applicazioni che richiedono il controllo ON/OFF di correnti elevate, come ad esempio nelle apparecchiature industriali (uscita relè I/O per PLC, protezione della corrente di spunto nelle unità di alimentazione, monitoraggio della tensione della batteria nei sistemi BMS, rilevamento di guasti a terra e altro), e nella commutazione delle linee di alimentazione e segnale nelle applicazioni di strumentazione.
Un accoppiatore fotovoltaico, come il nuovo TLP3910, è un fotorelè che contiene gli elementi ottici ma non il MOSFET con funzioni di commutazione ad alta corrente.
I progettisti combinano generalmente un accoppiatore fotovoltaico con un MOSFET per configurare facilmente un SSR isolato per gestire la commutazione ad alta tensione e a correnti elevate (che è difficoltosa con i fotorelè).
Il pilotaggio di un MOSFET di potenza ad alta tensione con una tensione di gate di 10V o superiore, richiede attualmente il collegamento di due accoppiatori TLP3906 di Toshiba in serie, per via della bassa tensione aperta che è pari a circa 7V.
Tuttavia, il nuovo TLP3910 presenta una tensione minima a circuito aperto (VOC) di 14V, il doppio di quella dell’accoppiatore TLP3906 e, di conseguenza, il pilotaggio del gate di un MOSFET di potenza ad alta tensione richiede un solo dispositivo.
Ciò riduce il numero di componenti, migliorando così l’affidabilità e riducendo lo spazio su PCB e i costi per la distinta base.
Il miglioramento del circuito di scarica integrato all’interno del TLP3910 ha consentito di ottenere un tempo di spegnimento tipico (toff) di 0,1ms, circa un terzo di quello del TLP3906 e quasi un trentesimo di quello del TLP191B.
Il tempo di accensione tipico associato (ton) è di 0,3ms e, insieme, questi parametri garantiscono il funzionamento ad alta velocità nelle applicazioni finali.
Il TLP3910 è il primo accoppiatore fotovoltaico di Toshiba che presenta una tensione di isolamento minima (BVS) di 5000Vrms, pur mantenendo le eccellenti prestazioni dei prodotti esistenti (TLP191B e TLP3906).
Questo, insieme alla distanza di isolamento superficiale di 8 mm e alle opportune omologazioni UL/cUL, ne consente l’utilizzo nelle apparecchiature industriali guidate da sistemi a 400VAC e in altre applicazioni in cui la sicurezza elettrica è fondamentale.
L’intervallo esteso di temperature operative (Topr) compreso fra -40°C e +125 °C rende il TLP3910 sia idoneo per un’ampia gamma di applicazioni robuste.
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