Фотогальванические драйверы

Руководство пользователя
читать полностью ▼
Фотоэлектрические изоляторы (Photovoltaic Isolator), или, как их еще называют, «изоляторы управляющего напряжения» – революционное для своего времени решение, упростившее многие узлы в различных областях электроники. Основное применение технологии на сегодняшний день – это оптоэлектронные твердотельные реле (SSR) на основе силовых MOSFET или IGBT транзисторов. Такие полупроводниковые реле отлично подходят для управления двигателями, нагревательными элементами, освещением и другими силовыми нагрузками, требующими гальванически изолированного управления. Несомненно, силовой ключ, не имеющий механических элементов, свойственных электромеханическим реле, имеет ряд неоспоримых преимуществ, во главе которых – компактность, надежность. Кроме этого, в отличие от оптосимисторных реле, MOSFET-реле могут иметь заметно более высокую эффективность.

Не смотря на простой физический принцип работы транзисторных оптореле, технологически не просто разместить в одном миниатюрном корпусе низковольтные оптические полупроводники и мощные кристаллы транзисторов, что сказывается на стоимости изделия. Но вопрос более высокой стоимости монолитных твердотельных реле для многих разработчиков перестает быть важным, когда речь заходит о долговечности устройства. Что же делать в том случае, когда область применения конечного устройства, в который необходимо установить силовой гальванически изолированный ключ, требует и высокой надежности и низкой цены? На помощь разработчикам придет решение на базе независимого фотоэлектрического драйвера (Photovoltaic Driver) и дискретных MOSFET или IGBT силовых транзисторов, которые теперь придется соединить вместе на уровне печатной платы (см. рис.). Конечно, при этом несколько пострадает объем, занимаемый силовым реле в устройстве, но адаптивность такого решения под конкретные параметры может быть неоценима. Если же говорить о суммарной стоимости, то пробежавшись по каталогу фотоэлектрических драйверов и MOSFET или IGBT транзисторов, можно легко убедиться, что экономия есть и она очень существенная.

Вариант решения твердотельного реле SSR

Вариант решения твердотельного реле

Состав фотоэлектрического (фотогальванического) драйвера – это пара светодиода и оптически связанной группы фотодиодов в одном корпусе стандартного форм-фактора типа DIP или SOIC. Физический принцип предельно простой и основан на возникновении ЭДС и фотоэлектрического тока (с нагрузкой) при облучении последовательно включенных полупроводников (фотодиодов) слабым источником света (фотодиодом). При этом необходимый уровень разницы потенциалов (напряжения) для возможности управления затвором внешнего силового транзистора (выше 5 В) достигается увеличенным количеством фотодиодов в выходной цепочке фотоэлектрического изолятора. Необходимая гальваническая изоляция достигается физическим засором между входной (светоизлучателем) и выходной частью (фотобатарея) внутри корпуса драйвера. Разумеется, эффективность такого опто-электрического преобразователя невысока, но речь идет о крайне малых токах управления. Типовой диапазон входных токов фотоэлектрических изоляторов находится в пределах 5-10 мА, при этом выходной ток короткого замыкания может достигать несколько десятков микроампер. Впрочем, этого более чем достаточного для уверенного управления любым современным MOSFET или IGBT транзистором.

Возвращаясь к схеме твердотельного реле на базе дискретных решений (рис.), стоит отметить, что наличие цепочки с P-JFET транзистором необязательно и требуется лишь для ускорения закрытия силовых транзисторов. В малотребовательных к скорости силовых переключателях нагрузки, эта цепочка может быть легко заменена шунтирующим резистором.

На сегодняшний день существует достаточно большой ассортимент фотогальванических драйверов, в том числе на разное кол-во независимых каналов. Несомненные лидеры в этой области – это компании International Rectifier и Vishay Intertechnology. С ассортиментом фотогальванических изоляторов вы можете познакомиться в этом разделе каталога. Для того, чтобы купить фотогальванический драйвер, зайдите в карточку товара и добавьте необходимое количество в корзину.

                 
Код для заказаНаличиеЦенаФотоКорпусКаналовИзоляцияUвыхIвых(КЗ)Iвх
PVI1050NPBF (INFIN) 5 687 3.3173 $ 194.02 руб. от 151 шт Фотогальванический драйвер - [DIP-8]; Каналов: 2; Изоляция: 2.5 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ)... DIP-8
PVI1050NSPBF (INFIN) 14 546 3.1048 $ 181.59 руб. от 162 шт Фотогальванический драйвер - [SMD-8]; Каналов: 2; Изоляция: 2.5 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ)... DIP-8 DIP8 SMD
PVI5033RPBF (INFIN) 999 3.3785 $ 197.59 руб. от 150 шт Фотогальванический драйвер - [DIP-8]; Каналов: 2; Изоляция: 3.75 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ... DIP-8
PVI5033RSPBF (INFIN) 1 401 3.5589 $ 208.14 руб. от 141 шт
 
SMT-8
M57962L-01R (MIT) 75 5.1826 $ 303.11 руб. от 88 шт SIP12 HIBRID
PVI1050NS-TPBF (INFIN) 4 700 3.4247 $ 200.29 руб. от 750 шт
 
SMT-8
PVI5013RPBF (INFIN) 3 481 5.3823 $ 314.79 руб. от 250 шт Фотогальванический драйвер - Каналов: 2; Изоляция: 3.75 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ): 1 мкА;... DIP-8
PVI5013RS-TPBF (INFIN) 615 10.13 $ 592.18 руб. от 100 шт
 
SMT-8
PVI5013RSPBF (INFIN) 1 065 3.4494 $ 201.74 руб. от 50 шт Фотогальванический драйвер - Каналов: 2; Изоляция: 3.75 кВ; Uвых: 3 В; Iвых(КЗ): 1 мкА;... DIP-8 DIP8 SMD
PVI5033RS-TPBF (INFIN) 2 522 10.92 $ 638.86 руб. от 750 шт
 
SMT-8
PVI5050NPBF (INFIN) 15 547 3.3065 $ 193.38 руб. от 49 шт Фотогальванический драйвер - Каналов: 1; Изоляция: 4 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ): 5 мкА; Iв... DIP-8
PVI5050NSPBF (INFIN) 6 181 2.4867 $ 145.44 руб. от 50 шт Фотогальванический драйвер - Каналов: 1; Изоляция: 4 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ): 5 мкА; Iв... DIP-8 DIP8 SMD
PVI5080NPBF (INFIN) 3 218 2.1271 $ 124.41 руб. от 50 шт Фотогальванический драйвер - [DIP-8]; Каналов: 1; Изоляция: 4 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ): ... DIP-8
PVI5080NSPBF (INFIN) 10 258 2.7100 $ 158.50 руб. от 100 шт Фотогальванический драйвер - Каналов: 1; Изоляция: 4 кВ; Uвых: 5 В; Iвых(КЗ): 8 мкА; Iв... DIP-8 DIP8 SMD
VO1263AAC (VISHAY) 4 959 3.4542 $ 202.03 руб. от 1 000 шт Фотогальванический драйвер - [SMD-8]; Каналов: 2; Изоляция: 5.3 кВ; Uвых: 14.6 В; Iвых(... SMD-8
VO1263AACTR (VISHAY) 17 124 3.4965 $ 204.49 руб. от 2 000 шт
 
VO1263AB (VISHAY) 572 6.7181 $ 392.92 руб. от 250 шт Фотогальванический драйвер - [DIP-8]; Каналов: 2; Изоляция: 5.3 кВ; Uвых: 14.6 В; Iвых(... DIP-8
VOM1271T (VISHAY) 77 734 1.3691 $ 80.07 руб. от 2 000 шт SOP4