Vishay Semiconductorscn.21ic.com/ebook_download/microsite/power/vo3120-cn.pdf · 2012. 4. 20. · Document Number: 82371 For technical questions, contact: [email protected]

19813

1

2

3

4

8

7

6

5Shield

20530_1

A

C

NC

NC

VO

VO

VCC

VEE

VD E

Document Number: 82371 For technical questions, contact: [email protected] www.vishay.comRev. 1.2, 20-Aug-10 1

2.5A 输出电流 IGBT 和 MOSFET 驱动2.5A Output Current IGBT and MOSFET Driver

VO3120Vishay Semiconductors

说明

VO3120 配有一个 LED，与带功率输出级的集成式电路进行光耦合。这种光耦合器是驱动电机控制逆变器应用的功率IGBT 和 MOSFET 的理想之选。输出级的高工作电压范围提供栅极控制器件所需的驱动电压。该光耦合器的电压和电流使其成为直接驱动额定值高达 800 V/50 A IGBT的理想之选。对于具备更高额定值的 IGBT 而言，VO3120 可用于驱动一个分立式功率级（驱动 IGBT 栅极）。

特性

• 2.5A 最小峰值输出电流

• 25kV/ μ s 最小共模抑制（CMR），VCM=1500V 条件下

• ICC = 2.5 mA 最大电源电流

• 具备滞后现象的欠压锁定（UVLO）

• 宽工作电压范围：15V 至 32V• 0.2 µs 最大脉宽失真

• 工业温度范围： - 40°C 至 110°C

• 0.5 V 最大低电平输出电压（VOL）• 根据 DIN EN 60747-5-2 标准的加强型隔离

• 符合 RoHS 指令 2002/95/EC 规定

应用

• 隔离的 IGBT/MOSFET 栅极驱动

• 交流和无刷直流电机驱动

• 电磁炉

• 工业逆变器

• 开关模式电源（SMPS）• 不间断电源（UPS）

机构认证

• UL 认证：文件编号 E52744，系统代码 H，双重保护

• cUL 认证：文件编号 E52744，相当于 CSA 公告 5A• DIN EN 60747-5-2 （VDE 0884）认证和加强型隔离（选项 1）

V O 3 1 2 0 - X 0 # # T

部件编号包装选项编带和

卷轴

包装 UL, cULDIP-8, 管式包装 VO3120SMD-8, 选项 7、编带和卷轴 VO3120-X007T

LEDVCC - VEE

“POSITIVE GOING”( 导通 )

VCC - VEE“NEGATIVE GOING”

( 关断 )VO

关 0 V to 32 V 0 V to 32 V 低

开 0 V to 11 V 0 V to 9.5 V 低

开 11 V to 13.5 V 9.5 V to 12 V 过渡

开 13.5 V to 32 V 12 V to 32 V 高

> 0.7 mm7.62 mm

Option 7DIP-8

订购信息

真值表

www.vishay.com For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 823712 Rev. 1.2, 20-Aug-10

VO3120Vishay Semiconductors 2.5A 输出电流 IGBT 和 MOSFET 驱动

2.5A Output Current IGBT and MOSFET Driver

注(1) 应力超过最大绝对额定值会引起器件的永久性损伤。这些器件在这些条件或其他任何超过本文档操作部分给定值的条件下，都无法正常运行。

过长时间处于最大绝对额定值会对器件的可靠性造成不利影响。(2) 最大脉宽=10μs、最大负载循环=0.2%。该值可确保最小IO峰值为2.5A的设计的组件公差。请参阅应用部分，了解有关IOH峰值限制的更多信

息。 (3) 参考表面贴装器件（SMD）的焊接条件的回流焊温度曲线。参考通孔器件（DIP）焊接条件的波峰焊温度曲线。

符号数值单位

输入正向电流 IF 25 mA

峰值瞬变输入电流 < 1 µs 脉宽 , 300 pps IF(TRAN) 1 A

反向输入电压 VR 5 V

输出功率耗散 Pdiss 45 mW

高峰值输出电流 (2) IOH(PEAK) 2.5 A

低峰值输出电流 (2) IOL(PEAK) 2.5 A

电源电压 (VCC - VEE) 0 to + 35 V

输出电压 VO(PEAK) 0 to + VCC V


隔离测试电压（发射极与探测器之间） t = 1 s VISO 5300 VRMS

存放温度范围 TS - 55 to + 125 °C

工作环境温度范围 TA - 40 to + 110 °C

总功率耗散 Ptot 295 mW

铅焊接温度 (3) 10 秒、底座面下

1.6 mm 260 °C

参数符号最小值最大值单位

电源电压 VCC - VEE 15 32 V

LED 输入电流（开） IF 7 16 mA

输入电压（关） VF(OFF) - 3 0.8 V

工作温度 Tamb - 40 + 110 °C

最大绝对额定值（1）(Tamb=25°C，除非另外说明 )测试条件参数

输入

输出

光耦合器

建议的工作条件


VO31202.5A 输出电流 IGBT 和 MOSFET 驱动

2.5A Output Current IGBT and MOSFET DriverVishay Semiconductors

注

• 上表的热特性是在 25°C 条件下测得的，右边的热性能图形描绘了该热模型。该模型的每个热阻值可用于计算每个结点在给定工作条件下的温度。电路板至周围环境的热阻取决于 PCB 的类型和铜质蚀刻电路的版图和厚度。有关该热模型的详细说明，请参考 Vishay 光耦合器热特性应用说明。

注(1) 在建议的工作条件下对最小值和最大值进行测试（TA=-40°C 至 110°C、IF(ON)=7mA 至 16mA、VF(OFF)=-3V 至 0.8V、VCC=15V 至 32V、

VEE= 接地），除非另外说明。典型值是该器件的特性，也是工程评估的结果。典型值仅供参考，不属于测试要求范围。所有典型值都是在Tamb=25°C 和 VCC-VEE=32V 条件下测得的。

(2) 最大脉宽 =50µs、最大负载循环 =0.5%.(3) 最大脉宽 =10µs、最大负载循环 =0.2%。该值可确保具备最小 IO 峰值 2.5A 的设计的组件公差(4) 在该测试中，VOH 是在直流负载电流条件下测得的。驱动容性负载时，VOH 会像 IOH 逐渐接近零安培一样，逐渐接近 VCC。最大脉宽 =1ms、

最大负载循环 =20%。

参数符号数值单位

LED 功率耗散 Pdiss 45 mW


总功率耗散 Ptot 285 mW

最大的 LED 结温 Tjmax. 125 °C

最大输出晶粒结温 Tjmax. 125 °C

结发射极至电路板的热阻 qJEB 169 °C/W

结发射极至外壳的热阻 qJEC 192 °C/W

结探测器至电路板的热阻 qJDB 82 °C/W

结探测器至外壳的热阻 qJDC 80 °C/W

结发射极至结探测器的热阻 qJED 200 °C/W

壳至环境的热阻 qCA 2645 °C/W

TA

θCA

TC

TJD TJE

TB

θEC

θEB

θDC

θDB

θBA

θDE

TA

19996

Package

参数测试条件符号最小值最大值单位

高电平输出电流VO = (VCC - 4 V) IOH

(2) 0.5 A

VO = (VCC - 15 V) IOH (3) 2.5 A

低电平输出电流VO = (VEE + 2.5 V) IOL

(2) 0.5 A

VO = (VEE + 15 V) IOL (3) 2.5 A

高电平输出电压 IO = - 100 mA VOH (4) VCC - 4 V

低电平输出电压 IO = 100 mA VOL 0.2 0.5 V

高电平电源电流 Output open, IF = 7 mA to 16 mA ICCH 2.5 mA

低电平电源电流Output open,

VF = - 3 V to + 0.8 VICCL 2.5 mA

由低到高的输入电流阈值 IO = 0 mA, VO > 5 V IFLH 5 mA

由高到低的输入电压阈值 VFHL 0.8 V

正向输入电压 IF = 10 mA VF 1 1.6 V

正向电压的温度系数 IF = 10 mA DVF/DTA - 1.4 mV/°C

反向击穿输入电压 IR = 10 µA BVR 5 V

输入电容 f = 1 MHz, VF = 0 V CIN 60 pF

UVLO 阈值VO ³ 5 V VUVLO + 11 13.5 V

IF = 10 mA VUVLO - 9.5 12 V

UVLO 滞后 UVLOHYS 1.6 V

热特性

电气特性 (1)

典型值




测试电路

图 1 - IOH 测试电路

图 3 - VOH 测试电路

图 5 - IFLH

图 2 - IOL 测试电路

4 - VOL 测试电路

图 6 - UVLO 测试电路

20973-2

1

2

3

4

8

7

6

5

IOH

4 V

0.1 µF

+

+ VCC = 15 Vto 32 V

IF = 7 mA to 16 mA

20975-1

1

2

3

4

8

7

6

5

V = 15 Vto 32 V

CC

I OL 0.1 µF

2.5 V

+

+

20977-1

1

2

3

4

8

7

6

5

V OH

0.1 µF

100 mA

V = 15 V to 32 V

CCI = 7 mA to 16 mAF +

20974-1

0.1 µF 100 mA

V = 15 V to 32 V

CC

1

2

3

8

7

6

5 4

V OL

+

20976-1

I F

0.1 µF

V = 15 V to 32 V

CCV > 5 V O

1

2

3

4

8

7

6

5

+

20978

1

2

3

4

8

7

6

5

VO > 5 V

0.1 µF

VCCIF = 10 mA +


至逻辑低输出的传播延迟时间(1)

Rg = 10 W, Cg = 10 nF, f = 10 kHz, duty cycle = 50 % tPHL 0.1 0.4 µs

至逻辑高输出的传播延迟时间(1)

Rg = 10 W, Cg = 10 nF, f = 10 kHz, duty cycle = 50 % tPLH 0.1 0.4 µs

脉宽失真 (2) Rg = 10 W, Cg = 10 nF, f = 10 kHz, duty cycle = 50 % PWD 0.2 µs

上升时间Rg = 10 W, Cg = 10 nF, f = 10 kHz,

duty cycle = 50 % tr 0.1 µs

开关特性

典型值




注(1) 该负载条件接近 1200V/75A IGBT 的栅极负载。(2) 脉宽失真（PWD）被定义为任何给定器件的 |tPHL-tPLH|(3) 在相同测试条件下，任何两个 VO3120 部件间的 tPHL 与 tPLH 之间的差别。

注(1) 引脚 1 和引脚 4 需要与共用的 LED 连接(2) 在高输出条件下，共模瞬变免疫功能是共模脉冲（VCM）的最大耐受 |dVCM/dt|，确保输出在高态（即 VO > 15 V）条件下保持不变。(3) 在低输出条件下，共模瞬变免疫功能是共模脉冲（VCM）的最大耐受 |dVCM/dt|，确保输出在低态（VO < 1 V）条件下保持不变。

降低时间Rg = 10 W, Cg = 10 nF, f = 10 kHz,

负载循环 = 50 %tf 0.1 µs

UVLO 导通延迟 VO > 5 V, IF = 10 mA TUVLO-ON 0.8 µs

UVLO 关断延迟 VO < 5 V, IF = 10 mA TUVLO-OFF 0.6 µs



在逻辑高输出条件下的共模瞬变免疫功能 (1)(2)

TA = 25 °C, IF = 10 mA to 16 mA,VCM = 1500 V, VCC = 32 V |CMH| 25 35 kV/µs

在逻辑低输出条件下的共模瞬变免疫功能 (1)(3)

TA = 25°C, VCM = 1500 V, VCC = 32 V, VF = 0 V

|CML| 25 35 kV/µs

20979-1

1

3

2

4 5

7

6

8

0.1 µFI = 7 mA to 16 mAFV = 15 Vto 32 V

CC

10 Ω

500 Ω

10 kHz50 % DutyCycle

I F

t r

t PLH t PHL

OUT

90 %

50 %

10 %

t f

V O

10 nF

+

+

20980-1

1

3

2

4 5

7

6

8

5 V

0 V

0.1 µFA

V O

V O

V = 1500 V CM

V = 32 VCC V OH

V OLV O

Switch at A: IF = 10 mA

Switch at B: IF = 0 mA

dV

dt

Dt

Dt

V CM

+

+

+

I F

=

R


气候类别（根据 IEC 68 第一部分） 40/110/21

相比漏电起痕指数 CTI 175 399

峰值瞬变过压 VIOTM 8000 V

峰值隔离电压 VIORM 890 V

安全额定值 - 功率输出 PSO 500 mW

安全额定值 - 输入电流 ISI 300 mA

典型值

图 7 - tPLH、tPHL、tr 和 tf 测试电路与波形

共模瞬变免疫功能

典型值

图 8 – CMR 测试电路和波形

安全与隔离额定值

典型值

开关特性




注

• 根据 IEC 60747-5-2、§ 7.4.3.8.1 规定，该光耦合器在额定值方面实现增强，仅适用于在安全额定值范围内的“安全电气隔离”。应采用各种保护电路确保符合安全额定值要求。

典型特性 (Tamb = 25 °C, 除非另外说明 )

安全额定值 - 温度 TSI 175 °C

爬电距离标准 DIP-8 7 mm

爬电距离标准 DIP-8 7 mm

爬电距离 400 毫米 DIP-8 8 mm

爬电距离 400 毫米 DIP-8 8 mm


- 3.0

- 2.5

- 2.0

- 1.5

- 1.0

- 0.5

0.0

- 40 - 20 0 20 40 60 80 100 120

Temperature (°C)

VO

H -

VC

C -

Hig

h O

utpu

tV

olta

ge D

rop

(V)

IF = 16 mAIOUT = - 100 mAVCC = 32 VVEE = 0 V

21745

0

1

2

3

4

- 40 - 20 0 20 40 60 80 100 120

Temperature (°C)

I OH

- H

igh

Out

put C

urre

nt (

A)

IF = 16 mAVout = (VCC - 4) VVCC = 15 VVEE = 0 V

21746

0.00

0.05

0.15

0.25

0.10

0.20

0.30

0.35

- 40 - 20 0 20 40 60 80 100 120

Temperature (°C)

VO

L -

Out

put L

ow V

olta

ge (

V)

VF = 0.8 VIOUT = 100 mAVCC = 32 VVEE = 0 V

21748

Temperature (°C)

I OL

- O

utpu

t Low

Cur

rent

(A

)

21751

0.5

1.5

2.5

3.5

- 40 - 20 0 20 40 60 80 100

IF = 0 mAVout = 2.5 VVCC = 15 VVEE = 0 V

图 9 – 高输出压降 vs 温度图 10 – 高输出电流 vs 温度

图 11 – 输出低压 vs 温度图 12 – 输出低电流 vs 温度

安全与隔离额定值




0

2

3

4

1

5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

IOL - Output Low Current (A)

VO

L -

Out

put L

ow V

olta

ge (

V)

- 40 °C

25 °C

110 °CIF = 0 mAVCC = 15 VVEE = 0 V

21747

IOH - Output High Current (A)

(VO

H -

VC

C)

Out

put H

igh

Vol

tage

Dro

p (V

)

21749

- 12

- 10

- 8

- 6

- 4

- 2

0

0 0.5 1 1.5 2 2.5

- 40 °C25 °C

110 °C

IF = 16 mAVCC = 15 VVEE = 0 V

Temperature (°C)

I CC

- S

uppl

y C

urre

nt (

mA

)

21754

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

- 40 - 20 0 20 40 60 80 100 120

ICCH

ICCL

IF = 16 mA for ICCHIF = 0 mA for ICCLVCC = 32 VVEE = 0 V

0.0

1.0

1.5

2.0

0.5

2.5

VCC - Supply Voltage (V)

I CC

- S

uppl

y C

urre

nt (

mA

)

15 20 25 30 35

ICCH

ICCL

IF = 10 mA for ICCHIF = 0 mA for ICCLTA = 25 °CVEE = 0 V

21711

0.0

2.0

3.0

4.0

1.0

5.0

1.5

2.5

3.5

0.5

4.5

Temperature (°C)

I FLH

- Lo

w to

Hig

h C

urre

nt T

hres

hold

(m

A)

- 40 0 40 80 120- 20 20 60 100

VCC = 32 VVEE = 0 VOutput = open

21750

0

10

15

20

25

30

5

35

0 1 2 3 4 5

IF - Forward LED Current (mA)

VO

- O

utpu

t Vol

tage

(V

)

TA = 25 °C

21752

图 13 – 输出低压 vs 输出低电流图 14 – 输出高压降 vs 输出高电流

图 15 – 电源电压 vs 温度图 16 – 电源电流 vs 电源电压

图 17 – 低至高电流阈值 vs 温度图 18 – 转换特性




100

200

300

400

500

VCC - Supply Voltage (V)

t p -

Pro

paga

tion

Del

ay (

ns)

15 20 25 30 35

tPLH

tPHL

IF = 10 mA, TA = 25 °CRg = 10 Ω, Cg = 10 nFDuty cycle = 50 %f = 10 kHz

21714

0

100

200

300

400

500

TA - Temperature (°C)

t p -

Pro

paga

tion

Del

ay (

ns)

- 40 - 15 10 6035 85 110

VCC = 32 V, VEE = 0 VIF = 10 mARg = 10 Ω, Cg = 10 nFDuty cycle = 50 %f = 10 kHz

tPLH

tPHL

21753

0

100

200

300

400

500

IF - Forward LED Current (mA)

t p -

Pro

paga

tion

Del

ay (

ns)

6 8 10 1412 16

VCC = 30 V, VEE = 0 VTA = 25 °CRg = 10 Ω, Cg = 10 nFDuty cycle = 50 %f = 10 kHz

tPHL

tPLH

21716

0

100

200

300

400

500

Rg - Series Load Resistance (Ω)

t p -

Pro

paga

tion

Del

ay (

ns)

0 10 20 4030 50

tPHL

tPLH

VCC = 30 V, VEE = 0 VIF = 10 mA, TA = 25 °CCg = 10 nFDuty cycle = 50 %f = 10 kHz

21717

0

100

200

300

400

500

Cg - Series Load Capacitance (nF)

t p -

Pro

paga

tion

Del

ay (

ns)

0 20 40 8060 100

VCC = 30 V, VEE = 0 VIF = 10 mA, TA = 25 °CRg = 10 ΩDuty cycle = 50 %f = 10 kHz

tPHL

tPLH

21718

图 19 – 传播延迟 vs 电源电压

图 20 - 传播延迟 vs 温度

图 21 - 传播延迟 vs 正向 LED 电流

图 22 - 传播延迟 vs 串联负载电阻

图 23 - 传播延迟 vs 串联负载电容




包装尺寸（单位：毫米）

包装标识

i178006

Pin one ID

6.645 ± 0.165

9.77 ± 0.14

0.95 ± 0.19

4° typ.

2.54 typ.

10°

3° to 9°

7.62 typ.

0.51 ± 0.05

0.25 ± 0.05

3.045 ± 0.255

3.555 ± 0.255

0.70 ± 0.19

6.095 ± 0.255

4 3 2 1

0.79

1.27

5 6 7 8ISO method A

7.62 typ.

0.7

Option 7

18450-4

4.64.1

8 min.

8.4 min.

10.3 max.

21764-42

VO3120

V YWW H 68X007

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Revision: 12-Mar-12 1 Document Number: 99905

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