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HCPL-316J特性

　　HCPL-316J是由Agilent公司生产的一种IGBT门极驱动光耦合器，其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供了保障。其特性为：兼容CMOS/TYL电平；光隔离，故障状态反馈；开关时间最大500ns；“软”IGBT关断；欠饱和检测及欠压锁定保护；过流保护功能；宽工作电压范围(15～30V)；用户可配置自动复位、自动关闭。 DSP与该耦合器结合实现IGBT的驱动，使得IGBT VCE欠饱和检测结构紧凑，低成本且易于实现，同时满足了宽范围的安全与调节需要。

HCPL-316J保护功能的实现

　　HCPL-316J内置丰富的IGBT检测及保护功能，使驱动电路设计起来更加方便，安全可靠。其中下面详述欠压锁定保护(UVLO) 和过流保护两种保护功能的工作原理：

(1)IGBT欠压锁定保护(UVLO)功能

　　在刚刚上电的过程中，芯片供电电压由0V逐渐上升到最大值。如果此时芯片有输出会造成IGBT门极电压过低，那么它会工作在线性放大区。HCPL316J芯片的欠压锁定保护的功能(UVLO)可以解决此问题。当VCC与VE之间的电压值小于12V时，输出低电平，以防止IGBT工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。示意图详见图1中含UVLO部分。






图1 HCPL-316J内部原理图




　　驱动电路的主要逻辑部件是芯片HCPL-316J。它控制IGBT管的导通、关断并且保护IGBT。它的输出功能可以简略的用下面的逻辑功能表来描述。(详见表1)
(2)IGBT过流保护功能

　　HCPL-316J具有对IGBT的过流保护功能，它通过检测IGBT的导通压降来实施保护动作。同样从图上可以看出，在其内部有固定的7V电平，在检测电路工作时，它将检测到的IGBT C～E极两端的压降与内置的7V电平比较，当超过7V时，HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT，同时，一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧，以便于采取相应的解决措施。在IGBT关断时，其C～E极两端的电压必定是超过7V的，但此时，过流检测电路失效，HCPL-316J芯片不会报故障信号。实际上，由于二极管的管压降，在IGBT的C～E 极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。
　　
驱动电路方案设计

表1 HCPL-316J逻辑功能表








　　表格中最后一列为输出。当输出为High时IGBT导通，否则IGBT关断。IGBT导通需要同时具备最后一行的五个条件，缺一不可，即同相输入为高；反相输入为低；欠压保护功能无效；未检测到IGBT故障，无故障反馈信号或故障反馈信号已被清除。

　　根据上述输出控制功能，设计电路如图2。







图2 IGBT驱动电路





　　当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电平时，推挽电路上管(T1)导通，下管(T2)截止， 三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上，IGBT VCE为15V，IGBT导通。当HCPL-316J输出端VOUT输出为低电平时，上管(T1)截止，下管(T1)导通，VCE为-9V，IGBT关断。以上就是IGBT的开通关断过程。

　　整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)产生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL-316J，同时HCPL-316J产生的IGBT故障信号FAULT*给控制器。同时在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流能力，匹配IGBT驱动要求。

Avago Technologies 最新的高集成化前端模块使 WiFi 和蓝牙可在移动电子设备中共存
小型封装模块结合利用 FBAR 滤波、天线开关以及通道耦合器技术，提供一流的噪声抑制能力和最佳的信号损失率

Avago Technologies (Nasdaq: AVGO) 是一家为通信、工业和消费类应用提供模拟接口零组件的领先供应商，该公司今日宣布推出一款前端模块，可为手机和平板电脑以及其他便携式个人电脑设备的移动路由器提供强大的 802.11 b/g/n WiFi 和蓝牙电波过滤功能。这款最新的 AFEM-S102 模块将一个薄膜腔声谐振器 (FBAR) 共存滤波器、SP3T 天线开关和 TX 通道耦合器结合在一个小型的 2.2 x 2.2 x 0.55 毫米封装中，非常适合对空间有限制要求的应用用途。这一 2.5-GHz 模块可提供优异的频外抑制功能，使 WiFi 和蓝牙数据通信可同时和手机通信标准进行。

Avago 前端模块集成应用了多种高性能技术，可减小 PCB 基板封装尺寸，并简化便携式电子应用设备的设计。AFEM-S102 模块具有低插入损耗特性，同时提供高噪声抑制，满足共存所需的苛刻要求，并减少 WiFi、蓝牙以及其他电波间的干扰问题。由于对 Avago 0.25 µm GaAs 增强模式 pHEMT 工艺及其领先的专有 FBAR 过滤技术进行有效的优化利用，该模块可为 TX 通道提供 2.6 dB 的最大插入损耗，以及 2110-2170 MHz 范围内 35 dB 的拒斥能力。

“由于智能手机以及其他便携式电子设备都在增添更多的电波类型和频带，因此对共存的要求也越来越高，”Avago 无线产品市场营销总监 James Wilson 这样说。“我们专有的 FBAR 技术可提供一流的抑制功能和插入损耗，可让 OEM 有效地应对这些挑战性的电波环境。AFEM-S102 前端模块使用简便，是联合一流手机设计的参考方案设计而成，尤其符合 WiFi 与蓝牙应用中对共存的要求。”

Avago FBAR 技术与陶瓷或 SAW（表面声波）滤波器以及其他竞争技术相比，可使频率滚降幅度更大，而且可外形更加紧凑。低插入损耗可降低功率放大器电流，并提高接收器的灵敏度和动态范围，因此可使手机有更长的电池寿命和通话时间，以及更加的信号质量。FBAR 技术使得只在通常大小的几分之一内制造超小型的高 Q 值滤波器，并与其他电波组件集成成为可能。

AFEM-S102 的其他产品特点
• 所有 RF 端口为 50 ohms 匹配以简化设计
• TX、RX、BT 和 ANT 端口直流阻断
• -18dB TX 定向耦合
• -30° 至 +85° C 工作温度