HP HCPL3120

2.0A ピーク出力電流
IGBTゲートドライブ用フォトカプラ
HCPL-3120
HCNW3120
特 長
● 2.0A（Min.)出力ピーク電流
● 15kV/µs（Min.) 同相除去雑音(CMR)（@VCM=1500V)
● 0.5V（Max.) ローレベル出力電圧（VOL）
● ブートストラップ可能 ICC：5mA(Max.)
● ヒステリシス付き UVLO(Under Voltage Lock Out)機能
● 広範囲 VCC レンジ：15 ∼ 30V
● スイッチング速度 500ns（Max.)
● 産業機器に合わせた温度範囲スペック − 40℃∼ 100℃
● ２種類のパッケージ
HCPL-3120 .......... 8 ピン標準 DIP パッケージ
HCNW3120 ......... 8ピン 400mil ワイドボディパッケージ
● UL 規格承認(File NO. E55361)
VISO ＝ 2500Vrms，１分間(HCPL-3120)
＝ 5000Vrms，１分間(HCNW3120)
● CSA 規格承認(File CA88324)
● VDE0884 承認
VIORM ＝ 630Vpeak(HCPL-3120#060)
＝ 1414Vpeak(HCNW3120)
概 説
HCPL-3120 は GaAsP LED，HCNW3120 は AlGaAs とこれと
光学的に結合された出力ステージを持つ IC から構成されて
います。このフォトカプラはモータコントロールインバータ
で使用されるパワー IGBT と MOSFET の駆動に使用されま
す。出力段の広い動作電圧範囲は、ゲートをコントロールす
るデバイスが必要な駆動電圧に適合します。HCPL-3120 は
1200V/100A クラスの IGBT を直接駆動できます。
更に大電力のIGBTを駆動する際はディスクリートで作られ
た駆動回路を介して駆動します。
内部回路図
応 用
● 絶縁 IGBT/MOSFET ゲートドライブ
● AC、ブラシレス DC モータドライブ
● 産業インバータ
● スイッチング電源（SMPS）
真理値表(UVLO 機能)
LED
OFF
ON
ON
ON
VCC - VEE
VCC - VEE
“Positive Going”“Negative-Going”
(i.e., Turn-On)
(i.e., Turn-Off)
0 - 30 V
0 - 11 V
11 - 13.5 V
13.5 - 30 V
0 - 30 V
0 - 9.5 V
9.5 - 12 V
12 - 30 V
VO
LOW
LOW
TRANSITION
HIGH
0.1 μ F バイパスキャパシタを PIN ５と PIN ８の間に接続します。
取扱い上の注意：製品を取り扱う際には、静電気放電による破壊、機能低下を防ぐため、一般的な静電気対策をとる必要
があります。別途の製品取扱注意事項を必ずお読み下さい。
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6章161-207(PDF用)
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6
HCPL-3120/HCNW3120
発注方法
例
HCPL-3120 #XXX
オプションなし＝ 50 個単位チューブ(HCPL-3120)
42 個単位チューブ(HCNW3120)
060 ＝VDE0884 オプション(HCPL-3120 のみ，HCNW3120 は標準)
300 ＝ガルウィングリードオプション，50 個単位チューブ(HCPL-3120)
42 個単位チューブ(HCNW3120)
500 ＝テープ＆リールオプション，1000 個単位リール(HCPL-3120)
750 個単位リール(HCNW3120)
パッケージ寸法図
標準8ピンDIPパッケージ(HCPL-3120)
A
UL
RECOGNITION
単位は mm（inch）
“Ｖ”＝オプション 060
オプション 300,500 はマーキングなし
標準8ピンDIPパッケージガルウイングオプション／#300
（HCPL-3120）
A
単位はmm（inch）
公差（指定のない場合）：
xx.xx＝0.01
xx.xxx＝0.005
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6章161-207(PDF用)
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HCPL-3120/HCNW3120
400mil ワイドボディパッケージ（HCNW3120）
11.00 MAX.
(0.433)
11.15 ± 0.15
(0.442 ± 0.006)
8
6
7
9.00 ± 0.15
(0.354 ± 0.006)
5
TYPE NUMBER
A
HP
HCNWXXXX
DATE CODE
YYWW
1
2
3
4
10.16 (0.400)
TYP.
1.55
(0.061)
MAX.
7° TYP.
+ 0.076
0.254 - 0.0051
+ 0.003)
(0.010 - 0.002)
5.10 MAX.
(0.201)
3.10 (0.122)
3.90 (0.154)
0.51 (0.021) MIN.
2.54 (0.100)
TYP.
1.78 ± 0.15
(0.070 ± 0.006)
0.40 (0.016)
0.56 (0.022)
mm（inch）
DIMENSIONS IN MILLIMETERS単位は
(INCHES).
400mil ワイドボディパッケージ，ガルウイングリード，オプション／＃ 300（HCNW3120）
11.15 ± 0.15
(0.442 ± 0.006)
8
7
6
PAD LOCATION (FOR REFERENCE ONLY)
5
6.15
(0.242)TYP.
9.00 ± 0.15
(0.354 ± 0.006)
12.30 ± 0.30
(0.484 ± 0.012)
1
2
3
4
0.9
(0.035)
1.3
(0.051)
12.30 ± 0.30
(0.484 ± 0.012)
1.55
(0.061)
MAX.
11.00 MAX.
(0.433)
4.00 MAX.
(0.158)
1.78 ± 0.15
(0.070 ± 0.006)
2.54
(0.100)
BSC
単位は mm（inch）
0.75 ± 0.25
(0.030 ± 0.010)
1.00 ± 0.15
(0.039 ± 0.006)
+ 0.076
0.254 - 0.0051
+ 0.003)
(0.010 - 0.002)
DIMENSIONS IN MILLIMETERS (INCHES).
7° NOM.
LEAD COPLANARITY = 0.10 mm (0.004 INCHES).
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6章161-207(PDF用)
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6
HCPL-3120/HCNW3120
絶縁関連規格
記 号
HCPL-3120
HCNW3120
単 位
最小外部空間距離（クリアランス）
項 目
L(101)
7.1
10
mm
入力端子と出力端子間で測定
最小外部沿面距離（クリページ）
L(102)
最小内部空間距離（クリアランス）
沿面抵抗
CTI
Isolation Group
条 件
7.4
9.6
mm
入力端子と出力端子間で測定
0.08
1.0
mm
導体間の絶縁距離
200
200
Volts
IIIa
IIIa
DIN IEC 112/VDE 0303 Part 1
材料グループは DIN VDE 0110, 1/89, Table 1
オプション 300 −サーフェスマウントは CECC 00802 によるクラス A
絶対最大定格
項 目
記号
Min.
Max.
単位
保存温度
TS
− 55
125
℃
動作温度
TA
− 40
100
℃
平均入力電流
I F(AVG)
25
mA
ピークトランジェント入力電流
(＜ 1 µs パルス幅 , 300 pps)
I F(TRAN)
1.0
A
VR
5
3
Volts
HCPL-3120
HCNW3120
逆入力電圧
入力電流，立ち上がり / 下り時間
注
1
t r(IN)/ t f(IN)
500
ns
“ハイ”ピーク出力電流
I OH(PEAK)
2.5
A
2
“ロー”ピーク出力電流
I OL(PEAK)
2.5
A
2
35
Volts
電源電圧
(VCC - VEE)
0
出力電圧
VO
0
VCC
Volts
出力消費電力
PO
250
mW
3
トータル消費電力
PT
295
mW
4
HCPL-3120
HCNW3120
リード半田付け温度
260℃，10 秒，リードの細くなるところより 1.6 mm 下
260℃，10 秒，デバイスの底面より下方のリード部
最大リフロー半田付け温度プロファイル
下図参照
TEMPERATURE – °C
最大リフロー半田付け温度プロファイル
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
∆T = 145°C, 1°C/SEC
∆T = 115°C, 0.3°C/SEC
∆T = 100°C, 1.5°C/SEC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
TIME – MINUTES
MAXIMUM SOLDER REFLOW THERMAL PROFILE
(NOTE: USE OF NON-CHLORINE ACTIVATED FLUXES IS RECOMMENDED.)
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6章161-207(PDF用)
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HCPL-3120/HCNW3120
推奨動作条件
項 目
電源電圧
入力電流（ON）
HCPL-3120
HCNW3120
入力電圧（OFF）
動作温度
記号
Min.
Max.
単位
(VCC - VEE)
15
30
Volts
I F(ON)
7
10
16
mA
V F(OFF)
− 3.0
0.8
V
TA
− 40
100
℃
電気的特性（DC）
（特に指定のない限り推奨動作条件下，VEE=GND）
項 目
ハイレベル出力電流
記 号
型 名
IOH
Min.
Typ.*
0.5
1.5
Max.
単 位
図
注
V O ＝(V CC − 4 V)
2, 3,
5
V O ＝(VCC − 15 V)
17
2
V O ＝(V EE ＋ 2.5 V)
5, 6
5
V O ＝(VEE ＋ 15 V)
18
2
V
IO ＝− 100 mA
1, 3
19
6, 7
IO ＝ 100 mA
4, 6
20
A
2.0
ローレベル出力電流
0.5
IOL
2.0
A
2.0
ハイレベル出力電圧
ローレベル出力電圧
ハイレベル供給電流
ローレベル供給電流
スレッシュホールド
VOL
0.1
0.5
V
ICCH
2.0
5.0
mA
Output Open,
IF ＝ 7 to 16 mA
ICCL
2.0
5.0
mA
Output Open,
VF ＝− 3.0 to ＋ 0.8 V
IFLH
入力電流（ロー→ハイ）
スレッシュホールド
(VCC − 4) (VCC − 3)
VOH
テスト条件
HCPL-3120
2.3
5.0
HCNW3120
2.3
8.0
0.8
VFHL
7, 8
mA
V
IO ＝ 0 mA,
9, 15,
VO ＞ 5 V
21
入力電圧（ハイ→ロー）
入力順電圧
VF
HCPL-3120
1.2
HCNW3120
順電圧の温度係数
入力逆破壊電圧
入力容量
Δ VF/ Δ TA
BVR
CIN
1.5
1.8
1.6
1.95
HCPL-3120
− 1.6
HCNW3120
− 1.3
HCPL-3120
5
HCNW3120
3
V
IF ＝ 10 mA
mV/℃
IF ＝ 10 mA
V
HCPL-3120
60
HCNW3120
70
UVLO
VUVLO+
11.0
12.3
13.5
スレッシュホールド
VUVLO-
9.5
10.7
12.0
UVLO ヒステリシス
UVLOHYS
1.6
IR ＝ 10µA
IR ＝ 100µA
pF
f ＝ 1 MHz, VF ＝ 0 V
V
VO ＞ 5 V,
IF ＝ 10 mA
22,
36
V
*特に指定のない限り全てのTyp.値は TA ＝ 25℃，VCC−VEE ＝ 30 V
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6章161-207(PDF用)
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6
HCPL-3120/HCNW3120
スイッチング特性（AC）
（特に指定のない限り推奨動作条件下，VEE=GND）
記 号
Min.
Typ.*
Max.
単 位
伝達遅延時間
（出力“L”→“H”
）
項 目
テスト条件
tPLH
0.10
0.30
0.50
µs
伝達遅延時間
（出力“H”→“L”
）
tPHL
0.10
0.30
0.50
µs
Rg ＝ 10 Ω ,
Cg ＝ 10 nF,
0.3
µs
f ＝ 10 kHz,
パルス幅ひずみ
PWD
２部品間の
伝達遅延時間差
PDD
(tPHL - tPLH)
立ち上がり時間
tr
0.1
µs
立ち下がり時間
tf
0.1
µs
tUVLO ON
0.8
µs
VO ＞ 5 V,
IF ＝ 10 mA
µs
VO ＜ 5 V,
IF ＝ 10 mA
UVLO（On）遅れ
UVLO（Off）遅れ
− 0.35
0.6
tUVLO OFF
瞬時同相除去電圧
（出力“H”
）
｜ CMH ｜
瞬時同相除去電圧
（出力“L”
）
｜ CML ｜
µs
0.35
15
30
15
30
Duty Cycle ＝ 50%
図
注
10, 11,
12, 13,
14
14, 23
15
34,35
10
23
kV/µs
TA ＝ 25℃,
IF ＝ 10 to 16 mA,
VCM ＝ 1500 V,
VCC ＝ 30 V
kV/µs
TA ＝ 25℃,
VCM ＝ 1500 V,
VF ＝ 0 V,
VCC ＝ 30 V
22
11, 12
24
11, 13
パッケージ特性
項 目
入力−出力間
瞬時耐圧 **
記 号
型 名
Min.
HCPL-3120
2500
5000
CI-O
10
12
テスト条件
図
RH ＜ 50%,
t ＝ 1 min.,
注
8, 9
TA ＝ 25℃
1012
HCPL-3120
RI-O
（入力−出力間）
単 位
Vrms
HCNW3120
容量
Max.
VISO
HCNW3120
抵抗
（入力−出力間）
Typ.*
10
VI-O ＝ 500 VDC
Ω
13
TA ＝ 25℃
1011
9
TA ＝ 100℃
HCPL-3120
0.6
HCNW3120
0.5
pF
f ＝ 1 MHz
0.6
LED −ケース間
温度抵抗
θLC
467
℃/W
LED −ディテクタ間
温度抵抗
θLD
442
℃/W
ディテクタ−ケース間
温度抵抗
θDC
126
℃/W
Thermocoupler
located at
center
underside of
package
28
* 特に指定のない限り全ての Typ. 値は TA ＝ 25℃，VCC − VEE ＝ 30 V
** 入力−出力間瞬時耐圧は入力−出力間連続電圧ではない絶縁電圧です。連続電圧は機器レベルの安全スペックを参照なさるか、Agilent アプ
リケーションノート 1074 の“オプトカプラ入力−出力耐電圧”を参照ください。
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HCPL-3120/HCNW3120
注:
1. 70℃以上の場合 0.3mA/℃で減少
2. 最大パルス幅 10µs かつ最大デューティーサイクル 0.2% でのピー
ク値です。
3. 70℃以上の場合 4.8mW/℃で減少
4. 70℃以上の場合 5.4mW/℃で減少。最大 LED ジャンクション温度
は 125℃を越えてはならない。
5. 最大パルス幅＝ 50µs, 最大デューティーサイクル＝ 0.5%
6. このテストでは VOH は DC 負荷電流で測定されています。 7. 最大パルス幅＝ 1ms, 最大デューティーサイクル＝ 20%
8. UL1577による 3000Vrms，１秒間の電圧(HCPL-3120)，6000Vrms，
１秒間の電圧(HCNW3120)でテストしています。
（II-O ＜5µA）このテストではVDE0884絶縁特性表に示されるよう
に部分放電試験（ method "b"）の全数検査の前に行われます。
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
ピン１ , ２ , ３ , ４をそれぞれ接続し、またピン５ , ６ , ７ , ８を接
続し２端子の部品とみなしてテストします。
同じテスト条件下(温度等)における複数の製品間での t PHL，t PLH,
のバラツキをスペック。
１ピンと４ピンは LED コモンに接続してください。
ハイ状態の瞬時同相除去電圧は出力がハイの状態（すなわち Vo
＞ 15V）を維持できる dVCM/dt の最大値です。
ロー状態の瞬時同相除去電圧は出力がローの状態（すなわち VO
＜ 1.0V）を維持できる dVCM/dt の最大値です。
この負荷条件は 1200V/75A の IGBT の負荷と同等です。
パルス幅歪み（PWD）は｜ tPHL-tPLH ｜として定義されます。
図1．VOH−温度特性
図2．IOH−温度特性
図4．VOL−温度特性
図5．IOL−温度特性
図3. VOH−IOH特性
図6. VOL−IOL特性
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6
HCPL-3120/HCNW3120
HCPL-3120
図7．ICC−温度特性
図8．ICC−VCC特性
図10．伝達遅延−VCC特性
図12. 伝達遅延−温度特性
図13．伝達遅延−Rg特性
図9. IFLH−温度特性
図11．伝達遅延−IF特性
図14．伝達遅延−Cg特性
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6章161-207(PDF用)
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HCPL-3120/HCNW3120
HCPL-3120
図15. IF-VO伝達特性
図16． IF−VF 特性
(HCPL-3120)
図17． IOH 試験回路
(HCPL-3120)
6
(HCPL-3120)
図18． IOL 試験回路
図19． VOH 試験回路
(HCPL-3120)
(HCPL-3120)
図20． VOL 試験回路
図21． IFLH 試験回路
6 − 169
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HCPL-3120/HCNW3120
(HCPL-3120)
図22． UVLO試験回路
(HCPL-3120)
図23．tPLH, tPHL, trとtf の試験回路と波形
(HCPL-3120)
図24．CMR試験回路と波形
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HCPL-3120/HCNW3120
以下の全ての情報は HCPL-3120，HCNW3120 の両製品について解説しています。
応用情報（負方向 IGBT ゲートドライブの省略)
HCPL-3120 は IGBT を完全に OFF する為に 0.5V という低い
最大 VOL を実現しています。また DMOSトランジスタを使用
することによって低い VOL と 1Ω の ON 抵抗で HCPL-3120 が
ローの状態の時IGBTのゲートをRg+1Ωでエミッタにショー
トできます。図 25 に示されるような応用では Rg と，HCPL3120 から IGBT ゲートとエミッタ（恐らく IGBT 上で小さい
PC ボードの上に直接付けることにより）へのリードのイン
ダクタンスを最小化させることによって負方向 IGBT ゲート
ドライブ電源を省略することが可能です。ボードのアート
ワークの際には、IGBT のコレクターあるいはエミッターの
パターンが，HCPL-3120の入力に近づかない様に気をつけて
下さい。この間の結合は、IGBT側のトランジェントがHCPL3120 の LED 入力に飛び込む事につながり，パーフォマンス
の劣化をもたらします。（もし、どうしても近づける必要が
ある場合は、トランジェントの結合により，オフ状態の LED
が点灯しないように，オフ状態でLEDが逆バイアスとなるよ
うにドライブ回路を設計してください）
図25．推奨LED駆動回路と応用回路
6
6 − 171
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HCPL-3120/HCNW3120
IGBT のスイッチングロスを最小限にするゲート抵抗
（Rg）の選択
Step2：HCPL-3120の消費電力のチェックと必要にな
る Rg を増やす
Step1：IOL ピーク値から Rg 最小値を計算する
図 26 の IGBT と Rg は HCPL-3120 によって供給される電圧と
シンプル RC 回路と近似できます。 HCPL-3120 の消費電力の合計はエミッタ電力（PE）と出力電
力（PO）の合計です。
PT
=
P E + PO
PE
=
I F ･V F･Duty Cycle
PO
=
PO（BIAS) + PO（SWITCHING)
=
I CC･(V CC - V EE)
+ ESW（RG, QG)･f
(VCC – VEE - VOL)
Rg ≥ –––––––––––––––
IOLPEAK
(VCC – VEE - 2 V)
= ––––––––––––––––
IOLPEAK
I F ＝ 16mA（最悪値）での図 26 で、Rg=8 Ω、Max Duty
Cycle=80%、Qg=500nC、f=20kHz and TAmax=85℃：
(15 V + 5 V - 2 V)
= ––––––––––––––––––
2.5 A
= 7.2 Ω ≅ 8 Ω
PE
=
16 mA･1.8 V･0.8 = 23 mW
PO
=
4.25 mA･20 V
+ 5.2 µJ･20 kHz
85 mW + 104 mW
189 mW
> 178 mW(PO(MAX) @85℃
250 mW-15 ｡C ･4.8 mW/℃)
前式の VOL ＝ 2V はピーク電流値 2.5A での余裕を持った値と
なっています。
（図６）更に低い Rg においては HCPL-3120 か
らの電圧波形は理想的なステップ波形ではありません。負方
向ゲートドライブが省略されれば VEE は 0V になります。
=
=
=
図26. 負方向IGBTゲートドライブによるHCPL-3120標準応用回路
PE 項目
概 要
PO 項目
概 要
IF
LED 電流
ICC
供給電流
VF
LED オン電圧
VCC
正供給電圧
Duty Cycle
最大 LED
デューティサイクル
VEE
負供給電圧
E SW(Rg,Qg)
それぞれの IGBT をスイッチングさせる
HCPL-3120 の消費エネルギー（図 27 参照）
f
スイッチング周波数
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HCPL-3120/HCNW3120
前式で 4.25mA の ICC 値は 5mA の ICC 最大値（− 40℃時）を図
７を使った比例計算により 90℃時の ICC 最大値として求めて
います。
この場合の PO は PO(max)を越えるので Rg は HCPL-3120 の消費
電力を押さえる為に大きくします。
PO (SWITCHING MAX)
= PO (MAX) -PO (BIAS)
= 178 mW-85 mW
= 93 mW
PO (SWITCHINGMAX)
ESW(MAX) =
f
93mW
=
= 4.65µW
20kHz
図27より、Qg＝500nCの場合ESW ＝4,65µWの時にRg＝10.3Ω
になります。
温度モデル
HCPL-3120 の安定した状態での温度モデルを図 28 に示しま
す。このモデルの温度抵抗値はある動作状態のそれぞれの点
での温度を計算する為に使われます。発生した総ての熱は、
熱抵抗 θCA を通り、それに比例してケース温度 TC を上昇させ
ます。θCA は、設計に依存します。θCA ＝ 83℃/W という値は、
グランド層もなく、細いパターンを引いた2.5×2.5インチ角
の PC 基板の中央に１個の HCPL-3120 を半田付けをした、無
風状態での実測値です。絶対最大消費電力値は、θCA ＝ 83℃
を前提に決めています。図29に示す、温度モデルを使い、LED
と受光 IC の接合温度は次の式で表せます。
それぞれのアプリケーションにおいて、ボード設計及び部品
配置によって qCA は違いますが、いずれにせよ、TJE と TJD は、
125℃以下に押さえる必要があります。
LED 駆動回路
超高 CMR 特性の理由
ディテクタシールドがなければフォトカプラの CMR 不良は
図 29 に示すようにフォトカプラの入力側からディテクタ IC
への容量結合によるものが主な原因となります。HCPL-3120
は透明な薄いファラデーシールドを持つディテクタ IC を用
いて CMR の性能を改善しています。これで、容量結合によ
り誘起された雑音電流を逃がす事によって、高感度なIC回路
部を守ります。しかし図30に示す通り、このシールドはLED
とフォトカプラの５∼８ピン間の容量結合までを取り去るこ
とはできません。この場合の容量結合は同相雑音によるLED
電流みだれの原因となり、シールドされたカプラの CMR 不
良の主な原因となります。高 CMR LED 駆動回路は同相雑音
があってもLEDを正しい状態（オン／オフ）にしておくとい
うことで達成できます。例えば推奨応用回路（図 25）ではシ
ンプルな回路で 15kV/µs の CMR を実現できます。LED を正
しい状態に保つ技術を 2 つの場合に分け説明します。
6
T JE =P E ･(θ LC | | (θ LD +θ DC )+θ CA )
θ LC･θ DC
+ PD･
+ θ CA + T A
θLC+θDC+θLD
θLC･θ DC
TJD=PE
+θ
θLC+θDC+θLD CA
+ P D ･(θ LD | | (θ LD + θ LC ) + θ CA ) + T A
(
(
)
)
図 28 の θLC と θDC の値を代入して
TJE = PE･ (256℃/W + θCA)
+ PD･ (57℃/W + θ CA)+ T A
TJD = PE･(57℃/W + θCA)
+ PD･ (111℃/W + θCA)+T A
図27．
IGBTスイッチング周期による
HCPL-3120のエネルギー浪費 例として、PE ＝ 45mW, Po ＝ 250mW, TA ＝ 70℃、θCA ＝ 83℃/
W を、代入すると、
TJE = PE･ 339℃/W + PD･ 140℃/W + TA
= 45 mW･ 339℃/W + 250 mW
･ 140℃/W + 70℃ = 120℃
TJD = PE･ 140℃/W + PD ･ 194℃/W + TA
= 45 mW･ 140℃/W + 250 mW
･ 194℃/W + 70℃ = 125℃
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HCPL-3120/HCNW3120
TJE = LED ジャンクション温度
TJP = ディテクタ IC ジャンクション温度
TC = パッケージの底面中央を測定したケース温度
θLC = LED −ケース間温度抵抗
θLD = LED −ディテクタ温度抵抗
θDC = ディテクタ−ケース温度抵抗
θCA = ケース−周囲温度抵抗
*θCA はボードデザインと、部品の位置によって決まります。
図28．温度モデル
LED がオンの時の CMR（CMRH）
IPM デッドタイムと伝達遅延特性
この場合は同相雑音があってもLEDをオンし続けなければな
りません。これは入力スレッシュホールドを越えたLED電流
でオーバードライブすることで達成できます。ＬＥＤ駆動電
流を最少10mAと設計することで、最大IFLH 仕様に対し５mA
のマージンを持つことになり、15kV/µsのCMRを達成できま
す。
HCPL-3120 はインバータ設計における“デッドタイ
ム”を最小限にするために伝達遅延（PDD）をス
ペックしています。デッドタイムとは高圧側と低圧
側の２個（図 25 の Q1 と Q2）の両方がオフしている
間の時間を言います。また、Q1 と Q2 が両方オン時
間が少しでもあると、両トランジスタに大電流が流
れてしまいます。
LED がオフする時の CMR（CMRL）
この場合は同相雑音があってもLEDをオフし続けなければな
りません。例えば、図 31 において、dVCM/Dt が負の同相雑音
のトランジェントが起きた場合、CLEDP に流れる電流が、LED
を流れると有害ですが、ロジックゲートの中のオン状態のト
ラジスタ（ON 抵抗 RSAT、飽和電圧 VSAT）を介して流れます。
いずれにしても、この状態で VSAT が、VF(OFF)を越えなければ、
LED は点灯しません。図 32 に示すオープンコレクタでのド
ライブ回路では、dVCM ／ dt が正の同相雑音のトランジェン
トが起きた場合、CLEDP に流れる電流 ILEDN は、LED をから供
給されるしかありません。従って、この電流がLEDをオンさ
せてしまい、CMR には弱い駆動方法です。図 33 は、推奨回
路と良く似た回路で、これも超高 CMR 駆動回路です。
UVLO（Under Voltage Lock Out）機能
UVLO は HCPL-3120 の供給電圧（完全に充電された IGBT
ゲート電圧と等しい）が IGBT を低い抵抗の状態に保つため
に必要な電圧以下に下がってしまう不良条件時に IGBT を保
護するためのものです。HCPL-3120の出力がハイの状態にな
り、供給電圧が VUVLO- スレッシュホールド（9.5 ＜ VUVLO- ＜
12.0）より下がってしまうとおよそ 0.6 µs（UVLO Turn Off
Delay）で HCPL-3120 の出力はローの状態になります。次に
供給電圧がVUVLO+ スレッシュホールド（11.0＜VUVLO+ ＜13.5）
を越えると出力は約 0.8µs（UVLO Turn On Delay）でハイの
状態（LED がオンしていると仮定して）復帰します。
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HCPL-3120/HCNW3120
図29．
シールドされていないフォトカプラの
入力−出力間容量モデル
図30．
シールドされたフォトカプラの入力−出力間容量モデル
6
図31．同相雑音時における図25の等価回路
図33．超高CMRによる推奨LED駆動回路
図32．非推奨オープンコレクタ駆動回路
デッドタイムを最小限にするためにはLED2のオンをLEDの
オフに対して遅らせて図34に示す様に Q2がオンしたと同時
に Q1 がオフになる様に設計します。この条件の時に必要な
遅れ時間の差の合計が−40℃∼100℃の温度範囲で伝達遅延
PDDMAX350nsとなります。最大伝達遅延だけLED信号を遅ら
せることで最小デッドタイムは図 35 に示される様に最大と
最小の伝達遅延の差となります。HCPL-3120の最大デッドタ
イムは− 40℃∼ 100℃の動作温度範囲で 700ns（＝ 350ns −
（− 350ns）
）となります。フォトカプラはそれぞれ接近して
マウントされ、また同じ IGBT をスイッチングしているので
PDDとデッドタイムを計算するために使われた伝達遅延時間
は同じ温度とテスト条件で測定したということに御注意下さ
い。
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HCPL-3120/HCNW3120
図36．UVLO
図34．
ゼロデッドタイムによる最小LEDスキュー
HCNW3120
HCPL-3120
注：デッドタイムと PDD を計算した全ての伝達遅延時間は，同じ温度，テスト条件で測定しています。
図35．デッドタイムの波形
図37. VDE0884による温度ディレーティン
グカーブ
（故障時の安全限界）
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フォトカプラ製品取扱注意事項
フォトカプラ製品取扱い注意事項
洗浄について
環境規制について
・塩素系フラックス及び塩素系の洗浄剤のご使
フォトカプラを始め当社半導体部品には、オ
用は避けてください。
ゾン層破壊規制物質、並びに特定臭素系難燃材
・一部の洗浄剤には高温下において塩素原子等
料（PBBOS、PBBS）は使用されていません。
が分離するものがありますので、洗浄剤の管
理についても十分注意を払う必要があります。
・超音波洗浄につきましては、その条件等に
よっては、ワイヤーボンディングへの影響を
難燃性グレードについて
全ての当社フォトカプラは難燃性グレード
“UL94V-0”です。
始め、フォトカプラに悪影響を及ぼす可能性
が考えられますので、必ず十分に安全性をご
確認の上、実施されるようお願いします。
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