TLX9920 ist ein Optokoppler mit Photovoltaik-Ausgang, der eine isolierte Gate-Ansteuerspannung für Leistungs-MOSFETs bereitstellt. Das Bauteil ist insbesondere für High‑Side‑ und Back‑to‑Back‑Konfigurationen ausgelegt, wie sie in Halbleiter-Relais (Solid‑State‑Relais, SSR) verwendet werden. Zu den Anwendungsgebieten zählen unter anderem automobile Batteriemanagementsysteme (BMS), Onboard-Ladegeräte (OBC), Wechselrichter und weitere Hochvolt-Subsysteme sowie Energiespeichersysteme (ESS) und industrielle Leistungssteuerungen.

Wozu braucht man das?

Mit mehr Solid‑State‑Relais in Automobil- und Industrieanwendungen steigt der Bedarf an hochisolierten Gate-Ansteuerlösungen, die ohne eine sekundärseitige Stromversorgung auskommen. Der Baustein erzeugt die erforderliche Gate-Ansteuerspannung direkt über seinen Photovoltaik-Ausgang. Dadurch wird eine vereinfachte Schaltungsauslegung ermöglicht, während gleichzeitig eine verstärkte Isolation zwischen Steuer- und Leistungsbereich gewährleistet bleibt.

Der TLX9920 ist für die Ansteuerung hochspannungsfester Leistungs-MOSFETs in SSR-Anwendungen optimiert. In Kombination mit externen MOSFETs ermöglicht er das Schalten hoher Spannungen und Ströme, was mit herkömmlichen Photorelais nur schwer realisierbar ist. Im Gegensatz zu mechanischen Relais besitzen Solid-State-Relais keine beweglichen Kontakte, wodurch Kontaktverschleiß vermieden, der Wartungsaufwand reduziert und die Langzeitzuverlässigkeit erhöht wird.


Technische Details

Das Bauelement ist nach dem automobilen Zuverlässigkeitsstandard AEC‑Q101 qualifiziert.

Untergebracht in einem SO6L‑Gehäuse (3,84mm x 10mm x 2,1mm) verfügt der TLX9920 über eine Mindest-Kriechstrecke von 8mm sowie eine Isolationsspannungsfestigkeit von mindestens 5000 Vrms. Damit eignet sich das Bauteil für Anwendungen mit Anforderungen an eine verstärkte Isolation. So fordert beispielsweise die Norm IEC 60664‑1 für Systeme mit Betriebsspannungen von 400V oder mehr in Verschmutzungsgrad‑2 Umgebungen eine Kriechstrecke von 8mm – eine Anforderung, die der TLX9920 laut Hersteller erfüllt.

Mit einer minimalen Leerlaufspannung (VOC) von 13,5V und einem minimalen Kurzschlussstrom (ISC) von 8µA bei einem Vorwärtsstrom (IF) von 10mA steht ausreichend Gate-Ansteuerleistung für die MOSFET-Steuerung bereit, ohne dass eine zusätzliche galvanisch isolierte Hilfsspannungsversorgung erforderlich ist. Eine integrierte Entladeschaltung vereinfacht das Schaltungsdesign und gewährleistet ein zuverlässiges Abschaltverhalten.