Halbleiterrelais sind Relaisbauelemente, die als Ausgangsbauelement einen Fototriac, Fototransistor oder Fotothyristor verwenden. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine Ein-/Ausschaltung hoher elektrischer Ströme erfordern, beispielsweise in Industrieanlagen (E/A-Relaisausgänge für SPSen, Einschaltstromschutz in Netzteilen, Batteriespannungsüberwachung in Batteriemanagementsystemen und Erdschlusserkennung) sowie zum Schalten von Strom- und Signalleitungen in der Messtechnik.
Ein Photovoltaik-Koppler wie der neue TLP3910 ist ein Fotorelais, das die optischen Elemente, aber nicht den MOSFET für die Hochstrom-Schaltfunktionen enthält. Um ein isoliertes Halbleiterrelais, das hohe Spannungen und Ströme schalten kann (was bei Fotorelais kompliziert ist), einfach zu konfigurieren, kombinieren Entwickler häufig einen Photovoltaik-Koppler mit einem MOSFET.
Zur Ansteuerung eines Hochspannungs-Leistungs-MOSFETs mit einer Gate-Spannung von 10 V oder höher müssen derzeit zwei Toshiba TLP3906 in Reihe geschaltet werden, da ihre Leerlaufspannung von ca. 7 V sehr niedrig ist. Der neue TLP3910 hingegen weist eine minimale Leerlaufspannung (VOC) von 14 V auf, also das Doppelte der Leerlaufspannung des TLP3906. Dadurch genügt ein einziges Bauteil zur Ansteuerung des Gates eines Hochspannungs-Leistungs-MOSFETs. Dies reduziert die Anzahl der Bauteile, erhöht die Zuverlässigkeit, spart Platz auf der Leiterplatte und senkt die Materialkosten.
Die Verbesserungen am integrierten Entladeschaltkreis des TLP3910 ermöglichen eine typische Abschaltzeit (toff) von 0,1 ms, was etwa einem Drittel derjenigen des TLP3906 und dem Dreißigfachen derjenigen des TLP191B entspricht. Die typische Durchlasszeit (ton) beträgt 0,3 ms. Zusammen gewährleisten diese Werte einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb in Endanwendungen.
Der TLP3910 ist Toshibas erster Photovoltaik-Koppler mit einer minimalen Isolationsspannung (BVS) von 5000 Vrms und bietet gleichzeitig die hervorragende Leistung der Vorgängermodelle (TLP191B und TLP3906). Dank dieser Eigenschaft, der Kriechstrecke von 8 mm und der entsprechenden UL/cUL-Zulassungen eignet er sich für den Einsatz in Industrieanlagen mit 400-V-Wechselstromversorgung sowie in anderen Anwendungen, bei denen elektrische Sicherheit höchste Priorität hat.
Der hohe Betriebstemperaturbereich (Topr) von -40 bis +125°C gewährleistet, dass der TLP3910 für eine Vielzahl von Anwendungen in rauen Umgebungen geeignet ist.
