車載SSR向け高耐圧フォトボルタイックカプラ

東芝デバイス＆ストレージ株式会社は、ソリッドステートリレー（SSR）用途向けのフォトボルタイック出力フォトカプラ「TLX9920」を製品化し、出荷を開始した。高耐圧MOSFETのゲート駆動に対応し、車載および産業用途における高電圧スイッチングの信頼性向上を目的としている。

車載リレーのソリッドステート化
車載機器では、電動化や電子制御の高度化に伴い、リレーユニットの長寿命化とメンテナンス負荷低減が求められている。従来のメカニカルリレーは物理接点を持つため、摩耗や接点不良が課題となる。

これに対し、SSRは半導体スイッチングを用いることで接点摩耗を回避し、長寿命化とメンテナンスフリー運用を実現する手段として採用が拡大している。

高電圧スイッチングへの対応
TLX9920は、SSR構成において高耐圧パワーMOSFETのゲート駆動を行うフォトボルタイック出力を採用している。フォトボルタイック方式は、入力側の光信号を電圧として出力するため、外部電源を用いずに絶縁されたゲート駆動が可能である。

この構成により、高耐圧MOSFETと組み合わせた場合、フォトリレー単体では対応が難しい高電圧・大電流のスイッチング用途に適用できる。

絶縁設計と沿面距離
本製品は、薄型かつ長沿面距離を確保したSO6Lパッケージを採用し、8mm以上の沿面距離と5000Vrmsの絶縁耐圧を実現している。

国際規格IEC 60664-1では、動作電圧400V以上かつ汚染度IIの環境において5.6mm以上の沿面距離が求められる場合があるが、本製品はこれを上回る設計となっている。これにより、高電圧環境下での絶縁信頼性を確保する。

車載信頼性規格への対応
TLX9920は、車載用電子部品の信頼性規格であるAEC-Q101に準拠している。これにより、温度変動や振動などの厳しい車載環境下での使用が想定される。

適用分野の拡張
本製品は車載用途に加え、エネルギー貯蔵システム（ESS）や産業用電力機器など、高電圧・高信頼性が求められるスイッチング用途にも適用可能である。

SSRの構成要素として、絶縁性とゲート駆動能力を両立するフォトカプラは、電力制御システムにおける重要な要素となる。

電力制御システムにおける位置付け
TLX9920は、機械式リレーから半導体リレーへの移行が進む中で、高電圧対応と絶縁性能を両立するデバイスとして位置付けられる。車載および産業分野における電力スイッチングの信頼性向上に寄与する構成となっている。

Induportals編集者ロミラ・ディシルバにより編集、AIの支援を受けています。