Gate-Treiber-Transformatoren für IGBTs

Hohe Leistungsdichte trifft auf hohe Isolationsfestigkeit

Gate-Treiber-Transformatoren für IGBTs sind das Schlüsselelement im Ansteuerkreis für die Leistungsübertragung zum Durchschalten der Halbleiter und zur Sicherstellung einer galvanischen Trennung zwischen der Niederspannungsseite und dem Zwischenkreis.

Durch die Verwendung von nanokristallinem VITROPERM® als Kernmaterial, zeichnen sich Gate-Treiber-Transformatoren der VACUUMSCHMELZE durch eine hohe Leistungsdichte und überragende Isolationsfestigkeit aus.

Vorteile:

  • Verstärkte Isolierung
  • Geringe Koppelkapazität
  • Geringe Streuinduktivität
  • Große Spannungszeitfläche in kompakten Designs

Gate-Treiber-Transformatoren werden typischerweise in DC/DC Wandlern der Gate-Treiber-Schaltung für moderne frequenzvariable Antriebe eingesetzt.

Diese kommen zum Einsatz in

  • Aufzügen & Rolltreppen
  • Pumpen & Lüftern
  • Prozessautomation

Typische Eigenschaften

Design SMT oder THT
Übersetzungverhältnis (typ.) 1:1 bis zu 1:3
Anzahl Windungen (typ.) ≤ 4
Norm / Bezug 61558-2-16 oder 61800-5-1
Schaltfrequenz ≤ 100 kHz
Spannungszeitfläche ≤ 1.000 µVs
Leistung ≤ 45 VA
Hauptinduktivität 1-5 mH
Streuinduktivität ≤ 10 µH
Koppelkapazität ≤ 15 pF

 

Der neue Gate Treiber Transformator T60403-F5046-X100 auf dem Infineon Evaluation Board EVAL-1DS20I12SV für die EconoDUALTM 3 IGBT Serie.

Die Auswahl eines geeigneten Gate-Treiber-Transformators beginnt typischerweise mit der benötigten Anzahl der Wicklungen sowie dem Übersetzungsverhältnis: Die Anzahl der Wicklungen wird meist durch die Schaltungstopologie vorgegeben, während das Übersetzungsverhältnis über das Verhältnis aus Eingangs- und Ausgangsspannung bestimmt wird.

Die Spannungszeitfläche des Transformators ist eine wichtige Kenngröße, welche die Anforderungen der elektrischen Schaltung in die magnetische Auslegung überführt: Durch Vorgabe der Eingangsspannung und Schaltfrequenz (sowie der Signalform) kann ein geeigneter weichmagnetischer Kern ausgewählt werden. Durch die hohe unipolare Aussteuerung von 0,9 T bei nanokristallinem VITROPERM, kann der Eisenquerschnitt des Kerns in typischen Designs deutlich kleiner gewählt werden als mit konventionellen Kernmaterialien.

Schließlich müssen die Isolationsanforderungen berücksichtigt werden: Diese ergeben sich in der Regel aus der wiederkehrenden Spitzenspannung im Anwendungssystem. VACs Gate-Treiber-Transformatoren weisen eine herausragende Isolationsfestigkeit bei kleinster Baugröße auf. Darüber hinaus können hohe Teilentladungsaussetzspannungen erreicht werden, falls dies in der Anwendung benötigt wird.

 

Gate-Treiber-Transformatoren werden typischerweise in DC/DC Wandlern der Gate-Treiber-Schaltung für moderne frequenzvariable Antriebe eingesetzt.

Diese kommen zum Einsatz in

  • Aufzügen & Rolltreppen
  • Pumpen & Lüftern
  • Prozessautomation

Typische Eigenschaften

Design SMT oder THT
Übersetzungverhältnis (typ.) 1:1 bis zu 1:3
Anzahl Windungen (typ.) ≤ 4
Norm / Bezug 61558-2-16 oder 61800-5-1
Schaltfrequenz ≤ 100 kHz
Spannungszeitfläche ≤ 1.000 µVs
Leistung ≤ 45 VA
Hauptinduktivität 1-5 mH
Streuinduktivität ≤ 10 µH
Koppelkapazität ≤ 15 pF

 

Der neue Gate Treiber Transformator T60403-F5046-X100 auf dem Infineon Evaluation Board EVAL-1DS20I12SV für die EconoDUALTM 3 IGBT Serie.

Die Auswahl eines geeigneten Gate-Treiber-Transformators beginnt typischerweise mit der benötigten Anzahl der Wicklungen sowie dem Übersetzungsverhältnis: Die Anzahl der Wicklungen wird meist durch die Schaltungstopologie vorgegeben, während das Übersetzungsverhältnis über das Verhältnis aus Eingangs- und Ausgangsspannung bestimmt wird.

Die Spannungszeitfläche des Transformators ist eine wichtige Kenngröße, welche die Anforderungen der elektrischen Schaltung in die magnetische Auslegung überführt: Durch Vorgabe der Eingangsspannung und Schaltfrequenz (sowie der Signalform) kann ein geeigneter weichmagnetischer Kern ausgewählt werden. Durch die hohe unipolare Aussteuerung von 0,9 T bei nanokristallinem VITROPERM, kann der Eisenquerschnitt des Kerns in typischen Designs deutlich kleiner gewählt werden als mit konventionellen Kernmaterialien.

Schließlich müssen die Isolationsanforderungen berücksichtigt werden: Diese ergeben sich in der Regel aus der wiederkehrenden Spitzenspannung im Anwendungssystem. VACs Gate-Treiber-Transformatoren weisen eine herausragende Isolationsfestigkeit bei kleinster Baugröße auf. Darüber hinaus können hohe Teilentladungsaussetzspannungen erreicht werden, falls dies in der Anwendung benötigt wird.

 

Gate Treiber Transformatoren

Spannungszeitfläche:  10 - 1160  μVs
Produkt Download  Ls
[µH]
 Ck
[pF]
 ∫udt
[µVs]
 Up
[kV]
UTA
[kV]
Uis
[V]
ÜbersetzungsverhältnisDesign
4021-X0841010122.51.39001:1.94THT
4021-X086103354.1N/AN/A1:1.125:1.125THT
4021-X09210310418501:1THT
4021-X116N/A31004.50.847001:1:1THT
4097-X0550.3332003.1N/A4001:1:1THT
4097-X0600.4362603.1N/A3801:1.2:1.2THT
4097-X07010251503.11.069001.5:1THT
4097-X08614.572603.118001:1:1THT
4099-X00951515030.79001:1:1/1THT
4099-X0105101304.6N/A12001:1:1:1THT
4099-X0112.42.5854.50.958501:1:1THT
4185-X0354203205.72.415001.09:1/1THT
4185-X04644050051.512002:1THT
4215-X025552004.51.2510001:1.36:1.36THT
4215-X0320.22105053.529001:1.5/1.5THT
4215-X165N/AN/A2001.6N/A11601:1:1THT
4215-X1770.35803003.2N/A6001:1:1THT
4215-X1790.6522.34406.2N/A12001:1:1THT
4215-X1800.5201706.75N/A6001:1:1THT
4225-X054N/AN/A11604.32.3N/A5.33:1:1N/A
4615-X0470.252525051.312001:1:1THT
4615-X062N/A103000.8N/A12001:1:1THT
4615-X0659103402.21.812002.9:1:1THT
4615-X0660.52525051.1N/A1:1.2:1.2THT
4615-X0671505006.75N/A6001:1:1THT
4615-X07013510051.368481:1:1.11:1.11THT
4615-X0720.51002504.50.43N/A1:1.3:1.3THT
4721-X0012862503.6N/A5001:1:1THT
4721-X0022505.55003.1N/A5001:1THT
4721-X003704.725040.65001:1THT
4721-X0042862503.617501:1:1THT
4721-X0057552503.1N/A5002:1THT
4721-X0061106.55003.1N/A5001:1:1THT
4721-X007685.52503.1N/A5003:1:1THT
4721-X012N/A1102502.50.32201:1THT
4721-X0412505.55004.5N/A5001:1THT
4721-X048360106004N/A6001:1THT
5032-X1071.51.8282.650.950010:8:8SMT
5032-X1122.83.8605N/AN/A1:1:1SMT
5046-X006N/AN/A1002.251.26001:1.1:1.1SMT
5046-X0070.313854.51.258481:1:1SMT
5046-X0086.791104.61.288481:1:1:1SMT
5046-X0111.125453N/A3002:1/1:2SMT
5046-X1000.312801.81.258481:1.2:1.2SMT

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Ansteuerübertrager

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Gate Drive Transformers for IGBT acc. to IEC 61558

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Gate Drive Transformers for IGBT acc. to IEC 61800

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Isolation Transformers for Narrowband PLC Systems

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Gate Drive Transformers for IGBT optimized for Infineon’s EconoDUALTM 3 Series (englisch) PI-IA 2

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