Gate Drive Transformers for IGBTs

High Power Density Meets High Insulations Strength

Gate drive transformers for IGBT are the key element in the driver circuit supplying the necessary power for switching and maintaining safe galvanic separation between the intermediate circuit and the low voltage control side.

By using nanocrystalline VITROPERM® as core material, VACUUMSCHMELZE gate drive transformers combine high power density with high insulations strengths.

Benefits:

  • Reinforced insulation
  • Low coupling capacitance
  • Low leakage inductance
  • Large voltage-time area in compact 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-X0841010122.51.39001:1.94Stifte
4021-X086103354.1N/AN/A1:1.125:1.125Stifte
4021-X09210310418501:1Stifte
4021-X116N/A31004.50.847001:1:1Stifte
4097-X0550.3332003.1N/A4001:1:1Stifte
4097-X0600.4362603.1N/A3801:1.2:1.2Stifte
4097-X07010251503.11.069001.5:1Stifte
4097-X08614.572603.118001:1:1Stifte
4099-X00951515030.79001:1:1/1Stifte
4099-X0105101304.6N/A12001:1:1:1Stifte
4099-X0112.42.5854.50.958501:1:1Stifte
4185-X0354203205.72.415001.09:1/1Stifte
4185-X04644050051.512002:1Stifte
4215-X025552004.51.2510001:1.36:1.36Stifte
4215-X0320.22105053.529001:1.5/1.5Stifte
4215-X165N/AN/A2001.6N/A11601:1:1Stifte
4215-X1770.35803003.2N/A6001:1:1Stifte
4215-X1790.6522.34406.2N/A12001:1:1Stifte
4215-X1800.5201706.75N/A6001:1:1Stifte
4225-X054N/AN/A11604.32.3N/A5.33:1:1Stifte
4615-X0470.252525051.312001:1:1Stifte
4615-X062N/A103000.8N/A12001:1:1Stifte
4615-X0659103402.21.812002.9:1:1Stifte
4615-X0660.52525051.1N/A1:1.2:1.2Stifte
4615-X0671505006.75N/A6001:1:1Stifte
4615-X07013510051.368481:1:1.11:1.11Stifte
4615-X0720.51002504.50.43N/A1:1.3:1.3Stifte
4721-X0012862503.6N/A5001:1:1Stifte
4721-X0022505.55003.1N/A5001:1Stifte
4721-X003704.725040.65001:1Stifte
4721-X0042862503.617501:1:1Stifte
4721-X0057552503.1N/A5002:1Stifte
4721-X0061106.55003.1N/A5001:1:1Stifte
4721-X007685.52503.1N/A5003:1:1Stifte
4721-X012N/A1102502.50.32201:1Stifte
4721-X0412505.55004.5N/A5001:1Stifte
4721-X048360106004N/A6001:1Stifte
5032-X1071.51.8282.650.950010:8:8SMD
5032-X1122.83.8605N/AN/A1:1:1SMD
5046-X006N/AN/A1002.251.26001:1.1:1.1SMD
5046-X0070.313854.51.258481:1:1SMD
5046-X0086.791104.61.288481:1:1:1SMD
5046-X0111.125453N/A3002:1/1:2SMD
5046-X1000.312801.81.258481:1.2:1.2SMD

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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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