Introduction to Gate Drivers

Charakteristiky impulzní odezvy transformátoru pohonu brány

Řídicí transformátor brány musí na svých sekundárních svorkách co nejpřesněji reprodukovat tvar vstupního impulzu.

Výkonnost impulzní charakteristiky transformátoru pohonu hradla je specifikována z hlediska jeho vlivu na tvar vstupního impulzního proudu/napětí. Je důležité, aby transformátor co nejpřesněji reprodukoval tvar vstupního impulsu na svých sekundárních svorkách a aby při přenosu impulsu z primáru na sekundár docházelo k minimálnímu zkreslení tvaru.

V ideálním případě by měl být průběh impulzu dokonale obdélníkový a všechny přechody signálu by měly probíhat v nulovém čase. V reálném světě však ideálního vstupního impulzu nelze dosáhnout kvůli parazitním prvkům, zkreslení výstupní odezvy a nemožnosti okamžité změny proudu.

Pulse Waveforms
Tvary pulzních vln

Vstupní napětí do transformátoru pohonu hradla má nespojitý charakter. Šířka pulzu se pohybuje od zlomku mikrosekundy do přibližně 25 mikrosekund.

Parazitní prvky způsobují překmit, zpoždění a zvonění a neideální složky (přechodové jevy) způsobují odchylky plochých částí impulzu od dokonalé úrovně. Proto jsou transformátory navrženy tak, aby kritická parazitní svodová indukčnost a distribuovaná kapacita byly extrémně nízké, což zlepšuje celkový výkon obvodu pohonu hradla.

Typická pulzní vlna má v podstatě čtyři oblasti:

  1. Vzestupná hrana
  2. Plochý vrchol pulsu
  3. Padající hrana
  4. Odtoková hrana

Na stránkách vzestupná hrana nastane v reakci na přechod vstupního signálu z nízké na vysokou úroveň.

Na stránkách plochý vrchol pulzní oblasti nastane později, když již nejsou přítomny přechodové jevy na vzestupné hraně a amplituda impulsu je přibližně konstantní.

Na stránkách klesající hrana je přechod z vysoké úrovně na nízkou.

Na stránkách odtoková hrana nastane poté, co se přechodové jevy na sestupné hraně ustálí a signál je na konstantní nízké úrovni.

Waveform Detail
Detail tvaru vlny

Impulsní odezva zahrnuje také různé parametry, které definují hranice přípustného zkreslení impulsu:

Amplituda pulzu - Maximální absolutní špičková hodnota impulzu bez nežádoucích špiček.

Doba náběhu (Tr) - Doba, za kterou se výstupní impuls zvýší z 10% vrcholové amplitudy impulsu na 90% vrcholové amplitudy impulsu během prvního pokusu.

Přestřelení - Velikost, o kterou výstupní impuls překročí špičkovou amplitudu. K překročení dochází při počátečním náběhu signálního impulsu.

Šířka pulzu / doba trvání pulzu - Časový interval mezi prvním a posledním okamžikem, kdy okamžitá amplituda dosáhne 50% vrcholové amplitudy (nebo) Doba trvání mezi náběžnou a sestupnou hranou impulzu.

Droop - Posun amplitudy impulsu během jeho ploché odezvy nebo pomalý pokles nebo snížení úrovně napětí napěťového impulsu. Tento jev se také nazývá pokles napětí.

Podzimní čas -Čas, za který se výstupní impuls sníží z 90% vrcholové amplitudy impulsu na 10% vrcholové amplitudy impulsu během odezvy zadní hrany.

Zpětný švih - Část odtokové hrany, která zasahuje pod nulovou amplitudu. Nazývá se také under-shoot, ke kterému dochází při závěrečném poklesu signálního impulsu. 

Pulzní hrot - Krátkodobá velká změna amplitudy impulzu, která je větší než zvlnění nebo překmit napětí a trvá méně než 10% šířky impulzu.

Průměrná doba impulzu - Doba trvání od bodu na náběžné hraně, který je 50% maximální amplitudy, do bodu na odtokové hraně, který je 50% maximální amplitudy.

Doba zpoždění impulzu - Časový interval od okamžiku, kdy náběžná hrana vstupního impulsu dosáhne 10% své maximální amplitudy, do okamžiku, kdy náběžná hrana výstupního impulsu dosáhne 10% své maximální amplitudy.

Pulzní vyzvánění - Tlumené kmitání, ke kterému dochází na každé hraně impulzu. Pulzní zvonění způsobuje kladné přeběhnutí [maximální kladné napětí] a kladné podklesnutí; kromě toho záporné přeběhnutí [maximální záporné napětí] a záporné podklesnutí. Pulzní zvonění se od pulzního zvlnění liší tím, že signál je tlumený a nemá konstantní amplitudu.

Pulzní vlnění - Aplikace proměnného střídavého napětí (sinusovky) na impuls.

Pulsní frekvence - Časový interval mezi začátkem jednoho impulsu a začátkem dalšího impulsu, měřený při stejné úrovni napětí pro oba impulsy. Nazývá se také rychlost opakování pulzu.

Pulzní oscilace - Oscilace na impulsu se může jevit stejně jako pulzní zvlnění.

Doba uložení impulzu - Časový interval od bodu 10% dolů od maximální amplitudy na zadní hraně vstupního impulsu do bodu 10% dolů od maximální amplitudy na zadní hraně výstupního impulsu.

Doba impulzu - Časový interval od bodu na náběžné hraně, který je 90% maximální amplitudy, do bodu na odtokové hraně, který je 90% maximální amplitudy.

Autoři

  • profile-picture-bhuvana-madhaiyan

    Bhuvana Madhaiyan je inženýrka designu a vývoje ve společnosti Talema India. Má bakalářský titul v oboru elektrotechniky a elektroniky z Anna University Chennai a od roku 2006 je praktikujícím inženýrem. Bhuvana se připojila k týmu společnosti Talema v roce 2007.

    Zobrazit všechny příspěvky
  • sampath-palaniappan

    Sampath Palaniappan je inženýr designu a vývoje ve společnosti Talema India. Získal bakalářský titul v oboru elektroniky a komunikačního inženýrství na Anna University Chennai. Sampath se připojil k týmu společnosti Talema v roce 1994.

    Zobrazit všechny příspěvky

Bhuvana Madhaiyan

Zobrazit příspěvky od Bhuvana Madhaiyan
Bhuvana Madhaiyan je inženýrka designu a vývoje ve společnosti Talema India. Má bakalářský titul v oboru elektrotechniky a elektroniky z Anna University Chennai a od roku 2006 je praktikujícím inženýrem. Bhuvana se připojila k týmu společnosti Talema v roce 2007.
Přejděte nahoru