Merkmale der Impulsantwort des Gate-Antriebstransformators

Ein Gate-Treiber-Transformator muss die Form eines Eingangsimpulses an seinen Sekundäranschlüssen so genau wie möglich wiedergeben.

Die Leistung der Impulscharakteristik eines Gate-Treiber-Transformators wird anhand seiner Auswirkung auf die Form des Impulseingangsstroms/der Eingangsspannung spezifiziert. Es ist wichtig, dass der Transformator die Form des Eingangsimpulses an seinen Sekundäranschlüssen so genau wie möglich wiedergibt und dass die Formverzerrung bei der Übertragung des Impulses von der Primär- zur Sekundärseite minimal ist.

Im Idealfall sollte eine Impulswellenform vollkommen rechteckig sein, und alle Signalübergänge sollten in Nullzeit stattfinden. In der realen Welt ist ein idealer Eingangsimpuls jedoch aufgrund von parasitären Elementen, Verzerrungen der Ausgangsreaktion und der Unfähigkeit des Stroms, sich sofort zu ändern, nicht möglich.

Die Eingangsspannung für den Gate-Treiber-Transformator ist diskontinuierlicher Natur. Die Impulsbreite schwankt zwischen einem Bruchteil einer Mikrosekunde und etwa 25 Mikrosekunden.

Parasitäre Elemente verursachen Überschwingen, Verzögerung und Klingeln, und nicht-ideale Komponenten (Transienten) führen dazu, dass die flachen Teile des Impulses von einem perfekten Niveau abweichen. Daher werden Transformatoren so konstruiert, dass die kritische parasitäre Streuinduktivität und die verteilte Kapazität extrem niedrig sind, was die Gesamtleistung der Gate-Treiberschaltung verbessert.

Eine typische Pulswelle hat im Wesentlichen vier Bereiche:

1. Steigende Flanke
2. Flache Spitze des Pulses
3. Fallende Kante
4. Hintere Kante

Die steigende Flanke erfolgt als Reaktion auf den Übergang des Eingangssignals von einem niedrigen zu einem hohen Pegel.

Die flache Spitze des Pulsbereichs tritt später auf, wenn die Transienten der steigenden Flanke nicht mehr vorhanden sind und die Amplitude des Impulses annähernd einen konstanten Wert hat.

Die fallende Flanke ist der Übergang von einem hohen Niveau zu einem niedrigen Niveau.

Die abfallende Kante tritt auf, nachdem die Transienten der fallenden Flanke abgeklungen sind und das Signal einen konstanten niedrigen Pegel erreicht hat.

Die Impulsantwort umfasst auch verschiedene Parameter, die die Grenzen der zulässigen Impulsverzerrung festlegen:

Puls-Amplitude - Der maximale absolute Spitzenwert des Impulses ohne unerwünschte Spitzen.

Anstiegszeit (Tr) - Die Zeit, die der Ausgangsimpuls benötigt, um bei seinem ersten Versuch von 10% der Spitzenimpulsamplitude auf 90% der Spitzenimpulsamplitude zu steigen.

Überschwingen - Der Betrag, um den der Ausgangsimpuls die Spitzenamplitude überschreitet. Das Überschwingen tritt beim ersten Anstieg des Signalimpulses auf.

Impulsbreite/Impulsdauer - Das Zeitintervall zwischen dem ersten und dem letzten Moment, in dem die momentane Amplitude 50% der Spitzenamplitude erreicht (oder) Die Zeitdauer zwischen der Vorder- und der Rückflanke eines Impulses.

Droop - Die Verschiebung der Impulsamplitude während ihrer flachen Reaktion oder das langsame Abklingen oder die Verringerung der Spannung des Pegels eines Spannungsimpulses. Dies wird auch als Spannungsabfall.

Herbstzeit -Zeit, die der Ausgangsimpuls benötigt, um von 90% der Spitzenimpulsamplitude auf 10% der Spitzenimpulsamplitude während der Reaktion auf die abfallende Flanke abzufallen.

Rückenschaukel - Der Teil der abfallenden Flanke, der unterhalb der Nullamplitude liegt. Dies wird auch als Unterschwingung bezeichnet, die beim letzten Abfall des Signalimpulses auftritt. 

Impuls-Spike - Eine kurzzeitige große Änderung der Impulsamplitude, die größer ist als die Restwelligkeit oder die Überschießspannung und weniger als 10% der Impulsbreite dauert

Durchschnittliche Pulsdauer - Die Zeitdauer von einem Punkt an der Vorderkante, der 50% der maximalen Amplitude entspricht, bis zu einem Punkt an der Hinterkante, der 50% der maximalen Amplitude entspricht

Impulsverzögerungszeit - Das Zeitintervall zwischen einem Punkt, an dem die Vorderflanke des Eingangsimpulses auf 10% seiner maximalen Amplitude angestiegen ist, und einem Punkt, an dem die Vorderflanke des Ausgangsimpulses auf 10% seiner maximalen Amplitude angestiegen ist.

Impuls-Klingeln - Eine gedämpfte Schwingung, die bei jeder Flanke eines Impulses auftritt. Die Impulsschwingung verursacht eine positive Überschwingung [die maximale positive Spannung] und eine positive Unterschwingung; zusätzlich zu einer negativen Überschwingung [die maximale negative Spannung] und einer negativen Unterschwingung. Die Impulsschwingung unterscheidet sich von der Impulswelligkeit dadurch, dass das Signal gedämpft ist und keine konstante Amplitude aufweist.

Impuls-Welligkeit - Das Anlegen einer variablen Wechselspannung (Sinuswelle) an einen Impuls.

Pulsfrequenz - Der Zeitabstand zwischen dem Beginn eines Pulses und dem Beginn des nächsten Pulses, gemessen bei gleichem Spannungsniveau für beide Pulse. Sie wird auch als Puls-Wiederholrate bezeichnet.

Pulsschwingungen - Eine auf einem Impuls reitende Oszillation kann wie eine Impulswelligkeit aussehen.

Impulsspeicherzeit - Das Zeitintervall von einem Punkt 10% ab der maximalen Amplitude der abfallenden Flanke des Eingangsimpulses bis zu einem Punkt 10% ab der maximalen Amplitude der abfallenden Flanke des Ausgangsimpulses.

Impulszeit - Das Zeitintervall zwischen dem Punkt an der Vorderkante, der 90% der maximalen Amplitude entspricht, und dem Punkt an der Hinterkante, der 90% der maximalen Amplitude entspricht.