Was ist ein Impulstransformator?
Impulstransformatoren sind eine spezielle Art von Transformatoren, die Impulse mit einer schnellen Abfall- und Anstiegszeit übertragen, die relativ gesehen mit einer konstanten Amplitude gekoppelt ist. Diese Impulse werden üblicherweise als rechteckige elektrische Impulse bezeichnet. Um das Ausmaß der Verzerrung der Impulsform zu verringern, muss ein Impulstransformator eine sehr geringe Toleranz für verteilte Kapazität und Streuinduktivität sowie eine hohe Leerlaufinduktivität aufweisen.
Die Größe des Geräts und damit das Design des Impulstransformators bestimmen dessen Funktion. Es gibt zwei Haupttypen von Impulstransformatoren: Signal und Leistung. Signaltypen, bei denen es sich um kleinere Transformatoren handelt, verarbeiten relativ niedrige Leistungspegel und liefern eine Reihe von Impulsen oder impulsähnlichen Signalen. Sie werden in Situationen eingesetzt, in denen nur wenige Volt für einige Mikrosekunden benötigt werden, z. B. in Telekommunikationsschaltungen und digitalen Logikanwendungen. Sogar einige Beleuchtungsanwendungen verwenden kleine Impulstransformatoren.
Der andere Haupttyp des Impulstransformators ist der Leistungsimpulstransformator. Diese Geräte erfordern niedrige Koppelkapazitäten, was für den Schutz der primärseitigen Schaltkreise vor hochleistungsfähigen Transienten durch die elektrische Last von entscheidender Bedeutung ist. Leistungsimpulstransformatoren benötigen auch eine hohe Durchbruchspannung und einen hohen Isolationswiderstand, um effizient zu arbeiten. Sie müssen ein angemessenes Einschwingverhalten aufweisen, um die Rechteckform des Impulses zu erhalten, da Impulse mit einer nicht optimalen Anstiegs- und Abfallzeit bei den meisten Leistungshalbleitern zu Schaltverlusten führen können.
Geräte wie Steuerungen für Kamerablitze oder andere Leistungsregelkreise verwenden häufig einen mittelstarken Impulstransformator. Große Leistungstransformatoren werden in der Stromverteilungsindustrie verwendet, wo sie Wechselwirkungen zwischen Niederspannungsschaltungen und Hochspannungsgattern in Leistungshalbleitern ermöglichen. Einige spezielle Versionen werden in Radarsystemen und anderen Anwendungen verwendet, die Hochleistungsimpulse erfordern.
Es gibt auch Vorrichtungen, deren Funktion dem normalen Impulstransformator ähnlich ist, und diese werden als Hochspannungsimpulstransformatoren bezeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren sind die Konstruktionen dieser Transformatoren offen und werden im Allgemeinen in Hochspannungsisolierölen verwendet. Typische Pulsausgangsspannungen reichen von 100 bis 500 Kilovolt. Die Pulslängen können von 0,25 Mikrosekunden bis 50 Mikrosekunden variieren.
Impulstransformator-Baugruppen enthalten eine vollständige Einheit von Werkzeugen und Maschinen, mit denen die Leistung jedes Transformatorgeräts optimiert werden kann. Zusätzlich zum Impulstransformator enthält die Einheit normalerweise einen Strom- und Spannungswächter, Überbrückungskondensatoren und einen Heiztransformator. Ein Despiking-Netzwerk, eine Klystron-Steckdose und ein Wasserkühlungssystem sind ebenfalls Teil der Baugruppe. Alle diese Komponenten sind Teil einer Schaltung, die die Impulsübertragung konstant und verzerrungsarm hält. Spezifische Maße für jede Baugruppe, wie die Anzahl der Kilovolt, Megawatt und die Pulslänge in Mikrosekunden, sind auf der Website des Unternehmens oder auf dem Produktetikett angegeben.