Tyristorer, MOSFET’ar, IGBT’ar eller TRIAC-halvledare utför själva switchningen i switchade nätaggregat. MOSFET-transistorns tre anslutningar heter ”gate”, ”drain” och ”source”. Strömkanalen går mellan drain och source, medan gate styr kanalen. På svenska kallas gate också för styre. Gate-drivtransformatorer levererar en spänningsimpuls eller en serie spänningsimpulser till gate-benet. Gate-drivtransformatorn som fungerar på detta sätt kan också kallas en pulstransformator.
Pulstransformatorn är optimerad för att överföra en rektangulär elektrisk puls, det vill säga pulser med snabb stig- och falltid med relativt konstant amplitud. Ibland ersätts pulstransformatorn med en optokopplad IC-kretsen. IC-kretsen kan ytmonteras och den har ingen undre gränsfrekvens tillskillnad från pulstransformatorer.
Switchning av höga spänningar och strömmar kräver galvanisk isolation mot styret på transistorn. Olika standarder definierar krypavstånd och tålighet mot partiell urladdning. För att förbättra isolationen används ofta en gjutmassa. Om gjutmassan innehåller luftbubblor så kan en spänningspotential på ena sidan bubblan och en annan potential på andra sidan orsaka ett överslag, som gör att den isolerande gjutmassan går sönder. Ibland inträffar överslaget efter lång tid i drift. Risken för partiell urladdning ökar med switchfrekvensen. Därför är det viktigt att massan gjuts under vakuum så att inga luftbubblor uppstår.
Transformatorer i switchad kraft
Fyra omvandlingstopologier som dominerar inom switchad kraft är buck, boost, flyback och forward. Buck används för att transformera ned spänningen. Boost skapar en inspänning högre än inspänningen. Buck och boost omvandlare är baserade på spolar och är därför inte isolerade. Flyback och forward topologierna innehåller transformatorer och används därför i isolerade omvandlare.
Forward-topologin är en vidareutveckling från buck-topologin. I transformatorn kan spänningen transformeras upp eller ner beroende av lindningsförhållandet. Det är möjligt att konstruera en forward omvandlare med endast en transistor som levererar flera hundra watt. Pulskvoten måste vara mindre eller lika med 0,5 och transistorns genombrottsspänning måste var större eller lika med dubbla inspänningen. Forward-omvandlare av denna typ kräver en liten kärna med luftgap och väldigt bra magnetisk koppling. Forward omvandlare med två transistorer kan leverera några kW. De har samma krav på pulskvot och genombrottsspänning men transformatorn ska ha en liten kärna utan luftgap.
Flyback är en buckboost-variant som kan reglera upp och ner spänningen. I flyback-topologin utnyttjas transformatorns magnetiska lagringsegenskaper. I en flyback-omvandlare regleras flera isolerade utspänningar med samma krets. Inspänningsområdet är flexibelt, det går att ha 85 till 270V AC inspänning. Effekter upp till några hundra Watt är möjliga. Transistorns genombrottsspänning måste var större eller lika med dubbla inspänningen. Tekniken kräver en stor kärna med luftgap och god magnetisk koppling.
