一种功率半导体保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术的说明内容是一种功率半导体保护装置（1），具有电流计（U

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体保护装置
本专利技术涉及一种功率半导体保护装置。
技术介绍
由现有技术已知多种用于保护功率半导体的设备。其中，要将真正短路与虚假短路区分开来，已被证明为是大难题。虚假短路例如是由于尤其是在接通时表现得就像短路一样的电容负载而产生的。也就是说，有时相当大的电流会流过，直到电容负载相应地被充电。因此，在过去要不断反复进行试验，要来识别虚假短路。例如由专利号DE102012103551A1已知一种电子保险设备，所述保险设备会根据过载电流断开可控的开关并且根据输出端上的电压改变重新开启。这些设备的不足是，其首先是基于载电流并且断开，只有在一定的时间之后才能够根据重启条件实现接通。由此经常需要不必要长的时间，以便给电容负载充电。另外，识别相当复杂，因为需要保存“历史”值。此外，在这种布置中，经常非常困难的是，在开关打开后，电容负载要通过并列放置的电阻负载放电，因此，识别系统可能将所要充电的电容（部分）负载错误地识别为短路。在该处所权利要求的装置尤其是在涉及到打开电容负载时已经被证明为非常困难，因为这里早在开启时就已经满足了断开条件并且由此没有任何历史电压值来进行比较。此外，由此前已知的解决方案，不能做出任何与开关的实际状态相关的论断，因为在这里只观察到负载方面。
技术实现思路
本专利技术的根本目的是提供一种功率半导体保护装置，是加以改进的且成本有利的用于侦测短路的设装置，其避免了现有技术中的一个或多个缺陷。上述目的的解决方案根据本专利技术通过独立权利要求所述的特征得出。本专利技术的有利设计由从属权利要求加以说明。其中：一种功率半导体保护装置，包括有：电流计、电压计以及开关；所述电流计测量通过所述装置的电流，所述开关用于断开通过所述装置的电流通路，所述电压计测量打开状态下所述开关的电压；所述装置具有：如果所述电流计测量到的电流超过第一个电流阈值，则控制所述开关在一个预定时间内切断电流通路，在所述预定时间内，所述电压计测量开关的电压；在重新接通电流通路的情况下，所述开关重复上述控制，通过测量多次切断电流通路时开关上的电压变化判断电路是否存在短路。进一步是：所述电压计在切断电流通路的时间内测量到的电压大于第一电压阈值时，判断负载为电容性负载。进一步是：所述预定时间的确定取决于之前所测量的电流值。一种过载电流检测装置，包括分流电阻器、与分流电阻并联的电流计；计算单元以及开关；所述电流计通过测量并联分流电阻（R）电压确定通过所述装置的电流，所述开关用于断开通过所述设备的电流通路；所述装置具有：如果所述电流计测量的电流超过第一电流阈值，则控制所述开关在一个预定的时间内切断电流通路；持续测量所述装置的电流值，获取分流电阻的电能量，当电能量超过最大电能时，控制所述开关永久切断电流通路。本专利技术是一种改进的且划算的避免现有技术中的一个或多个缺点的功率半导体保护装置。附图说明下面参照附图借助优选的实施方式进一步阐述本专利技术。其中：图1为根据本专利技术的实施方式的总览图；图2为本专利技术的实施方式的流程图。具体实施方式下面更深入地参照附图阐述本专利技术。在此要注意的是，所说明的不同方面可分别单独地或者相互组合地加以应用。也就是说，每个方面均可结合本专利技术的不同实施方式来使用，只要没有明确地说明作为纯粹的替选方案。此外，下面为简便起见，通常仅借助一个实体。但只要没有明确附注，本专利技术也可分别具有更多个相关实体。就这方面而言，使用语词“一个”仅应被理解为是指，在一种简单的实施方式中使用至少一个实体。在本专利技术如图1所示：一种功率半导体保护装置1具有电流计UR、电压计USW和开关SW。为了更好地概览，所述装置1在图中被虚线的框圈出。所述功率半导体在附图中并不是必需要被示出。也就是说，所述功率半导体可以是一种元件（未示出的），但或者所述开关SW本身就是由功率半导体、例如MOS-FET-晶体管（金属氧化物半导体场效应晶体管）来提供。但本专利技术并非仅限于此。其中，所述电流计UR测量通过所述设备1的电流I。为此，原则上各种形式的电流测量均可行，要么是通过所诱导的磁场（例如罗氏线圈、霍尔传感器），但要么是通过分流电阻R以及诸如此类上的电流测量。所述开关SW用于断开通过所述设备1的电流通路。原则上可采用各种类型的开关，例如机械开关或者电子开关、例如可控的（场效应）晶体管。此外，所述装置使用对所述开关SW上的电压进行测量的电压计USW。因为所述开关SW在理想情况下构成短路，因此，在所述开关SW的打开状态下要测量电压就已经足够，因为在开关SW关闭时电压只需要为零。但可分别按照所述开关SW的类型来规定，例如所述开关SW本身构成极小的电阻，因此，电流测量例如将能够使用关闭的开关作为分流电阻R。这样一种情况可例如在使用半导体开关（例如可控的（场效应）晶体管）时出现。就这点而言，上面所述的分配要被理解为是功能性的，并不会限制实际的实施。所述装置具有：如果所述电流计UR测量的电流I超过第一电流阈值Iref，也就是说，I＞Iref，这样控制所述开关SW在一段预定时间taus内切断开所述装置1的电流通路。其中，通常不会紧接着执行电流通路的电流测量，而是只有在设定的一段预定的最小接通时间tein内才会测量通过所述装置的电流I。现在可以在切断的所述一段预定时间taus内，通过所述电压计USW测量所打开的开关SW上的电压。这一电压可被保存下来。其中，保存要被理解为是广义的，既可意味着将当前的电压保存在电容器内，也可意味着测量值的保存。在经过预定时间taus之后，所述开关SW再次被接通，从而电流重新通过所述装置1朝负载V流动。现在如果由于过载电流反复操控所述开关SW，那么，通过多次测量电压USW的变化来判断电路是否出现构成严重危险的真实短路。由此就可实现，即：在（反复）切断以及出现电容性负载V的情况下，电压计USW在所述开关SW上测出的电压小于额定电压。这是由于，电容性负载是通过流过的电流充电的，因此这是在所述开关SW打开后在所述电容性负载V上存在通过电流充电的电压。与此相反的是，在实际电路中，在所述开关SW打开后，所述负载方面的电压因此为0伏。这可例如借助简单的差分压测量来证明，例如惠斯通测量电桥或者差分运算放大器或者开关SW上的各种其他适合的装置来进行确认。在存在真实短路的情况下，要控制所述开关SW永久断开电流通路。其中，控制可以是主动的控制（“打开”）或者被动的停止（“关闭”），取决于所述开关SW的类型。也就是说，所述开关SW既可被实施为开启器，也可被实施为关闭器。另外，在本专利技术的另一种有利的设计中识别出，由于电容性负载的充电出现短时的过载电流。如果电压计USW在电流通路短时中断taus过程期间测量到所述开关SW上的电压超过第一电压阈值Uref，就可认为负载是电容性负载V。简单的说明是，即：在（反复）切断以及出现电容性负载V的情况下，所述开关SW上会出现小于额定电压的电压USW。这是由于，电容负载是通过流过的电流充电的，因此在所述开关SW打开后在所述电容负载V上存在通过电流充电的电压。所述负载上的这一电压UV导致开关USW上的电压小于额定电压。就这方面而言，现可由差异存在（等于Uref=0V）或者由特定差异的存在（等于Udiff=UNetz-UV＞Uref）识别出电容性负载V。但就这点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体保护装置（1），包括有：电流计（U

【技术特征摘要】
2015.11.25 DE DE102015223359.61.一种功率半导体保护装置（1），包括有：电流计（UR）、电压计（USW）以及开关（SW）；所述电流计（UR）测量通过所述装置（1）的电流（I），所述开关（SW）用于断开通过所述装置（1）的电流通路，所述电压计（USW）测量打开状态下所述开关（SW）的电压；其特征在于，所述装置具有：如果所述电流计（UR）测量到的电流（I）超过第一电流阈值（Iref），则控制所述开关（SW）在一个预定时间（taus）内切断电流通路，在所述预定时间（taus）内，所述电压计（USW）测量开关（SW）的电压；在重新接通电流通路的情况下，所述开关（SW）重复上述控制，通过测量多次切断电流通路时开关（SW）上的电压（USW）变化判断电路是否存在短路。2.根据权利要求1所述保护装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗门科·亚历山大，纳勒斯·圭多，沃尔克·格哈德，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE