用于对半导体开关进行驱控的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:20885633 阅读:29 留言:0更新日期:2019-04-17 13:36
本发明专利技术涉及一种用于对接连到负载电流回路(2)中的电子的半导体开关(14、16)进行驱控的方法,半导体开关接连在负载电流回路(2)的引向电源(6)的输入端子(10)与引向负载(4)的输出端子(12)之间,半导体开关具有与供给电压(UV)联接的控制切换回路(18)以及与变压器(20)的次级侧联接的负载切换回路(22),控制切换回路具有与变压器(20)的初级侧联接的并且与供给电压(UV)联接的桥接电路(28),负载切换回路具有用于半导体开关(14、16)的驱动电路(38),其中,在驱控侧将阈值信号(S、Sa、Sb)输送到桥接电路(28),其中,桥接电路(28)产生初级信号(A),初级信号被传输到与控制切换回路(18)电气隔离的负载切换回路(22)上作为次级信号(B),并且其中,次级信号(B)被输送给驱动电路(38),驱动电路产生用于半导体开关(14、16)的驱控信号(G)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对半导体开关进行驱控的方法和装置
本专利技术涉及一种用于对半导体开关进行驱控的方法和装置。
技术介绍
电动马达式运行的驱动机典型地具有电动马达,其借助逆变器与电网或蓄能器联接。为了给蓄能器充电或者用于反馈到电网中,通常在电动马达的再生式或发电式运行的情况下,将电能馈送到蓄能器或电网中。为了保护该(负载)电流回路,尤其需要双向的保护开关装置,其能够沿两个方向引导电流并进行切换。这种保护开关装置通常具有控制和/或调节切换回路以及与之耦接的用于对负载电流回路进行切换的负载切换回路。为此目的,负载切换回路包括至少一个可电子操作的半导体开关,其借助负载切换回路的驱动电路来驱控。控制切换回路和负载切换回路优选彼此电气隔离,其中,控制切换回路的控制信号借助光耦合器来信号技术地被转送给负载切换回路。
技术实现思路
本专利技术的任务是:提供一种经改进的针对电子的半导体开关的驱控方法,电子的半导体开关接入负载电流回路中。本专利技术的任务还在于:说明一种特别合适的用于保护负载电流回路的电子的开关装置。根据本专利技术,在方法方面,该任务以权利要求1的特征来解决,并且在开关装置方面以权利要求4的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是各自的从属权利要求的主题。根据本专利技术的方法适用于并被设立成用于,对被通连到负载电流回路中的电子的半导体开关进行驱控。为此目的,半导体开关接连在引向电源的输入端子与引向负载的输出端子之间。为了驱控半导体开关,设置有与供给电压联接的控制切换回路,其具有与变压器初级侧联接并与供给电压联接的桥接电路。此外设置有与变压器次级侧联接的负载切换回路,其具有用于半导体开关的驱动电路。驱动电路或负载切换回路在此适宜地引向半导体开关的控制端子。根据方法,以阈值信号来驱控桥接电路,依赖于该阈值信号地在在输出侧地在变压器的初级绕组上产生了初级信号。优选地,初级信号在此通过利用来自供给电压的阈值信号驱控桥接电路来产生。紧接着,初级信号利用变压器传输到与控制切换回路电气隔离的负载切换回路上作为次级信号。次级信号被输送给负载切换回路的驱动电路,其由此产生用于半导体开关的驱控信号。因此,阈值信号基本上被用作用于半导体开关的控制信号,其中,用于触发通连或切断过程的信息不仅包含在初级信号中而且也包含在次级信号中。这意味着,将次级信号作为阈值类型的控制信号地输送给驱动电路,驱动电路依赖于该控制信号地产生用于半导体开关的驱控信号。例如,驱动电路产生高于次级信号的阈值的用于半导体开关的驱控信号。例如如果次级信号低于该阈值,则驱动器电路不产生运行电压。一方面,通过借助变压器进行的信号传输确保了开关装置的非常低的开关延迟时间。这意味着,在控制切换回路侧的阈值信号改变时,能够实现负载切换回路侧的半导体开关的快速地转换。另一方面,除了用于半导体开关的(转换)开关和控制信号之外,变压器还传输运行驱动电路所需的作用到负载切换回路的能量,并且这已经被电气隔离,从而不需要用于电气隔离的另外的器件。换句话说可行的是,负载切换回路的驱动电路仅以次级信号运行,也就是说,以传输到变压器的次级绕组上的功率或电压来运行。由此例如取消用于负载切换回路的附加的电网部件,由此能够尽可能构件减少地实施负载切换回路。在一个有利的改进方案中,阈值信号借助接连在桥接电路之前的信号放大器放大。由此确保的是,利用变压器将足够高的用于运行驱动电路的功率传输给负载切换回路。在一个合适的实施方案中,半导体开关以驱动电路的驱控信号的负电压值来驱控,以转换到切断状态(非导通状态、截止状态)下。在此,驱控信号的电压值尤其被理解为驱控信号的脉冲高度或水平或幅度。通过以驱控信号的负电压值进行的驱控能够实现对半导体开关的尽可能少的(转换)开关时间。在具有提高的安全要求的应用中在此例如能够想到的是,处于切断状态下的半导体开关被持久地以负电压值来驱控。根据本专利技术的电子开关装置适用于并被设立成用于利用至少一个电子的半导体开关来中断负载电流回路。在此,一个或多个半导体开关接连在负载电流回路的引向电源的输入端子与引向负载的输出端子之间。开关装置包括与供给电压联接的具有与变压器初级侧联接并与供给电压联接的桥接电路的控制切换回路以及与变压器次级侧联接的具有用于至少一个半导体开关的驱动电路的负载切换回路。负载切换回路或驱动电路在此引向半导体开关的控制端子。在运行中,变压器将初级信号从控制切换回路电气隔离地传输到负载切换回路上,在负载切换回路中接连有用于半导体开关的驱动电路。变压器的次级信号引向驱动电路,该驱动电路随后产生用于半导体开关的驱控信号。由此实现了特别合适的电子的开关装置,其特别具有紧凑的结构,该结构具有较少的分立的电子构件。在一个适宜的设计方案中,控制切换回路经由欠压触发器与供给电压联接。由此,开关装置具有集成的欠压保护。在供给电压失效的情况下,控制切换回路进而是负载切换回路中的一个或每个半导体开关自动被切断。由此有利且简单地避免了可能导致半导体开关损坏或破坏的不被限定的开关状态。在一个有利的设计方案中,在桥接电路之前接连有信号放大器。信号放大器放大了用于驱控桥接电路的阈值信号。在合适的改进方案中,信号放大器尤其具有两个依次接连的放大器级,它们在输出侧分别引向桥接电路的桥臂。放大器级例如实施为倒相的推挽式放大器,其中,第一放大器级的输出信号一方面引向桥臂,另一方面引向第二放大器级的输入端。本专利技术的附加的或另外的方面设置的是,一个或每个半导体开关借助负载切换回路的与驱动电路和变压器耦接的半导体保护电路来监控过电流。在此,半导体保护电路和驱动电路优选仅通过所传输的次级信号的功率来运行。半导体保护电路优选经由半导体开关本身上发生的电压降来检测负载切换回路的负载电流,这意味着,不需要附加的(测量)分流电阻。半导体开关实施为功率晶体管,其中,检测经由漏极-源极路径或集电极-发射极路径的负载电流。在此,负载电流由所使用的半导体开关的特性曲线得到。从可预设的临界的电流界限起,半导体开关被移位到切断状态。通过半导体保护电路与驱动电路的耦接防止了在发生过电流的情况下,由驱动电路产生驱控信号。在一个优选的设计方案中,为了对负载切换回路进行双向的过载保护,两个串联连接的半导体开关接连在负载电流回路的输入端子与输出端子之间。由此利用开关装置能够朝两个方向,也就是从负载到电源并反之亦然地引导电流流动并进行切换。在此例如能够想到的是,半导体开关针对两个电流方向设置有不同的触发阈值。例如,这方面对于电动的机动车的再生运行中的应用是值得期待的。在一个可想到的设计方案中,与半导体开关并联有压敏电阻作为过电压保护。由此可以保护半导体开关免受由于过电压所造成的破坏或损坏。附图说明在下文结合附图详细阐述本专利技术的实施例。在附图中以示意性且简化的框图:图1示出开关装置,其具有控制切换回路和电气隔离的负载切换回路;图2示出控制切换回路,其具有欠压触发器和信号放大器以及桥接电路;图3示出负载切换回路,其具有驱动电路和半导体保护电路以及两个电子的半导体开关;图4以截段示出欠压触发器;图5以截段示出信号放大器,其具有两个放大器级;图6以截段示出桥接电路,其具有两个引向变压器的桥臂;并且图7以截段示出驱动电路。彼此相应的部分和尺寸在所有附图中始终设有相同的附图标记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于对接连到负载电流回路(2)中的电子的半导体开关(14、16)进行驱控的方法,所述半导体开关接连在所述负载电流回路(2)的引向电源(6)的输入端子(10)与引向负载(4)的输出端子(12)之间,所述半导体开关具有:‑与供给电压(UV)联接的控制切换回路(18),所述控制切换回路具有与变压器(20)的初级侧联接的并且与所述供给电压(UV)联接的桥接电路(28),以及‑与所述变压器(20)的次级侧联接的负载切换回路(22),所述负载切换回路具有用于所述半导体开关(14、16)的驱动电路(38),‑其中,在驱控侧将阈值信号(S、Sa、Sb)输送到所述桥接电路(28),‑其中,所述桥接电路(28)产生初级信号(A),所述初级信号被传输到与所述控制切换回路(18)电气隔离的负载切换回路(22)上作为次级信号(B),并且‑其中,所述次级信号(B)被输送给所述驱动电路(38),所述驱动电路产生用于所述半导体开关(14、16)的驱控信号(G)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 DE 102016213944.41.用于对接连到负载电流回路(2)中的电子的半导体开关(14、16)进行驱控的方法,所述半导体开关接连在所述负载电流回路(2)的引向电源(6)的输入端子(10)与引向负载(4)的输出端子(12)之间,所述半导体开关具有:-与供给电压(UV)联接的控制切换回路(18),所述控制切换回路具有与变压器(20)的初级侧联接的并且与所述供给电压(UV)联接的桥接电路(28),以及-与所述变压器(20)的次级侧联接的负载切换回路(22),所述负载切换回路具有用于所述半导体开关(14、16)的驱动电路(38),-其中,在驱控侧将阈值信号(S、Sa、Sb)输送到所述桥接电路(28),-其中,所述桥接电路(28)产生初级信号(A),所述初级信号被传输到与所述控制切换回路(18)电气隔离的负载切换回路(22)上作为次级信号(B),并且-其中,所述次级信号(B)被输送给所述驱动电路(38),所述驱动电路产生用于所述半导体开关(14、16)的驱控信号(G)。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阈值信号(S)借助接连在所述桥接电路(28)之前的信号放大器(26)放大。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述半导体开关(14、16)被所述驱动电路(38)的驱控信号(G)的负电压值驱控,以转换到切断状态下。4.用于中断负载电流回路(2)的电子的开关装置(8),所述开关装置具有至少一个接连在引向电源(6)的输入端子(10)与引向负载(4)的输出端子(12)之间的电子的半导体开关(14、16)、与供给电压(UV)联接的控制切换回路(18)和与变压器(20)的次...

【专利技术属性】
技术研发人员:迪尔克·博舍恩斯特迪特尔·威尔克宁
申请(专利权)人:埃伦贝格尔及珀恩斯根有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1