功率半导体电路和参数化功率半导体电路控制装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有功率半导体开关和控制装置的功率半导体电路，其具有第一和第二负载电流端子以及栅极，控制装置具有设计成在栅极处产生用于驱动功率半导体开关的驱动电压的驱动装置和具有电压极限值确定模式和监测模式的过电流检测电路，过电流检测电路设计成，在电压极限值确定模式中，功率半导体开关接通时，确定对应于第一负载电流端子与第二负载电流端子之间的功率半导体开关主电压的监测电压的最大电压值并将其储存为电压极限值，在监测模式中，功率半导体开关接通时，确定监测电压，当监测电压超过功率半导体开关接通时的电压极限值时，产生过电流检测信号。本发明专利技术还涉及用于参数化与其相关的控制装置的方法。及用于参数化与其相关的控制装置的方法。及用于参数化与其相关的控制装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体电路和参数化功率半导体电路控制装置的方法


[0001]本专利技术涉及功率半导体电路和用于参数化功率半导体电路的控制装置的方法。

技术介绍

[0002]DE 10 2015 120 166B3公开了一种用于功率半导体开关的控制装置，其监测流动通过功率半导体开关的负载电流。当流动通过功率半导体开关的负载电流在功率半导体开关的接通状态下非常高时，例如在短路的情况下，存在于功率半导体开关的第一负载电流端子与第二负载电流端子之间的功率半导体开关主电压急剧上升，这导致控制装置的监测电压的电压上升，其对应于功率半导体开关主电压。当监测电压超过电压极限值时，由控制装置的过电流检测电路产生过电流检测信号，并且该过电流检测信号影响功率半导体开关的关断。因此，功率半导体开关受到保护，免受流动通过它的过电流的影响。在故障的情况下(例如在短路的情况下)，由于功率半导体开关的部件零件和制造公差，导致流动通过功率半导体开关的特定短路电流的功率半导体开关主电压的电平是不一致的。在具有多个功率半导体开关的功率转换器的情况下，为了确保没有过电流检测电路由于功率半导体开关的部件零件或制造公差而产生错误跳闸，因此在所有过电流检测电路的情况下或对于所有功率半导体开关而言，必须将电压极限值选择为相对高，这在故障的情况下增加过电流检测电路跳闸太晚或根本不跳闸的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有功率半导体开关并具有控制装置的功率半导体电路，以及提供一种用于参数化功率半导体电路的控制装置的方法，其中能够实现控制装置的过电流检测电路的响应阈值与功率半导体开关的单独匹配，以检测流动通过功率半导体开关的过电流。
[0004]该目的通过一种功率半导体电路来实现，所述功率半导体电路具有功率半导体开关并且具有控制装置，所述功率半导体开关具有第一负载电流端子、第二负载电流端子以及栅极，所述控制装置导电地连接到第一负载电流端子、第二负载电流端子以及栅极，其中控制装置具有驱动装置和过电流检测电路，其中驱动装置被设计成在栅极处产生用于驱动功率半导体开关的驱动电压，其中过电流检测电路具有电压极限值确定模式和监测模式，其中过电流检测电路被设计成：在电压极限值确定模式中，当功率半导体开关接通时，确定监测电压的最大电压值，其对应于存在于第一负载电流端子与第二负载电流端子之间的功率半导体开关主电压，并且将其储存作为电压极限值，并且在监测模式中，当功率半导体开关接通时，确定监测电压，并且当监测电压超过功率半导体开关接通时的电压极限值时，产生过电流检测信号。
[0005]功率半导体电路的有利改进类似于方法的有利改进，反之亦然。
[0006]已经证明有利的是，驱动装置被设计成，在存在过电流检测信号的情况下，产生用于关断功率半导体开关的驱动电压。因此，可靠地保护功率半导体开关免受过电流。
[0007]此外，已经证明有利的是，通过电压极限值确定命令，可以将过电流检测电路设定为电压极限值确定模式。因此，可以容易地将过电流检测电路从外部设定为电压极限值确定模式。
[0008]在这种情形下，已经证明有利的是，电压极限值确定命令以电压极限值确定信号的形式或以输入参数的形式存在。因此，可以特别容易地将过电流检测电路从外部设定为电压极限值确定模式。
[0009]此外，已经证明有利的是，过电流检测电路被设计成，在电压极限值确定命令丢失的情况下，存储电压极限值。借助于电压极限值确定命令，可以特别容易地启动电压极限值的存储。
[0010]在这种情形下，已经证明有利的是，过电流检测电路被设计成，一旦电压极限值确定命令丢失并且电压极限值已经被存储，则过电流检测电路不能被设定回到电压极限值确定模式。因此，仅可以将过电流检测电路设定为电压极限值确定模式一次。结果，可靠地防止了这样的情况：在功率半导体电路的操作期间发生的EMC干扰会导致将过电流检测电路不期望地设定为电压极限值确定模式。
[0011]此外，已经证明有利的是，控制装置被设计成，当过电流检测电路处于电压极限值确定模式时，驱动装置产生用于接通功率半导体开关的驱动电压。因此，可以进行特别简单的控制装置的参数化或电压极限值的确定。
[0012]该目的还通过用于参数化根据本专利技术的功率半导体电路的控制装置的方法来实现，该方法具有以下方法步骤：
[0013]a)将过电流检测电路设定为电压极限值确定模式并接通功率半导体开关；
[0014]b)产生在第一负载电流端子与第二负载电流端子之间流动的电流，其中电流的电流强度具有一值，高于该值，则过电流检测电路在监测模式中应当产生过电流检测信号；
[0015]c)在控制装置中确定并存储电压极限值。
[0016]已经证明有利的是，在另一方法步骤d)中，将过电流检测电路设置为监测模式。
[0017]在这种情形下，已经证明有利的是，方法步骤d)与方法步骤c)中的将电压极限值存储在控制装置中同时发生。结果，以及时的方式将过电流检测电路设定为监测模式。
[0018]此外，已经证明有利的是，功率转换器装置具有根据本专利技术的第一功率半导体电路、第二功率半导体电路、第三功率半导体电路、第四功率半导体电路、第五功率半导体电路和第六功率半导体电路，其中功率半导体电路的功率半导体开关电连接到彼此以形成三相桥接电路，其中第一功率半导体开关、第二功率半导体开关和第三功率半导体开关的第一负载电流端子导电地连接到正电位端子，并且第四功率半导体开关、第五功率半导体开关和第六功率半导体开关的第二负载电流端子导电地连接到负电位端子，其中功率半导体电路的控制装置在由IC壳体容纳的集成电路中共同实施，其中第一控制装置导电地连接到第一功率半导体开关的栅极并且具有第一二极管，所述第一二极管的电气地面向第一功率半导体开关的二极管端子导电地连接到集成电路的第一端子，第二控制装置导电地连接到第二功率半导体开关的栅极并且具有第二二极管，所述第二二极管的电气地面向第二功率半导体开关的二极管端子导电地连接到集成电路的第一端子，第三控制装置导电地连接到第三功率半导体开关的栅极并且具有第三二极管，所述第三二极管的电气地面向第三功率半导体开关的二极管端子导电地连接到集成电路的第一端子，其中集成电路的第一端子导
电地连接到第一功率半导体开关、第二功率半导体开关和第三功率半导体开关的第一负载电流端子，第四控制装置导电地连接到第四功率半导体开关的栅极并且具有第四二极管，所述第四二极管的电气地面向第四功率半导体开关的二极管端子导电地连接到集成电路的第二端子，其中集成电路的第二端子导电地连接到第四功率半导体开关的第一负载电流端子，第五控制装置导电地连接到第五功率半导体开关的栅极并且具有第五二极管，所述第五二极管的电气地面向第五功率半导体开关的二极管端子导电地连接到集成电路的第三端子，其中集成电路的第三端子导电地连接到第五功率半导体开关的第一负载电流端子，第六控制装置导电地连接到第六功率半导体开关的栅极并且具有第六二极管，所述第六二极管的电气地面向第六功率半导体开关的二极管端子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体电路，其具有功率半导体开关(T)并且具有控制装置(2)，所述功率半导体开关(T)具有第一负载电流端子(C)、第二负载电流端子(E)和栅极(G)，所述控制装置(2)导电地连接到第一负载电流端子(C)、第二负载电流端子(E)和栅极(G)，其特征在于，控制装置(2)具有驱动装置(3)和过电流检测电路(4)，其中驱动装置(3)设计成在栅极(G)处产生用于驱动功率半导体开关(T)的驱动电压(Ua)，其中过电流检测电路(4)具有电压极限值确定模式和监测模式，其中过电流检测电路(4)设计成，在电压极限值确定模式中，当功率半导体开关(T)接通时，确定监测电压(Um)的最大电压值，并将其作为电压极限值(Ugw)储存，监测电压(Um)的最大电压值对应于存在于第一负载电流端子(C)和第二负载电流端子(E)之间的功率半导体开关主电压(Uce)，并且在监测模式中，当功率半导体开关(T)接通时，确定监测电压(Um)，并且当监测电压(Um)超过功率半导体开关(T)接通时的电压极限值(Ugw)时，产生过电流检测信号(FS)。2.根据权利要求1所述的功率半导体电路，其特征在于，驱动装置(3)设计成，在存在过电流检测信号(FS)的情况下，产生用于关断功率半导体开关的驱动电压(Ua)。3.根据权利要求1或2所述的功率半导体电路，其特征在于，过电流检测电路(4)能够通过电压极限值确定命令(SB)而设定到电压极限值确定模式。4.根据权利要求3所述的功率半导体电路，其特征在于，电压极限值确定命令(SB)以电压极限值确定信号的形式或以输入参数的形式存在。5.根据权利要求3所述的功率半导体电路，其特征在于，过电流检测电路(4)设计成，在电压极限值确定命令(SB)丢失的情况下，存储电压极限值(Ugw)。6.根据权利要求5所述的功率半导体电路，其特征在于，过电流检测电路(4)设计为，一旦电压极限值确定命令(SB)丢失并且电压极限值(Ugw)已经被存储，则过电流检测电路(4)就不能被设定回到电压极限值确定模式。7.根据权利要求1或2所述的功率半导体电路，其特征在于，控制装置(2)设计为，当过电流检测电路(4)处于电压极限值确定模式时，驱动装置(3)产生用于接通功率半导体开关(T)的驱动电压(Ua)。8.一种用于参数化根据权利要求1至7中任一项设计的功率半导体电路(1)的控制装置(2)的方法，其特征在于，具有以下方法步骤：a)将过电流检测电路(4)设定到电压极限值确定模式并接通功率半导体开关(T)；b)产生在第一负载电流端子(C)和第二负载电流端子(E)之间流动的电流(I)，其中电流(I)的电流强度具有一值，高于该值，则过电流检测电路(4)在监测模式中应产生过电流检测信号(FS)；c)在控制装置(2)中确定并存储电压极限值(Ugw)。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，具有以下另外的方法步骤：d)将过电流检测电路(4)设定到监测模式。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，方法步骤d)与在方法步骤c)中的将电压极限值(Ugw)存储在控制装置(2)中同时进行。11.一种功率转换器装置，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的第一功率半导体电路、第二功率半导体电路、第三功率半导体电路、第四功率半导体电路、第五功率半导体电路和第六功率半导体电路，其特征在于，功率半导体电路的功率半导体开关(T1、T2、T3、
T4、T5、T6)电连接到彼此以形成三相桥接电路(10)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：