用于在功率晶体管电路中切换循环的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在功率晶体管电路中、尤其在功率晶体管的并联电路中切换循环的方法。此外，本发明涉及一种控制单元和一种电路设备。
【背景技术】
[0002]功率晶体管尤其应用于电子镇流器中和变压器中。功率晶体管被设立为切换和/或控制大电流。如果出现比单个功率晶体管能够切换的电流更大的电流，则电流在电路中典型地分布到多个功率晶体管上。在功率晶体管的并联电路情况下，由部件决定地可能得出并联连接的功率晶体管中的单个功率晶体管的非对称加热的问题，因为典型地各个功率晶体管具有至少轻微不同的特性并且因此发生由开关损耗和线路损耗构成的不同高度的损耗。在将功率晶体管切换到导通状态时出现开关损耗，由此功率晶体管变热。功率晶体管的这样的变热一方面导致线路损耗的提高并且另一方面导致阈值电压下降，从该阈值电压起功率晶体管传导电流。
[0003]在多个功率晶体管的并联电路中，功率晶体管之一通常由部件漏泄(Bauteilestreuung)决定地具有最低的阈值电压。结果，该功率晶体管几乎承载该电路的总开关损耗。因此出现开关损耗的非对称的分布并且由此出现在电路上的非对称的加热。
[0004]对于非对称的加热的问题的已知解决方案是快速地切换功率晶体管，其中寄生电感特性导致一定的开关损耗对称化。
[0005]可替换地，使用功率晶体管，所述晶体管根据其特性或特征值的特别的等同性而予以选择并且所述功率晶体管因此具有特征值的小的分散(Streuung)，然而由于对此所需的选择耗费而是昂贵的。
[0006]尽管这些措施，大多残留一定的非对称性，其典型地通过输出级的超尺寸来补偿。
【发明内容】
[0007]本发明的任务可以在于，提供一种用于切换功率晶体管的可替换的简化的方法。
[0008]该任务通过根据独立权利要求所述的方法、控制单元和电路设备来解决。本发明的有利的实施形式、其他特征和细节从从属权利要求中得到。
[0009]根据一种示范性方面，提出一种用于在功率晶体管电路中切换开关循环的方法，该功率晶体管电路具有第一功率晶体管和第二功率晶体管，所述第二功率晶体管与第一功率晶体管并联连接。该方法包括:针对第一开关循环预先给定大于零的在预先给定类型的开关时间点与预先给定类型的第二开关时间点之间的开关时间差。此外，该方法包括:在第一开关时间点切换第一功率晶体管并且在第二开关时间点切换第二功率晶体管。在此，预先给定类型从包括接通时间点和关断时间点构成的组中选择。
[0010]尤其是，开关时间点可以是接通时间点。在此情况下，一个功率晶体管在较早的时间点被接通，而另一功率晶体管在较晚的时间点被接通，该较晚的时间点与第一时间点相差开关时间差。通过故意特意较早地接通功率晶体管中的一个，该功率晶体管基本上承担总接通损耗。如果存在多个并联连接的功率晶体管，则因此可以有针对性地给功率晶体管之一分配出现的总开关损耗。大于零的在第一开关时间点与第二开关时间点之间的开关时间差在此意味着:第一开关时间点在时间上在第二开关时间点之后，而小于零的在第一开关时间点与第二开关时间点之间的开关时间差会意味着:第一开关时间点在时间上在第二开关时间点之前。
[0011]可替换或附加地，开关时间点可以是关断时间点。在此情况下，功率晶体管中的一个在另一功率晶体管之前有开关时差地被关断。首先被关断的功率晶体管将其电流发出给另一功率晶体管。最后关断的功率晶体管于是承载总关断损耗。
[0012]尤其，开关时间差可以为5微秒到250微秒并且优选在50微秒到100微秒之间。
[0013]不仅在接通彼此并联连接的功率晶体管时而且在关断彼此并联连接的功率晶体管时，开关损耗可以有针对性地被分配给以前确定的功率晶体管，这引起开关损耗非对称地分布在功率晶体管电路上，其中方法操纵或者控制被简化。通过在一个循环中有针对性地分配开关损耗，在优选周期性循环序列的每个循环中在接通功率晶体管时和/或在关断功率晶体管时的开关损耗可以分别能被分配给功率晶体管电路中的另一功率晶体管。平均地在循环序列的周期上，开关损耗从而均匀地分布到功率晶体管上。
[0014]这样的功率晶体管电路尤其可以被使用在汽车领域中，例如用于切换电动机、催化器加热或类似应用，其中必须切换高功率。
[0015]根据一个示范性方面，提出了一种用于切换功率晶体管电路的控制单元，其中该控制单元被设立为使得其可以实施根据示范性的方面所述的方法。
[0016]尤其是，该控制单元可以被设立为使得其预先给定或确定开关时间差。
[0017]尤其是，该控制单元可以被设立为使得其在针对第一开关循环在预先给定类型的第一开关时间点与预先给定类型的第二开关时间点之间预先给定的大于零的开关时间差的情况下在第一开关时间点切换第一功率晶体管并且在第二开关时间点切换第二功率晶体管，其中预先给定类型选自包括接通时间点和关断时间点构成的组。
[0018]根据一个示范性方面，提出一种电路设备，其具有控制单元和功率晶体管电路，其中功率晶体管电路具有两个功率晶体管，它们彼此并联连接。
[0019]术语“循环”或“开关循环(Schaltzyklus) ”在信号在时间上为周期性的情况下可以被理解为时间周期、也即间隔，其中信号不仅在大小(幅度)上而且在相位上重复。从而尤其当信号具有相似或类似的周期性反复的事件时谈及“循环信号”。
[0020]术语“功率晶体管”可以理解为被设立用于切换或控制大电流和/或功率的晶体管。在此情况下，尤其是处于100W到1kW范围中的功率和处于1A到1000A范围中的电流可以被视为大功率。这样的功率晶体管尤其与如例如使用在处理器单元中的用于切换逻辑信号的晶体管不同。
[0021]术语“开关时间差”可以理解为如下时间区间，该时间区间位于两个开关事件之间，例如在两个功率晶体管的接通或两个功率晶体管的关断之间。在事件A与事件B之间的开关时间差也可以用项t(A)-t(B)来描述。在此情况下，尤其要注意:在两个开关事件之间的开关时间差是故意的或打算的，因此不能将其理解为在操控部件时显著较小的、不可避免的、由部件决定的时间波动。
[0022]术语“开关时间点”可以理解为在晶体管处引入开关事件的时间点。开关事件在此情况下例如可以通过微控制器或控制单元的逻辑信号被引入。术语“接通时间点”可以表示如下时间点，在该时间点接通晶体管，其中当晶体管处于导通状态时下面也谈及“接通的晶体管”。相应地，术语“关断时间点”可以表示如下时间点，在该时间点关断晶体管，也就是说切换到非导通的状态中。
[0023]根据一种示范性方面的方法可以提供如下优点:可以有针对性地控制给功率晶体管中的哪个分配在接通和/或关断时的开关损耗。由此在一个循环内可以实现所期望的开关损耗非对称性和通过功率晶体管电路的加热。
[0024]