用于运行用于操控场效应晶体管结构的驱动电路的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于运行用于操控（Ansteuern)场效应晶体管结构的驱动电路的 方法。
【背景技术】
[0002] MOSFET驱动电路可W利用具有固定电流强度的操控电流和/或通过推挽级 (push/puU-Stufe(推挽级））来操控所连接的功率MOS阳T。也即，也可W在使用推挽级的 情况下利用固定的电流强度进行操控。为了接通或切断，可W使用具有不同电流方向的电 流源、也即对源极的源（如ellegegenSource)、或对例如5V(Ugs)电压的源。可替代地， 也可W相对源极和相对5V来对开关进行切换。
[0003] 对上升速率（Anstiegsrate)(slewrate,转换速率）W及由此对功率MOS阳T的 切换时间的适配（A吨assung)可W通过具有例如电阻和/或电容器的外部网络来进行。上 升速率可W在轻微的范围内通过MOS阳T驱动电路的SPI接口来适配。
[0004] 由于EMV要求，在许多应用情况下，例如在脉宽调制运行（PMW运行）中，功率 MOSFET的切换过程必须非常缓慢地进行(d制t< 巧讯1V/IJS)。特别是 在具有高系统电压的系统情况下(例如在具有例如24V的恒定直流电压的营业用车辆情况 下)，运在电短路的情况下导致功率MOSFET的破坏。在机动车辆中的CV应用情况下，流经 功率MOS阳T的电流的强度在电短路情况下根据电缆束、电池状态等等可能在大约1iiS内 上升到直至200A。在运种情况下，功率MOS阳T在所需的大约25yS的关断时间的情况下被 不能修复地破坏。
[0005] 因此，本发明的任务是指出如何能够在电短路的情况下缩短关断时间的途径。
【发明内容】
[0006] 根据本发明，建议具有独立权利要求的特征的用于运行用于操控场效应晶体管结 构的驱动电路的方法W及运样的驱动电路。有利的扩展方案是从属权利要求W及下面的描 述的主题。
[0007] 发明优点 本发明充分利用：根据对电短路的检测，在从正常运行变换到安全运行W后在场效应 晶体管结构的操控回路中改变用于对场效应晶体管结构进行切换的操控信号的特征参量， 运引起场效应晶体管结构的切换加速。所述特征参量可W是操控信号的电功率、电流强度 或者电压高度。由此变得可能的是，在检测到的电短路的情况下与正常运行相比在切换 过程中加速地对场效应晶体管结构的输入电容进行充电或放电，W便保护场效应晶体管结 构。因此可W利用简单的手段缩短场效应晶体管结构的切换时间，使得不发生场效应晶体 管结构的不能修复的损伤。优选地加速场效应晶体管结构的切断（即不传导电流)，但是本 发明原则上同样设及接通（即传导电流)。
[0008] 根据一个实施方式，为了检测电短路，检测场效应晶体管结构的漏极端子与源极 端子之间的电压并且将所检测的电压与阔值相比较。由此实现：可W利用简单和可靠的手 段确定无疑地检测电短路。
[0009] 根据另一实施方式，第一特征参量是电操控信号的第一电流强度，并且第二特征 参量是电操控信号的第二电流强度。在此，第二电流强度按数值高于第一电流强度。由此 引起场效应晶体管结构的输入电容的加速充电或放电，而不使场效应晶体管结构和/或驱 动电路的组件遭受提高的电压。
[0010] 根据另一实施方式，通过操控驱动电路的电流源来调整操控信号的电流强度，其 中该电流源被构造为提供具有至少两个不同电流强度的操控信号。由此实现：驱动电路具 有特别简单的构造。
[0011] 根据另一实施方式，驱动电路具有电阻单元，该电阻单元具有拥有第一欧姆电阻 的第一电流路径和拥有第二欧姆电阻的第二电流路径，其中第一欧姆电阻不等于第二欧姆 电阻，并且其中利用电阻单元的开关装置可W通过第一电路路径或第二电路路径来引导操 控信号，W便提供具有第一电流强度和第二电流强度的操控信号。由此实现，例如可W使用 特别简单的、仅提供具有唯一电流强度的操控电流的电流源。
[0012] 根据另一实施方式，根据对电短路的检测在从正常运行变换到安全运行时，将操 控信号的特征参量改变到10至1000倍、尤其是50至200倍。由此实现：在关断过程时可 W将切换时间例如减小到1yS至25yS的值。
[0013] 根据另一实施方式，W推挽运行来运行驱动电路。因此，驱动电路具有两个W相反 方式工作的构件，其中运两个中分别仅有一个是激活的。工作电阻在W推挽方式运行的驱 动电路情况下是不需要的。由此与其它切换原理相比实现了明显更高的效率。
[0014] 另外，属于本发明的还有一种用于操控场效应晶体管结构的驱动电路。该驱动电 路被构造为在正常运行中提供具有第一特征参量的电操控信号W用于操控场效应晶体管 结构，其中第一特征参量确定场效应晶体管结构在场效应晶体管结构的(关断）切换过程 时的切换时间。该驱动电路还被构造为根据在场效应晶体管结构的负载回路中电短路的 检测从正常运行变换到安全运行，在该安全运行中，驱动电路提供具有第二特征参量的电 操控信号W用于改变场效应晶体管结构的切换时间，其中第一特征参量不同于第二特征参 量。利用该驱动电路，可W在检测到的电短路的情况下与正常运行相比在(关断）切换过 程时加速地对场效应晶体管结构的输入电容进行充电或放电，W便保护场效应晶体管结 构。利用运种驱动电路，例如可W操控机动车辆中的功率M0SFET，并且同时满足机动车辆 领域中的EMV要求。可W利用该驱动电路来操控所有PWM控制的输出级，因为可W利用 相对长的切换时间来满足EMV要求。例如可W利用该驱动电路来操控A传感器加热器 化ambda-Sondenheizer)、用于汽油或气体的喷射阀、计量单元（ZME)或压力调节阀（DRV)。
[0015] 根据一个实施方式，驱动电路具有电流源，该电流源被构造为提供具有至少两个 不同电流强度的操控信号。因此，驱动电路可W具有特别简单的构造。
[0016] 根据另一实施方式，驱动电路具有电阻单元，该电阻单元具有拥有第一欧姆电阻 的第一电流路径和拥有第二欧姆电阻的第二电流路径。第一欧姆电阻不等于第二欧姆电 阻，其中利用电阻单元的开关装置可W通过第一电流路径或者第二电流路径来引导操控信 号，W便提供具有第一特征参量和第二特征参量的操控信号。因此，驱动电路例如可W具有 特别简单的电流源，该电流源仅仅提供具有唯一电流强度的操控电流。
[0017] 本发明的另外的优点和扩展方案从说明书和附图中得出。
[0018] 能够理解，前述的和下面还要阐述的特征不仅可WW分别说明的组合、而且可W W其他组合或单独地使用，而不偏离本发明的范围。
[0019] 本发明根据实施例在附图中示意性地示出，并且下面参考附图予W详尽描述。
【附图说明】
[0020] 图1W示意图示出了根据本发明的一个特别优选的实施方式的驱动电路的第一 实施例。
[0021] 图2W示意图示出了根据本发明的一个特别优选的实施方式的驱动电路的第二 实施例。
【具体实施方式】
[0022] 图1W示意图示出了用于操控场效应晶体管结构4的驱动电路2。
[0023] 在本实施例中，场效应晶体管结构4是功率MOS阳T。功率MOS阳T(英语：power M0SFET)是金属氧化物半导体场效应晶体管的专口化版本，所述金属氧化物半导体场效应 晶体管针对大电流和电压的导通和截止被优化(至几百安培和至大约1000伏特，其中组件 体积为大约1立方厘米)。与本实施例不同，场效应晶体管结构4还可W是由场效应晶体管 和双极晶体管构成的级联电路的一部分。另外，场效应晶体管结构4也可W是IGBT(英语： insulated-gatebipolartransistor(绝缘栅双极晶体管））的一部分。
[0024] 在本实施例中，场效应晶体管结构4作为功率开关运行。场效应晶体管结构4被 环入到控制回路26中和负载回路28中。负载回路28具有负载电阻6、例如机动车辆的执 行器、场效应晶体管结构4的漏极端子D和源极端子S。控制回路26将场效应晶体管结构 4的栅极端子G与驱动电路2的第一端子32导电地连接，其中驱动电路2的第二端子34与 场效应晶体管结构4的源极端子S导电地连接。
[00巧]此外，场效应晶体管结构4在漏极端子D与栅极端子G之间具有第一寄生电容Cgd, 在栅极端子G与源极端子S之间具有第二寄生电容Cgg,并且在漏极端子D与源极端子S之 间具有第S寄生电容Cdg。寄生电容Cgd和Cgg构成场效应晶体管结构4的输入电容C。1。，其 大小至少对应于两个寄生电容Cgd和Cgg之和： ^ 斗、。
[0026] 场效应晶体管结构4的接通和关断需要对输入电容的再充电（Umladen)。再 充电的所需持续时间确定场效应晶体管结构4的所需切换时间。
[0027] 驱动电路2通过提供操控信号Ia来引起输入电容Cm。的再充电。在本实施例中， 操控信号Ia是操控电流。