用于选择在功率半导体中的断开过程的断开速度的方法_3

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置因为硬盘存储器的存储介质之外,计算机程序产品也能设计为交换数据载体。该交换数据载体此外是用于USB应用的记忆棒、存储卡、CD和DVD。对于无论何时都需要将计算机程序或者其一部分传输到为此设置的存储介质上来说,不仅可以使用电线连接的网络也可以使用这样的网络,其至少部分地无电线地传输数据。
[0059]此外,为了实现本发明的目的而提出了一种用于取决于温度地栅极驱控功率半导体的断开过程的驱控装置,该驱控装置设计为利用根据本发明的计算单元执行根据本发明的方法,并且至少具有:用于接收第一开关信号的第一开关信号输入端;也许可能的用于接收第二开关信号的第二开关信号输入端;用于脉冲的栅极驱控信号的栅极驱控信号输入端;用于栅极断开信号的栅极开关信号输出端;栅极断开半导体以及栅极断开串联电阻的电接通部,其中,该电接通部通过其第一接口之一与驱控装置的电压源的负电位电连接以及利用其第二接口之一与栅极断开半导体电连接,并且进一步能够通过栅极开关信号输出端与功率半导体的栅极电连接。
[0060]当由直流电压比较结果与温度比较结果的组合可能性中获得的并且能够具有不同的值的断开速度的数量不仅仅能够以第一信号的形式通过用于栅极驱控的第一开关信号输出端在功率半导体的断开过程中输出时,则至少设置有用于接收第二开关信号的第二开关信号输入端。然而至少这在第一开关信号例如设计成二进制信号并且断开速度的数量大于二时发生。
[0061]能够通过附加的开关信号输入端接收的另外的开关信号能够在需要时联系到上下文设置。
[0062]在驱控装置的第一优选设计方案中,电接通部至少具有:第三栅极断开串联电阻;与之电并联地连接的第一串联电路,该第一串联电路具有第二栅极断开串联电阻和第二半导体开关;以及同样与之电并联地连接的第二串联电路,该第二串联电路具有第一栅极断开串联电阻和第一半导体开关。
[0063]当为功率半导体的断开过程设置有例如超过两个的、应该具有不同值的断开信号时,能够优选地使用驱控装置的该设计方案。视第一开关信号和第二开关信号的取决于相应新测定的断开速度产生的状态而定,由相应的栅极断开串联电阻产生相应的总电阻,其影响功率半导体中的集电极电流的电流斜率并进而影响其断开过程的持续时间。
[0064]在驱控装置的另一个优选的设计方案中,电接通部至少具有:第五栅极断开串联电阻和与之电并联地连接的串联电路,该串联电路具有第四栅极断开串联电阻和第一半导体开关。
[0065]当能够由直流电压比较结果与温度比较结果的组合可能性实现的断开速度的数量取决于应用地受到限制时,能够应用驱控装置的该设计方案。尤其是当仅仅最大的两个应该具有不同值的断开速度被设置用于相关于新测定的断开速度的选择时,这种部件减少的电接通部是有优点的。
[0066]此外,为了实现本发明的目的而提出了一种具有直流电压中间电路的变流器,其至少具有:功率半导体、根据本发明的计算单元、根据本发明的计算机程序、根据本发明的计算机程序产品、根据本发明的驱控装置、温度测量装置和电压测量装置。
[0067]此外,为了实现本发明的目的而提出了一种电动或者混动车辆,其具有根据本发明的变流器和通过该变流器运行的电机。
[0068]对于电动或者混动车辆来说,对这类辆的制造商提出了对电和电子组件在相关于可靠性和寿命方面的较高要求。驱动电动或者混动车辆中的电机的变流器的提供商因此尤其必须确保的是,其产品在部分极端的天气条件也下能投入使用、有效率和能坚持住。因此,对于例如+/-40°C的温度范围内的相应的规定通常完全地用于电动或者混动车辆。尽管有该规定,电动或者混动车辆的制造商并不仅仅对确保尽可能的效率感兴趣,该效率不仅在技术上而且在运行经济性上使得电动或者混动车辆的运行更加合理。
[0069]因此,根据本发明的方法特别良好地适合于确保功率半导体的安全运行并且在进一步降低变流器的功率半导体中的电损耗,进而也尤其满足电动或者混动车辆的制造商的要求。
【附图说明】
[0070]本发明的上述的特征、特点和优点以及类型和方式如其所实现的那样在接下来联系到参考附图进一步描述的实施例的说明而变得更加清晰和易懂。图中示出:
[0071]图1是在功率半导体的断开过程AV期间具有集电极-发射极电压VeE和集电极电流、的图表,
[0072]图2是根据图1的在功率半导体的断开过程AV期间具有集电极-发射极电压VCE和集电极电流Ic的另外的图表,其中,断开过程AV取决于在功率半导体上检测到的温度T,该温度小于基准温度
[0073]图3是根据图1或图2的在功率半导体的断开过程AV期间具有集电极_发射极电压Vffi和集电极电流I c的另外的图表,其中,断开过程AV取决于在功率表半导体上检测到的温度T,该温度大于基准温度Traf.,
[0074]图4是根据本发明的、用于取决于温度地选择AW用于功率半导体5的断开过程AV的断开速度ASG的方法的一个实施例的示意图,
[0075]图5是以图4为基础的、根据本发明的方法的一个实施例的另外的示意图,
[0076]图6是直流电压比较结果RESVDe与温度比较结果RES #勺组合可能性(KBM)的表格,其具有断开速度ASG、栅极断开串联电阻R^f以及第一半导体开关和第二半导体开关T2的开关状态,
[0077]图7是直流电压比较结果RESVDe与温度比较结果RES #勺组合可能性KBM的另一表格,其具有断开速度ASG、栅极断开串联电阻R^f以及第一半导体开关T i的开关状态,
[0078]图8是变流器6的示意性电路图,其具有在直流电压中间电路2上的功率半导体5、计算单元7和驱控装置1,
[0079]图9是是变流器6的另一示意性电路图,其具有在直流电压中间电路2上的功率半导体5、计算单元7和驱控装置1,以及
[0080]图10是电动或混动车辆的示意图,其具有变流器6和由变流器6驱动的电机17。
【具体实施方式】
[0081]在图1中示出了具有集电极-发射极电压VCE和集电极电流Ic的图表,该图表示例性地借助相应的电特征参数描述了在直流电压中间电路上的功率半导体的断开过程AV。图表的一个轴是时间t,其与功率半导体的真实的断开过程一同描述了功率半导体的状态、即导通状态LZ和截止状态SZ的顺序和持续时间。
[0082]在图1中的图表的另一个轴为电流I和电压V,其中尤其是示出了集电极电流Ic和集电极-发射极电压VeE,借助二者能够描述在功率半导体中的典型的断开过程AV。为了良好地理解断开过程AV,在图表中示出了另外的电特征参数,如功率半导体的最大集电极-发射极截止电压VffiS,在功率半导体上的集电极-发射极断开过压△ Vffi以及在直流电压中间回路上的直流电压VDC。
[0083]如能在图1的图表中获取出的断开过程AV从对于功率半导体导通的状态LZ开始。视要求的程度并且在预设的极限中,集电极电流Ic在导通状态LZ中通过功率半导体流动,而在功率半导体上的集电极-发射极电压VeE实际为零。随着断开过程AV的开始,集电极-发射极电压VeE连续地上升。与之在时间上错开地,集电极电流I。开始下降,直至其占据近似为零的值。较小的漏电流也许可以进一步流动。在集电极电流I。降低时集电极-发射极电压^^短时地超过表征在直流电压中间回路上的直流电压VDC的值,这通过在图1中示出的集电极-发射极断开过压AVeE表示。
[0084]视集电极电流I。的电流斜率dl c/dt而定,其是集电极电流I。对时间t的倒数,也确定了集电极-发射极断开过压A VeE的值,其取决于在直流电路上存在的电感L(也被称为换向电路的电感)。现在通常确保的是,即集电极-发射极电压VCE,与出现的集电极-发射极断开过压A Vffi之和,不超过为功率半导体相应地定义的最大集电极-发射极截止电压VCESO当集电极电流I。实际为零并且集电极-发射极电压、£达到代表在直流电压中间电路上的直流电压VDe的值时、并且因此进入到功率半导体的截止状态SZ时,断开过程AV结束。
[0085]从图1出发,当在功率半导体上主要存在的温度T小于为相应的使用情况定义的基准温度.时,在图2的图表中示出了对功率半导体的断开过程AV的影响。在部分地示出了基于图1的断开过程AV的图2的图表中设定,在断开过程AV开始时的集电极电流
1。和在直流电压中间电路上的直流电压VDC能与图1中的相应的值进行比较。在图2中示出的最大集电极-发射极截止电压VffiS因此在图2中小于图1来选择。在此对于图2的图表由此出发,即定义例如0°C的基准温度Traf.。如果在功率半导体上在那里检测到的温度T设定例如为-40°C,那么同样可以例如根据制造商的数据手册为相应的功率半导体限定从650V到605V的最大集电极-发射极截止电压VCES。
[0086]相应地,这样地影响集电极电流Ιε的电流斜率dl c/dt,即集电极-发射极电压VCE的集电极-发射极断开过压A Vffi在断开过程AV期间并不上升超过最大集电极-发射极截止电压VffiS。断开过程AV的持续时间在该情况中更容易被消极地影响,其也许与并不限制最大集电极-发射极截止电压VeES的情况相比持续更长的时间。因此,这也对在这种类型的断开过程AV期间更容易上升的电损耗产生影响。
[0087]在图3中示出了图表,其中,如已经利用图2所讨论的那样,同样看到对功率半导体的断开过程AV的影响。与图2中的实例不同,在图3中示出,在功率半导体上主要存在的温度T大于相应定义的基准温度Traf.。如果在此在图3中设定,在功率半导体上检测到的温度T为+25°C,并且定义0°C的基准温度,那么与图2中的实例相反,不必对最大集电极-发射极截止电压VeES进行限制。
[0088]集电极电流Ic的电流斜率dl c/dt因此可以与图2相比更高地设计,这对断开过程AV的持续时间产生了缩短作用并且降低了电损耗。
[0089]图4示出了根据本发明的、用于取决于温度地选择AW用于功率半导体的断开过程AV的断开速度ASG的方法的一个实施例的示意图。在此由此出发,即功率半导体布置在直流电压中间电路上(在图4中并未示出)。
[0090]在如在图4中的示意图中示出的方法中,在直流电压中间电路上检测到的直流电压VDe通过第一比较VG!与参考直流电压V DC_ref.比较并且由此提供直流电压比较结果RES VDC。在有意义的同类步骤中,从至少一个功率半导体上检测到温度T通过第二比较VG2与参考温度比较并且由此提供温度比较结果RES το
[0091 ] 根据直流电压比较结果RESVDe与温度比较结果RES 7的组合可能性KBM从多个断开速度ASG中确定断开速度ASG的选
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