流。去饱和电压检测可以与和上述开关事件/变化率监视信号相 同的电势相连。因此，可以使用相同的隔离单元。
[0082] 本发明构思可以以各种方式来实现对于本领域技术人员来说将是明显的。本发明 及其实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内改变。
【主权项】
1. 一种用于功率半导体开关（Q1)的布置，在所述功率半导体开关（Q1)中，第一电极 (e)与第二电极（c)之间的第一电流被配置成基于第三电极（g)与所述第一电极（e)之间 的控制电压而被控制，其中，所述布置包括： 电感（L1),所述电感（L1)与所述功率半导体开关串联连接，其中，所述电感（L 1)的第一 端连接至所述第一电极（e)， 第一测量装置（11 ;34)，所述第一测量装置（11 ;34)用于基于所述第一端的电压来相 对于参考电势生成第一测量电压，其中，所述第一测量装置具有第一增益和第一偏置， 第二测量装置（12 ;35)，所述第二测量装置（12 ;35)用于基于所述电感（L1)的第二端 电压来相对于参考电势生成第二测量电压，其中，所述第二测量装置具有不同于所述第一 增益的第二增益和不同于所述第一偏置的第二偏置， 比较器（13 ;36)，所述比较器（13 ;36)用于将所述第一测量电压与所述第二测量电压 进行比较，以及 驱动装置（14 ;31)，所述驱动装置（14 ;31)用于生成所述控制电压，所述驱动装置 (14 ;31)被配置成生成所述控制电压的第一控制电压水平和第二电压水平，其中，所述驱 动装置（14 ;31)耦接至所述参考电势，使得在使用期间所述第一电压水平和所述第二电压 水平相对于所述参考电势生成不同的第一电极电压。2. 根据权利要求1所述的布置，其中，所述第二增益低于所述第一增益，并且所述第二 偏置高于所述第一偏置。3. 根据权利要求1或2所述的布置，其中，所述第一增益、所述第二增益、所述第一偏置 和所述第二偏置被选择成使得：在操作中， 流过所述电感（L1)的所述第一电流的变化率的改变引起所述第一测量电压与所述第 二测量电压之间的电压差的改变，以及 如果所述变化率的幅度超过设定限制，则所述电压差改变极性并且所述比较器（13 ; 36)改变其状态。4. 根据权利要求3所述的布置，其中，所述第一增益、所述第二增益、所述第一偏置和 所述第二偏置被选择成使得：在操作中， 如果在导通事件期间所述变化率增加到第一限制以上，则所述电压差降低到零并且所 述比较器（13 ;36)改变其状态，以及 如果在关断事件期间所述变化率降低到第二限制以下，则所述电压差降低到零并且所 述比较器（13 ;36)改变其状态。5. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其中，所述第一增益、所述第二增益、所述 第一偏置和所述第二偏置被选择成使得：在使用所述布置期间，如果所述电感（L 1)上的电 压为零，则 所述第一控制电压水平在所述第一测量电压与所述第二测量电压之间引起第一电压 差水平，所述第一电压差水平将所述比较器（13 ;36)设置成第一状态， 所述第二控制电压水平引起第一电压与第二电压之间的第二电压差水平，所述第二电 压差水平将所述比较器（13 ;36)设置成第二状态。6. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其中，所述功率半导体开关为下述单元： 在所述单元中， 所述第一电极（e)包括主端子（emin)和辅助端子（eaux)，所述控制电压被提供在所述 第三电极（g)与所述第一电极（e)的辅助端子之间；以及 所述电感（L1)是由所述单元中的接合线形成的，所述电感上的电压是在所述辅助端子 (eaux)与所述主端子（ej之间测量的。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的布置，其中，所述第一测量装置为第一电阻器 中和器（34)，所述第一电阻器中和器（34)包括： 第一电阻器，所述第一电阻器将所述电感（L1)的第一端连接至第一测量点， 第二电阻器，所述第二电阻器将所述参考电势连接至所述第一测量点，其中，所述参考 电势连接至用于提供所述控制电压的电源（32)的负极， 第三电阻器，所述第三电阻器将电压参考的输出连接至所述第一测量点，以及 其中，所述第二测量装置为第二电阻器中和器（35)，所述第二电阻器中和器（35)包 括： 第四电阻器，所述第四电阻器将所述电感（L1)的第二端连接至第二测量点， 第五电阻器，所述第五电阻器将所述参考电势连接至所述第二测量点， 第六电阻器，所述第六电阻器将所述电压参考的输出连接至所述第二测量点。8. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其中，所述驱动装置（31)包括： 电源（32)，所述电源（32)用于提供所述第三电极（g)与所述第一电极（e)之间的控制 电压，以及 开关装置（33)，所述开关装置（33)用于使所提供的控制电压的极性反转。9. 根据权利要求8所述的布置，其中，所述开关装置（33)为H桥，所述H桥包括： 第一分支，所述第一分支包括在所述电源（32)的正极与负极之间串联连接的两个半 导体开关（Q2, Q3)，其中，所述第一分支的输出被配置成驱动所述第三电极（g)，以及 第二分支，所述第二分支包括在所述正极与所述负极之间串联连接的两个半导体开关 (Q4, Q5)，其中，所述第二分支的输出被配置成驱动所述第一电极（e)。10. 根据权利要求9所述的布置，其中，所述开关装置（33)包括软关断电路（40)，所述 软关断电路（40)包括： 所述参考电势与所述第二分支的输出之间的二极管， 在所述参考电势与所述第一分支的输出之间串联连接的电阻器与软关断半导体开关， 用于基于控制所述第一分支和所述第二分支中的半导体开关的控制信号来控制所述 软关断半导体开关的装置，所述装置被配置成：当所述控制信号将所述第一分支和所述第 二分支中的半导体开关设置成非导通状态时，所述装置将所述软关断半导体开关设置成导 通状态。11. 一种用于功率半导体开关（Q1)的方法，在所述功率半导体开关（Q1)中，第一电极 (e)与第二电极（c)之间的第一电流是基于第三电极（g)与所述第一电极（e)之间的控制 电压而被控制的，所述功率半导体与电感（L 1)串联连接，并且所述电感（L1)的第一端连接 至所述第一电极，其中，所述方法包括： 通过以下述方式生成所述控制电压的第一控制电压水平和第二电压水平来控制所述 功率半导体开关：所述第一电压水平和所述第二电压水平相对于参考电势生成不同的第一 电极电压， 通过使用具有第一增益和第一偏置的测量装置，基于所述电感的第一端电压相对于所 述参考电势生成第一测量电压， 通过使用具有不同于所述第一增益的第二增益和不同于所述第一偏置的第二偏置的 测量装置，基于所述电感的第二端电压相对于所述参考电势生成第二测量电压，以及 将所述第一测量电压与所述第二测量电压进行比较，以及 基于比较来生成反馈信号。12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二增益低于所述第一增益，并且所述第 二偏置高于所述第一偏置。13. 根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述第一增益、所述第二增益、所述第一 偏置和所述第二偏置被选择成使得：在导通事件和关断事件期间， 流过所述电感的所述第一电流的变化率的改变引起所述第一测量电压与所述第二测 量电压之间的电压差的改变，以及 如果所述变化率的幅度超过限制，则所述电压差改变极性并且所述比较器改变其状 O14. 根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述第一增益、所述第二增益、 所述第一偏置和所述第二偏置被选择成使得：如果所述电感上的电压为零，则 所述第一控制电压水平在所述第一测量电压与所述第二测量电压之间引起第一电压 差水平，所述第一电压差水平将所述比较器设置成第一状态， 所述第二控制电压水平在第一电压与第二电压之间引起第二电压差水平，所述第二电 压差水平将所述比较器设置成第二状态。
【专利摘要】本公开内容描述了一种用于功率半导体开关的布置和方法。在该开关中，第一电极(e)与第二电极(c)之间的第一电流被配置成基于第三电极(g)与第一电极(e)之间的控制电压而被控制。该布置包括：与功率半导体开关串联连接的电感，其中该电感的第一端连接至第一电极(e)；用于基于所述第一端的电压来相对于参考电势生成第一测量电压的第一测量装置；用于基于电感的第二端电压来相对于参考电势生成第二测量电压的第二测量装置，用于将第一测量电压与第二测量电压进行比较的比较器；以及用于生成控制电压的驱动装置，该驱动装置被配置成生成该控制电压的第一控制电压水平和第二电压水平。
【IPC分类】H03K17/567
【公开号】CN105099417
【申请号】CN201510229287
【发明人】米卡·尼米, 劳里·佩尔托宁
【申请人】Abb技术有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月7日
【公告号】EP2942870A1, US20150326222