DE102006034351A1 - Driver stage for power semiconductor component i.e. insulated gate bipolar transistor, has resistor coupling control device with output to adjust current induced by driver voltage in gate and adjusted to two different resistance values - Google Patents

Driver stage for power semiconductor component i.e. insulated gate bipolar transistor, has resistor coupling control device with output to adjust current induced by driver voltage in gate and adjusted to two different resistance values Download PDF

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Abstract

The stage (1) has a control device (5) for generating a driver voltage for connecting an insulated gate bipolar transistor (2), and an output (3) for outputting the driver voltage to a gate of the bipolar transistor. An adjustable resistor (7) couples the control device with the output to adjust the current induced by the driver voltage in the gate, and is adjusted to two different resistance values. One of the resistance values limits a rise of a gate collector voltage or a gate drain voltage of the transistor to a maximum permissible voltage variable rate, and the other value has zero ohm. An independent claim is also included for a method for connecting a power semiconductor component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberstufe für ein Leistungshalbleiterbauelement, insbesondere für einen IGBT (isolated gate bipolar transistor).The The present invention relates to a driver stage for a power semiconductor device, especially for an IGBT (isolated gate bipolar transistor).

Eine der Erfindung zugrunde liegende Problematik wird nachfolgend beispielhaft anhand eines Umrichters für Wechselspannung erläutert.A The problem underlying the invention is exemplified below using an inverter for AC voltage explained.

Die Drehzahl von Drehstrommotoren ist fest mit der Frequenz einer den Drehstrommotor anregenden Wechselspannung, in der Regel einer Sinusspannung, gekoppelt. Die benötigten Sinusspannungen mit variabler Frequenz werden durch Umrichter erzeugt. Diese schalten die Gleichspannung gemäß dem Pulsweitenmodulationsverfahren zu, wobei anhand geeigneter Pulsweitefolgen die Sinusspannung nachgebildet wird. Die Umrichter verwenden zum Schalten der Gleichspannung IGBTs.The Speed of three-phase motors is fixed with the frequency of a Three-phase motor stimulating AC voltage, usually a sine wave, coupled. The necessities Sinusoidal voltages with variable frequency are generated by inverters. These switch the DC voltage according to the pulse width modulation method to, with based on suitable pulse sweeps simulated the sinusoidal voltage becomes. The inverters use IGBTs to switch the DC voltage.

Aufbaubedingt weist ein IGBT eine sogenannte parasitäre Diode (Reverse Diode) auf. Diese ist anti-parallel zum Hauptstrompfad des IGBT geschaltet. Unter positiver Vorspannung an dem Hauptstrompfad nimmt die parasitäre Diode daher keinen Einfluss auf das Leitungsverhalten des IGBT.construction Limited For example, an IGBT has a so-called parasitic diode (reverse diode). This is connected anti-parallel to the main current path of the IGBT. Under positive bias on the main current path, the parasitic diode decreases therefore, no influence on the conduction behavior of the IGBT.

Jedoch ist die parasitäre Diode bei Schaltvorgängen des IGBT zu berücksichtigen. Die parasitäre Diode weist eine große Kapazität auf, diese muss beim Schalten umgeladen werden, welches auch als Kommutieren der parasitären Diode bezeichnet wird. Während des Umladens bleibt die parasitäre Diode leitend.however is the parasitic Diode during switching operations of the IGBT. The parasitic Diode has a big one capacity This must be reloaded when switching, which also as Commutating the parasitic Diode is called. While the reloading remains the parasitic Conducting the diode.

In den Umrichtern sind zwei IGBTs in Serie mit der Gleichspannungsquelle verbunden, wobei der Knoten zwischen den IGBTs mit dem Verbraucher, z.B. dem Drehstrommotor verbunden ist. Die beiden IGBT werden gegenzyklisch geschalten, so dass im Idealfall immer nur einer der beiden IGBT mit einem der Pole der Gleichspannungsquelle leitend verbunden ist. Beim Schalten der IGBT bleibt die parasitäre Diode des soeben sperrend geschalteten IGBT für die Kommutationsdauer leitend. Dies führt zu einem Kurzschluss der beiden Pole der Gleichspannungsquelle, welcher den soeben leitend geschalteten, d.h. durchgeschalteten IGBT beschädigen kann.In The inverters are two IGBTs in series with the DC voltage source the node between the IGBTs with the consumer, e.g. is connected to the three-phase motor. The two IGBTs are countercyclical switched, so ideally only one of the two IGBT is conductively connected to one of the poles of the DC voltage source. When switching the IGBT, the parasitic diode remains just blocking switched IGBT for the commutation period conductive. This leads to a short circuit of the two poles of the DC voltage source, which just the conductive switched, i. can damage through-connected IGBT.

Die Hersteller von IGBTs geben daher an, dem Gate des IGBT einen Vorwiderstand RG von 1-10 Ohm vorzuschalten. Dieser bildet zusammen mit der Kapazität des Gates ein Verzögerungsglied (RC-Glied). Der Widerstand ist derart gewählt, dass beim Durchschalten des IGBT das Entladen der Gate-Kapazität länger dauert als das Kommutieren der parasitären Diode. Somit wird ein Kurzschluss effektiv vermieden. Eine entsprechende Treiberstufe für ein IGBT ist aus Floeth Electronic, Ausgabe 41/04 „HVxHHS-30A (automotive) & HVxHHS-30I (industrial) IGBT Driver Modules", www.floethelectronic.com bekannt.The manufacturers of IGBTs therefore claim to precede the gate of the IGBT with a series resistor RG of 1-10 ohms. This forms together with the capacity of the gate a delay element (RC element). The resistance is chosen such that when the IGBT is switched on, the discharge of the gate capacitance takes longer than the commutation of the parasitic diode. Thus, a short circuit is effectively avoided. A corresponding driver stage for an IGBT is off Floeth Electronic, Issue 41/04 "HVxHHS-30A (automotive) & HVxHHS-30I (industrial) IGBT Driver Modules", www.floethelectronic.com known.

Das Umladen der Gate-Kapazität über den Vorwiderstand führt zu erheblichen Verlusten, vor allem bei den Umrichtern, welche die IGBT mit Wiederholungsraten von etwa 10kHz schalten.The Reload the gate capacitance via the series resistor leads to considerable losses, especially in the converters, which the IGBT with repetition rates of about 10kHz switch.

Das Schaltverhalten wird neben dem ohmschen Wert des Vorwiderstands auch durch die parasitäre Induktivität der Zuleitung bestimmt. Hierdurch wird ein Tiefpass gebildet, der die Flankensteilheit von Schaltsignalen reduziert und diese unerwünscht verzögert. Daher müssen die Zuleitungen kurz gehalten werden. Daher werden dann typischerweise der Vorwiderstand sowie die Treiberstufe nahe dem Gate angeordnet. Die thermische Belastung der Treiberstufe durch das heiße Leistungshalbleiterbauelement führt zu einer Beeinträchtigung des Schaltverhaltens und einer Reduzierung der Lebensdauer der Treiberstufe.The Switching behavior is next to the ohmic value of the series resistor also by the parasitic inductance the supply line determined. As a result, a low pass is formed, the reduces the edge steepness of switching signals and delays them undesirable. Therefore have to the supply lines are kept short. Therefore, then typically the series resistor and the driver stage arranged near the gate. The thermal load of the driver stage by the hot power semiconductor component leads to a impairment the switching behavior and a reduction in the life of the driver stage.

M. Helsper und F. W. Fuchs beschreiben in "Adaption of IGBT Switching Behaviour by Means of Active Gate Drive Control for Low and Medium Power", erschienen in EPE 2003, 10th European Conference an Power Electroncis and Applications, Toulouse, Frankreich , eine analoge Regelung, welche über mehrere Schalter den Strom in das Gate eines IGBTs in Abhängigkeit eines zeitlichen Anstiegs des Kollektorstroms regelt. Ein prinzipieller Nachteil aller Regelungen, die auch die obig beschriebenen betrifft, ist dass ein Fehlverhalten oder störende Einflüsse nicht verhindert werden, sondern dass die Regelung ihnen erst nachträglich entgegenwirkt. Während einer Zeitspanne, welche die Regelung benötigt einen zu großen Strom oder einen zu schnellen Stromanstieg unter kritische Werte abzusenken, besteht die Gefahr einer Beschädigung des IGBT. M. Helsper and FW Fuchs describe in "Adaptation of IGBT Switching Behavior by Means of Active Gate Drive Control for Low and Medium Power", published in EPE 2003, 10th European Conference at Power Electroncis and Applications, Toulouse, France , an analog control, which regulates the current in the gate of an IGBT in dependence on a temporal rise of the collector current via a plurality of switches. A fundamental disadvantage of all regulations, which also relates to the above-described, is that a misconduct or disturbing influences are not prevented, but that the scheme counteracts them only later. There is a risk of damage to the IGBT during a period of time that the control needs to lower too high a current or too fast a current rise below critical levels.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Treiberstufe bereitzustellen, die Schaltungsverluste vermeidet.It An object of the present invention is to provide a driver stage, avoids the circuit losses.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Treiberstufe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention this is solved by the driver stage with the features of claim 1.

Die Treiberstufe gemäß der Erfindung beinhaltet eine Steuereinrichtung zum Generieren einer Treiberspannung zum Durchschalten des Leistungshalbleiterbauelements, einen Ausgang zum Ausgeben der Treiberspannung an ein Gate des Leistungshalbleiterbauelements und einen einstellbaren Widerstand, der die Steuereinrichtung mit dem Ausgang verbindet, um den durch die Treiberspannung in das Gate induzierten Strom einzustellen. Der einstellbare Widerstand ist auf mindestens zwei verschiedene Widerstandswerte einstellbar, wobei der erste Widerstandswert ein Ansteigen der Gate-Kollektor-Spannung oder Gate-Drain-Spannung des Halbleiterbauelements auf eine maximal zulässigen Spannungsänderungsgeschwindigkeit, die für das Leistungshalbleiterbauelements vorgegeben ist, begrenzt und der zweite Widerstandswert etwa Null Ohm aufweist.The driver stage according to the invention includes a control means for generating a drive voltage for turning on the power semiconductor device, an output for outputting the drive voltage to a gate of the power semiconductor device, and an adjustable resistor connecting the control device to the output by the gate voltage induced by the drive voltage Adjust power. The one adjustable resistance is adjustable to at least two different resistance values, wherein the first resistance limits an increase in the gate-collector voltage or gate-drain voltage of the semiconductor device to a maximum allowable voltage change rate, which is predetermined for the power semiconductor device, and the second resistance value about zero Ohm has.

Der Vorwiderstand, d.h. der einstellbare Widerstand, kann auf etwa Null Ohm reduziert werden. Unter etwa Null Ohm werden hierbei Widerstandswerte von deutlich weniger als einem Ohm verstanden. Entsprechend lassen sich Schaltungsverluste beim Treiben des Gates verringern. Zugleich ist es jedoch möglich den Vorwiderstand auf einen Wert einstellen, der den IGBT und in Serie geschaltete IGBT bei Schaltvorgängen schützt.Of the Series resistor, i. the adjustable resistance, can be at about zero Ohm be reduced. Below about zero ohms become resistance values understood by significantly less than one ohm. Allow accordingly reduce circuit losses when driving the gate. at the same time it is possible, however Set the series resistor to a value that the IGBT and in Series switched IGBT protects during switching operations.

Der einstellbare Widerstand kann durch ohmsche Widerstandsnetzwerke und Schaltelemente realisiert sein. Ferner können auch aktive Bauelemente, wie zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, verwendet werden. Der Widerstand des Hauptstrompfades ist über ein Signal an dem Gate oder dem Steuereingang regelbar.Of the Adjustable resistance can be achieved through ohmic resistance networks and switching elements to be realized. Furthermore, active components, such as a field effect transistor. Of the Resistance of the main current path is via a signal at the gate or the control input controllable.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.In the dependent claims Advantageous embodiments and developments are given.

An dem Ausgang der Treiberstufe kann ein Leitungskabel angeschlossen sein, um den Treiberspannungspegel an das Gate zuzuführen. Die getrennte Anordnung der Treiberstufe und des Leistungshalbleiterbauelements schützen die Treiberstufe vor hohen thermischen Einwirkungen durch die Verlustleistung des Leistungshalbleiterbauelements.At A cable can be connected to the output of the driver stage to supply the drive voltage level to the gate. The separate arrangement of the driver stage and the power semiconductor device protect the driver stage against high thermal effects due to the power loss of the power semiconductor device.

In einer Ausgestaltung stellt die Steuereinrichtung den einstellbaren Widerstand mit einer steigenden Flanke des Treiberspannungspegels auf den ersten Widerstandswert ein, und nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung den einstellbaren Widerstand auf den zweiten Widerstandswert. Durch den ersten Widerstandswert wird sichergestellt, dass ein Durchschalten des Leistungshalbleiterbauelements nicht erfolgt, bis die parasitäre Diode nahezu oder vollständig kommutiert ist. Nach der vorgegebenen Zeitspanne wird das Entladen des Gates zum Durchschalten des Leistungshalbleiterbauelements erhöht, indem der Vorwiderstand überbrückt oder auf etwa Null Ohm geschaltet wird.In In one embodiment, the control device sets the adjustable Resistance with a rising edge of the drive voltage level to the first resistance value, and after a predetermined one Time Delay the adjustable resistance to the second resistance. By The first resistance value ensures that a turn-on of the power semiconductor device does not occur until the parasitic diode almost or completely is commuted. After the predetermined period of time unloading of the gate for turning on the power semiconductor device increases by the series resistor bypasses or is switched to about zero ohms.

Die vorzugsweise digitale Steuereinrichtung steuert in Kenntnis der Eigenschaften des Leistungshalbleiterbauelements den Vorwiderstand. Der Vorwiderstand folgt daher dem Betriebszustand des Leistungshalbleiterbauelements. Hierdurch wird eine optimal kurze Einschaltzeit erreicht. Die Steuerung ist derart eingestellt, dass zu keinem Zeitpunkt eine Überspannung oder ein zu großer Strom durch den Hauptstrompfad fließt. Die Steuereinrichtung kann dazu ein Modell des dynamischen Verhaltens des Leistungshalbleiterbauelements aufweisen. Das Modell beschreibt vorzugsweise das Schaltverhalten der parasitären Diode.The preferably digital control device controls in the knowledge of Properties of the power semiconductor device the series resistor. The series resistor therefore follows the operating state of the power semiconductor component. This achieves an optimally short switch-on time. The controller is set such that at no time an overvoltage or too big Current flows through the main current path. The control device can do this a model of the dynamic behavior of the power semiconductor device exhibit. The model preferably describes the switching behavior the parasitic Diode.

Die Verwendung eines Modells ermöglicht, dass die Steuereinrichtung den Betriebszustand des Leistungshalbleiterbauelements vorab berechnen kann. Entsprechend kann auch vor einem Ändern des Widerstandswerts geprüft werden, wie sich in Folge der Betriebszustand des Leistungshalbleiterbauelements ändern wird.The Using a model allows that the control device the operating state of the power semiconductor device can calculate in advance. Accordingly, before changing the Resistance tested be how will change as a result of the operating state of the power semiconductor device.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht eine Stromänderungs-Erfassungseinrichtung und einen Komparator vor. Die Stromänderungs-Erfassungseinrichtung ist mit dem Emitter des Leistungshalbleiterbauelements zum Erfassen einer Änderung des Stromes durch den Emitter verbunden. Der Komparator spricht auf ein Überschreiten der Änderung des Stromes über einen positiven Schwellwert an und gibt ein erstes Steuersignal zum Erhöhen des einstellbaren Widerstands aus. Bei einem Feldeffekt-Leistungshalbleiterbauelement wird der Emitter als Drain bezeichnet.A Development of the invention provides a current change detection device and a comparator in front. The current change detecting means is with the emitter of the power semiconductor device for detecting a change the current connected by the emitter. The comparator speaks on a passing the change the stream over a positive threshold and outputs a first control signal to increase of the adjustable resistor. In a field effect power semiconductor device the emitter is called a drain.

Diese Weiterbildung kann als Schutz vorgesehen sein, falls ein unvorhergesehenes Verhalten des Leistungshalbleiterbauelements auftritt. Unvorhergesehen bedeutet hierbei ein Verhalten, das nicht durch ein dynamisches Modell antizipiert ist. Mögliche Ursachen sind zum Beispiel eine gestörte Spannungsversorgung, eine Veränderung einer ohmschen Last in dem Hauptstrompfad.These Continuing education can be provided as protection, if an unforeseen Behavior of the power semiconductor device occurs. unexpectedly This means behavior that is not dynamic Model is anticipated. Possible Causes are for example a disturbed voltage supply, a change an ohmic load in the main current path.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein weiterer Komparator vorgesehen, der ansprechend auf ein Unterschreiten der Änderung des Stromes unter einen negativen Schwellwert ein zweites Steuersignal zum Verringern des einstellbaren Widerstands auf Null Ohm ausgibt.According to one embodiment Another comparator is provided, which is responsive to a fall below the change of the current below a negative threshold, a second control signal for Reducing the adjustable resistor to zero ohms outputs.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinrichtung zum Generieren einer weiteren Treiberspannung eingerichtet ist, um das Leistungshalbleiterbauelement zu sperren und dass ein weiteren Ausgang vorgesehen ist, an dem ein Emitter des Leistungshalbleiterbauelements anschließbar ist, dass ein weiterer einstellbarer Widerstand angeordnet ist, der die Steuereinrichtung mit dem weiteren Ausgang verbindet, um den durch die weitere Treiberspannung in den Emitter induzierten Strom einzustellen.A Embodiment provides that the control device for generating a further drive voltage is set to the power semiconductor device to lock and that another exit is provided on the an emitter of the power semiconductor component is connectable, that a further adjustable resistor is arranged, which the Control device connects to the other output to the by to adjust the further driving voltage induced current in the emitter.

Eine Weiterbildung sieht vor: eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Kollektorspannung des Leistungshalbleiterbauelements, und eine Schutzschaltung, die ansprechend auf ein Überschreiten der Kollektorspannung über eine maximal zulässige Spannung ein Steuersignal zum Erhöhen des Widerstandswerts des einstellbaren Widerstands ausgibt.A further development provides: a voltage detection device for detecting the collector voltage of the power semiconductor component, and a protection circuit that is responsive to a Exceeding the collector voltage over a maximum allowable voltage outputs a control signal for increasing the resistance value of the adjustable resistor.

Etwa Null Ohm sind bevorzugt weniger als 10 Milliohm, besonders bevorzugt weniger als 1 Milliohm.Approximately Zero ohms are preferably less than 10 milliohms, more preferably less than 1 milliohm.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements kann sich der obigen Treiberstufe bedienen. Das Verfahren weist dazu die folgenden Schritte auf:

  • – Schalten des einstellbaren Widerstandes auf den ersten Widerstandswert;
  • – Anlegen einer positiven Treiberspannung an das Gate des Leistungshalbleiterbauelements; und
  • – Verringern des einstellbaren Widerstands auf Null Ohm nach der Kommutationsdauer der parasitären Diode in dem Leistungshalbleiterbauelement.
An inventive method for switching through a power semiconductor device can use the above driver stage. The method has the following steps:
  • Switching the adjustable resistor to the first resistance value;
  • - Applying a positive drive voltage to the gate of the power semiconductor device; and
  • - reducing the adjustable resistance to zero ohms after the commutation period of the parasitic diode in the power semiconductor device.

Eine dem Schaltvorgang zugrunde liegende Maßnahme besteht darin, dass der Vorwiderstand, d.h. der erste Widerstandswert, nur solange benötigt wird, wie die parasitäre Diode noch nicht vollständig kommutiert ist. Nach deren typischen Kommutationsdauer ist sie vollständig sperrend und eine Gefahr durch Kurzschlüsse aufgrund der parasitären Diode besteht nicht mehr. Entsprechend kann nun das Gate schneller entladen werden. Hierdurch wird vorteilhafterweise ein schnelleres Schalten ermöglicht.A The underlying measure of the switching operation is that the series resistor, i. the first resistance value is needed only as long as like the parasitic Diode not yet fully commutated is. After its typical commutation period, it is completely blocking and a risk of short circuits due to the parasitic Diode no longer exists. Accordingly, the gate can now faster be discharged. This advantageously becomes a faster one Switching enabled.

Die Kommutationsdauer der parasitären Diode kann vorbestimmt vorgegeben werden.The Commutation period of the parasitic Diode can be predetermined.

In einer anderen Ausgestaltung wird der Beginn der Kommutationsdauer als der Zeitpunkt erfasst, an dem eine Änderung des Kollektorstroms einen positiven Schwellwert überschreitet, und das Ende der Kommutationsdauer als der Zeitpunkt erfasst, an dem die Änderung des Kollektorstroms einen negativen Schwellwert unterschreitet. Statt einer starr vorgegebenen Kommutationsdauer, die für die parasitäre Diode als typisch angenommen wird, wird gemäß dieser Weiterbildung die Kommutationsdauer dynamisch erfasst. Der Kollektor bezeichnet den Anschluss des Leistungshalbleiterbauelements, der üblicherweiser als Eingang für den Hauptstrompfad dient. Bei Feldeffekt-Leistungshalbleiterbauelementen wird dieser Eingang als Source bezeichnet.In another embodiment is the beginning of commutation detected as the time at which a change in the collector current exceeds a positive threshold, and the end of the commutation period as the time detected on the change of the collector current falls below a negative threshold. Instead of a rigidly predetermined commutation duration, that for the parasitic diode is assumed to be typical, according to this development, the Commutation duration recorded dynamically. The collector refers to the Connection of the power semiconductor component, the üblicherweiser as input for the main current path serves. For field effect power semiconductor devices this input is called Source.

Die Treiberspannung kann reduziert werden, wenn eine für das Leistungshalbeiterbauelement vorgegebene Kommutationsdauer durch die erfasste Kommutationsdauer um eine vorgegebene Toleranzüberschritten wird. Eine Abweichung ist ein Hinweis auf ein Fehlverhalten der gesamten Schaltungs anordnung, eines Leistungshalbleiterbauelements etc.. Eine Abschaltung kann dann vor größerem Schaden bewahren.The Driver voltage can be reduced if one for the power semiconductor device predetermined commutation through the detected commutation duration exceeded by a predetermined tolerance becomes. A deviation is an indication of a misconduct of the entire circuit arrangement, a power semiconductor device etc .. A shutdown can then protect against major damage.

Nach einer Weiterbildung wird vor dem Schalten des einstellbaren Widerstands auf den ersten Widerstandswert, der einstellbare Widerstand auf etwa Null Ohm geschaltet und eine negative Treiberspannung an das Gate angelegt. Das Anlegen der negativen Spannung setzt das Halbleiterbauelement in einen vordefiniert sperrenden Zustand. Ferner können Toleranzen in den unterschiedlichen Schaltzeiten von mehreren Leistungshalbleiterbauelementen ausgeglichen werden und durch die Toleranzen bedingte Kurzschlüsse vermieden werden.To One training is done before switching the adjustable resistor at the first resistance, the adjustable resistance at about Zero ohm switched and a negative drive voltage to the gate created. The application of the negative voltage sets the semiconductor device a predefined blocking state. Furthermore, tolerances in the different Switching times of several power semiconductor devices balanced Be avoided and caused by the tolerances short circuits become.

Ein Sperren eines Leistungshalbleiterbauelement, das auch die obigen Vorrichtung verwenden kann, erfolgt mit folgenden Schritten:

  • – Einstellen des einstellbaren Widerstands auf etwa Null Ohm; und
  • – Ausgeben einer negativen Treiberspannung an das Gate.
Locking of a power semiconductor device, which may also use the above device, is accomplished by the following steps:
  • - setting the adjustable resistance to about zero ohms; and
  • - Output a negative drive voltage to the gate.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und von Figuren beispielhaft erläutert. In den Figuren zeigen:following the invention is based on preferred embodiments and figures exemplified. In the figures show:

1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform; 1 a block diagram of a first embodiment;

2 ein Blockdiagramm zur Illustration einer der Erfindung zugrunde liegender Problematik; 2 a block diagram illustrating an underlying problem of the invention;

3a, 3b Schaltsignal und Spannungssignal in Zusammenhang mit 2; 3a . 3b Switching signal and voltage signal in connection with 2 ;

4 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform; 4 a block diagram of a second embodiment;

5a, 5b Schaltsignal und Widerstandsverlauf gemäß einer Ausführungsform; 5a . 5b Switching signal and resistance curve according to an embodiment;

6 ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform; und 6 a block diagram of a third embodiment; and

7 ein Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform. 7 a block diagram of a fourth embodiment.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleich oder funktionsgleiche Komponenten.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components.

In 1 ist schematisch eine Treiberstufe 1 gemäß einer Ausführungsform für einen IGBT 2 dargestellt. Der Hauptstrompfad des IGBT 2 verläuft von seinem Kollektor C zu seinem Emitter E. Dieser Hauptstrompfad wird, wie bekannt, durch eine Spannung gesteuert, die an das Gate G des IGBT 2 angelegt wird. Dies gilt ebenfalls für einen Leistungs-MOSFET, z.B. einen Leistungs-MOSFET mit vertikalem Aufbau, jedoch wird der Kollektor C als Source und der Emitter E als Drain bezeichnet. Dies betrifft jedoch nur die Nomenklatura dieser Leistungshalbleiterbauelemente. Die Funktionsweise dieser Leistungshalbleiterbauelemente entspricht den für die Treiberstufe 1 wesentlichen charakteristischen Eigenschaften. Daher wird nachfolgend die Treiberstufe 1 nur für einen IGBT stellvertretend für andere Leistungshalbleiterbauelemente beschrieben.In 1 is schematically a driver stage 1 according to an embodiment for an IGBT 2 shown. The main current path of the IGBT 2 passes from its collector C to its emitter E. This main current path is controlled, as is known, by a voltage applied to the gate G of the IGBT 2 is created. This also applies to a power MOSFET, for example, a power MOSFET with a vertical structure, but the collector C is referred to as a source and the emitter E as a drain. This however, only concerns the nomenclature of these power semiconductor devices. The mode of operation of these power semiconductor components corresponds to that for the driver stage 1 essential characteristic features. Therefore, below is the driver stage 1 only described for one IGBT representative of other power semiconductor devices.

Die Treiberstufe 1 stellt eine Treiberspannung an ihrem Ausgang 3 bereit, welche über ein Kabel oder eine Zuleitung an das Gate des IGBT 2 angelegt wird. Die Leitung 4 weist vorzugsweise keinen Ohmschen Widerstand und nur eine sehr geringe Induktivität auf. Die Länge der Leitung 4 kann mehrere Zentimeter bis Meter betragen. Die räumliche Separierung der Treiberstufe 1 von dem IGBT 2 weist den Vorteil auf, dass die hohe Abwärme des IGBT die Treiberstufe 1 nicht beeinflusst oder stört.The driver stage 1 puts a drive voltage at its output 3 ready, which via a cable or a supply line to the gate of the IGBT 2 is created. The administration 4 preferably has no ohmic resistance and only a very low inductance. The length of the pipe 4 can be several inches to meters. The spatial separation of the driver stage 1 from the IGBT 2 has the advantage that the high waste heat of the IGBT driver stage 1 does not affect or interfere.

Die Treiberstufe 1 weist eine Steuereinheit 5 auf, welche z.B. durch einen Mikroprozessor realisiert werden kann. Diese Steuereinheit 5 generiert eine Treiberspannung, welche zweckmäßigerweise durch einen Ausgangsverstärker 6 verstärkt wird. Die Treiberspannungen sind typischerweise 0 Volt zum Sperrend-Schalten des IGBT 2, eine Spannung aus dem Bereich von +10 Volt bis +15 Volt zum Durchschalten des IGBT 2 und gegebenenfalls eine negative Spannung, welche ein besonders rasches Abschalten des IGBT 2 ermöglicht. Die einzelnen Spannungen können in der Steuereinheit 5 generiert oder dem Vorverstärker 6 zugeschaltet werden. Der Vorverstärker 6 verstärkt in diesem Fall gegebenenfalls den Spannungspegel um einen vorbestimmten Faktor und stellt eine Stromquelle mit möglichst geringem Innenwiderstand bereit. In dem Vorverstärker 6 kann jedoch auch eine steuerbare Spannungsquelle integriert sein, welche ansprechend auf Steuersignale der Steuereinheit 5 die gewünschten Spannungen zum Schalten des IGBT 2 bereitstellt.The driver stage 1 has a control unit 5 on, which can be realized for example by a microprocessor. This control unit 5 generates a driving voltage, which is conveniently provided by an output amplifier 6 is reinforced. The drive voltages are typically 0 volts for blocking the IGBT 2 , a voltage in the range of +10 volts to +15 volts for turning on the IGBT 2 and optionally a negative voltage, which is a particularly rapid shutdown of the IGBT 2 allows. The individual voltages can be in the control unit 5 generated or the preamplifier 6 be switched on. The preamp 6 amplifies in this case, if necessary, the voltage level by a predetermined factor and provides a power source with the lowest possible internal resistance. In the preamp 6 However, a controllable voltage source can also be integrated, which is responsive to control signals of the control unit 5 the desired voltages for switching the IGBT 2 provides.

Zwischen dem Vorverstärker 6 und dem Ausgang 3 ist ein einstellbarer oder steuerbarer Widerstand 7 angeordnet. Der einstellbare Widerstand 7 wird über ein Steuersignal 8 der Steuereinrichtung 5 eingestellt. Der Widerstand 7 weist mindestens zwei verschiedene Widerstandswerte auf. Der eine Widerstand ist 0 Ohm oder nur wenige Milliohm. Hierdurch ergibt sich im Wesentlichen eine sehr niederohmige Verbindung zwischen dem Vorverstärker 6 und dem Gate G des IGBT 2. Der zweite Widerstandswert des einstellbaren Widerstands 7 entspricht einem Vorwiderstand, der seitens des Herstellers des IGBT 2 als Vorwiderstand für das Gate G vorgeschlagen ist. Typischerweise liegen solche Widerstandswerte im Bereich zwischen 1 und 10 Ohm. Der einstellbare Widerstand 7 kann weitere Widerstandswerte zwischen den beiden erstgenannten Widerstandswerten aufweisen, um eine schrittweise Änderung von 0 Ohm auf den in dem Datenblatt des IGBT vorgeschlagenen Widerstandswert zu ermöglichen. Für einzelne Aspekte ist es auch von Interesse, einen Widerstandswert bereitzustellen, der sehr hochohmig, d.h. größer als 1 Megaohm ist.Between the preamp 6 and the exit 3 is an adjustable or controllable resistor 7 arranged. The adjustable resistance 7 is via a control signal 8th the control device 5 set. The resistance 7 has at least two different resistance values. The one resistor is 0 ohms or just a few milliohms. This essentially results in a very low-impedance connection between the preamplifier 6 and the gate G of the IGBT 2 , The second resistance value of the adjustable resistor 7 corresponds to a series resistor, the part of the manufacturer of the IGBT 2 proposed as a series resistor for the gate G. Typically, such resistance values range between 1 and 10 ohms. The adjustable resistance 7 may have other resistance values between the first two resistance values to allow a step change of 0 ohms to the resistance value suggested in the IGBT datasheet. For individual aspects, it is also of interest to provide a resistance value that is very high-impedance, ie greater than 1 megohm.

Nachfolgend ist die Bedeutung des einstellbaren Vorwiderstands 7 unter Zuhilfenahme der 2 und 3 erläutert. In 2 ist schematisch eine Spule eines Drehstrommotors 10 dargestellt, welche an eine Spannungsversorgung 11 angelegt ist, so dass durch den Motor 10 ein Strom fließt. Dazu wird un tersucht, wie sich das System verhält, wenn gleichzeitig der IGBT 14 sperrend geschaltet und der IGBT 13 durchgeschaltet wird. In 3a ist der Spannungsverlauf UG an dem Gate G des IBGT 13 gezeigt. Zum Zeitpunkt t1 wird der IGBT 13 leitend geschaltet. 3b illustriert den Strom IE durch den Emitter des IGBT 13. Der Strom beginnt zu dem Einschaltzeitpunkt t1 und wächst auf einen maximalen Wert Imax an und fällt dann auf ISoll ab. Der Strom Isoll ist der erwünschte Strom durch die Spule 10 und den IGBT 13. Das Anwachsen des Emitterstroms IE auf Imax hingegen ist unerwünscht und kann zur Beschädigung des IGBT 13 führen. Die Ursache für das Anwachsen des Emitterstroms liegt darin, dass neben einem Strom durch die Spule 10 auch ein Strom durch eine parasitäre Diode 16 des IGBT 14 fließt. Nach dem Abschalten des IGBT 14 benötigt die parasitäre Diode 16 eine Zeitspanne T, bis ihre Sperrschicht aufgebaut ist. Bis dahin ist die parasitäre Diode 16 leitend. Die Zeitspanne T wird auch als Kommutationsdauer bezeichnet.Below is the meaning of the adjustable series resistor 7 with the help of the 2 and 3 explained. In 2 is schematically a coil of a three-phase motor 10 which is connected to a power supply 11 is created, so by the engine 10 a current flows. This is done by examining how the system behaves when, at the same time, the IGBT is behaving 14 switched off and the IGBT 13 is switched through. In 3a is the voltage curve UG at the gate G of the IBGT 13 shown. At time t1, the IGBT becomes 13 switched on. 3b illustrates the current IE through the emitter of the IGBT 13 , The current starts at the switch-on time t1 and increases to a maximum value I max and then drops to I setpoint . The current I soll is the desired current through the coil 10 and the IGBT 13 , The increase of the emitter current IE to I max, however, is undesirable and can damage the IGBT 13 to lead. The cause of the increase in the emitter current is that in addition to a current through the coil 10 also a current through a parasitic diode 16 of the IGBT 14 flows. After switching off the IGBT 14 requires the parasitic diode 16 a period of time T until its barrier layer is established. Until then, the parasitic diode 16 conductive. The time period T is also referred to as commutation duration.

Während des Einschaltvorgangs des IGBT 13 weist dieser noch einen erheblichen Innenwiderstand, d.h. deutlich größer als 0,1 Ohm auf. In Kombination mit dem unerwünscht hohen Emitterstrom IE ergeben sich große Verlustleistungen in dem IGBT 13, die zur Zerstörung oder einer reduzierten Lebensdauer des IGBT führen können.During the switch-on of the IGBT 13 this still has a significant internal resistance, ie significantly greater than 0.1 ohms. In combination with the undesired high emitter current IE, large power losses result in the IGBT 13 which can lead to the destruction or reduced life of the IGBT.

Eine entsprechende Beschädigung des IGBT 13 wird dadurch umgangen, dass der IGBT 13 nicht hart leitend geschaltet wird. Entgegen der in 3a gezeigten stufenartigen Anhebung der Gate-Spannung UG auf ihren Maximalwert wird dieser Maximalwert mit einer Zeitverzögerung erreicht (gestrichelte Kurve). Die Verzögerung entspricht im Wesentlichen der Kommutationsdauer T. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der IGBT 13 erst leitend geschaltet wird, wenn die Reverse-Diode 16 ihren sperrenden Zustand erreicht hat.A corresponding damage to the IGBT 13 is bypassed by the IGBT 13 not switched on hard. Contrary to in 3a shown step-like increase of the gate voltage UG to its maximum value, this maximum value is achieved with a time delay (dashed curve). The delay essentially corresponds to the commutation duration T. This ensures that the IGBT 13 only turned on when the reverse diode 16 has reached its blocking state.

Das langsame Anwachsen der Gate-Spannung wird durch den Vorwiderstand oder den einstellbaren Widerstand 7 in Kombination mit der Gate- Kapazität des IGBT 13 erreicht. Der Vorwiderstand ist derart zu wählen, dass das Tiefpasselement gebildet durch den Vorwiderstand und die Gate-Kapazität die gewünschte Verzögerungszeit ergibt. Aus den Datenblättern der IGBT kann entweder direkt ein Wert für den Vorwiderstand entnommen werden. Oder es ist die Gate-Kapazität und die Kapazität der parasitären Diode angegeben, so dass ein Fachmann den Vorwiderstand für einen Einsatzbereich berechnen kann.The slow increase of the gate voltage is due to the series resistor or the adjustable resistor 7 in combination with the gate capacity of the IGBT 13 reached. The series resistor is to be selected such that the low-pass element formed by the series resistor and the gate capacitance results in the desired delay time. From the Da If the IGBT is used, it is possible either to directly derive a value for the series resistor. Or the gate capacitance and the capacitance of the parasitic diode are specified, so that a person skilled in the art can calculate the series resistance for a field of application.

In 4 ist eine zweite Ausführungsform schematisch dargestellt. Eine Treiberstufe 20 weist einen Ausgang 21, eine Steuereinheit 22, einen Ausgangsverstärker 23 und einen einstellbaren Widerstand 24 auf. Für den Ausgangsverstärker 22 und den Ausgang 23 ist auf die erste Ausführungsform verwiesen.In 4 a second embodiment is shown schematically. A driver stage 20 has an exit 21 , a control unit 22 , an output amplifier 23 and an adjustable resistor 24 on. For the output amplifier 22 and the exit 23 is referred to the first embodiment.

Die Steuerungseinrichtung weist eine Treiberspannungserzeugereinrichtung 25 und eine Triggereinrichtung 26 auf. Die Triggereinrichtung 26 oder Zeitsteuereinrichtung gibt Steuerbefehle an die Spannungserzeugungseinrichtung 25, eine Treiberspannung auszugeben, die das Gate G des IGBT 2 leitend schaltet. Hierfür eignen sich Spannungen im Bereich von +10 Volt bis +15 Volt. Zeitgleich gibt die Triggereinrichtung 26 einen Puls an die Zeitverzögerungseinheiten 27, 28, 29.The control device has a drive voltage generating device 25 and a trigger device 26 on. The triggering device 26 or timing means gives control commands to the voltage generating means 25 to output a driving voltage which is the gate G of the IGBT 2 conductive switches. Voltages in the range of +10 volts to +15 volts are suitable for this purpose. At the same time, the trigger device gives 26 a pulse to the time delay units 27 . 28 . 29 ,

Die Zeitverzögerungseinheiten 27, 28, 29 sind mit Schaltelementen 30, 31, 32 des einstellbaren Widerstands 24 gekoppelt. Die einzelnen Schaltelemente 30, 31, 32 schalten Widerstände 33, 34, 35 in dem einstellbaren Widerstand 24 zueinander parallel. Hierdurch werden die verschiedenen Werte des einstellbaren Widerstands 24 realisiert.The time delay units 27 . 28 . 29 are with switching elements 30 . 31 . 32 of the adjustable resistor 24 coupled. The individual switching elements 30 . 31 . 32 switch resistors 33 . 34 . 35 in the adjustable resistor 24 parallel to each other. This will change the different values of the adjustable resistor 24 realized.

Die Zeitverzögerungselemente 27, 28, 29 weisen verschiedene Verzögerungszeiten für den an sie angelegten Puls der Triggereinrichtung 26 auf. Dadurch werden die Schaltelemente 30, 31, 32 nacheinander in vorbestimmten Abständen leitend geschaltet. Schrittweise verringert sich somit der Gesamtwiderstand des einstellbaren Widerstands 24. Die Verzögerungszeit, bei der der Gesamtwiderstand auf 0 Ohm abfällt, entspricht vorzugsweise der Kommutationsdauer der parasitären Diode.The time delay elements 27 . 28 . 29 have different delay times for the applied pulse of the trigger device 26 on. This will be the switching elements 30 . 31 . 32 successively turned on at predetermined intervals. Thus, gradually the total resistance of the adjustable resistor decreases 24 , The delay time at which the total resistance drops to 0 ohms preferably corresponds to the commutation duration of the parasitic diode.

Die Verzögerungszeiten der einzelnen Verzögerungselemente können fest vorprogrammiert, per Software oder durch externe Widerstands- und Kondensatornetzwerke eingestellt werden. Ferner können auch einzelne Schaltelemente 30, 31, 32 in einen sperrenden Zustand geschaltet werden, während andere Schaltelemente 30, 31, 32 in einen leitenden Zustand geschaltet werden. Ein Rücksetzen der Schaltelemente 30, 31, 32 kann ebenfalls über die Verzögerungselemente 27, 28, 29 oder durch ein nicht verzögertes Element und geeignete Steuersignale erfolgen.The delay times of the individual delay elements can be permanently preprogrammed, set by software or by external resistor and capacitor networks. Furthermore, individual switching elements 30 . 31 . 32 be switched to a blocking state while other switching elements 30 . 31 . 32 be switched to a conductive state. A reset of the switching elements 30 . 31 . 32 can also via the delay elements 27 . 28 . 29 or by a non-delayed element and appropriate control signals.

Die Widerstandswerte der einzelnen Widerstände 33, 34, 35 können gleich oder verschieden sein.The resistance values of the individual resistors 33 . 34 . 35 can be the same or different.

Der Verlauf des Widerstandswertes des einstellbaren Widerstands 24 ist zusammen mit dem seitlichen Verlauf der Gate-Spannung UG in den 5a und 5b schematisch dargestellt. Das Einschalten beginnt mit dem Zeitpunkt t2, an welchem die Gate-Spannung UG auf einen negativen Wert, z.B. –15 Volt, gesetzt wird. Dies ist optional, verhindert jedoch versehentliche Kurzschlüsse durch eine nicht perfekte synchrone Schaltung der einzelnen IGBTs in Umrichtern. Zu einem Zeitpunkt t3 wird die Gate-Spannung auf einen positiven Spannungswert erhöht, welcher ausreicht, den IGBT leitend zu schalten. Zugleich oder kurz zuvor wird der einstellbare Widerstand auf den vorgegebenen Vorwiderstand R1 eingestellt. Der einstellbare Widerstand verbleibt für typischerweise die Kommutationsdauer T der parasitären Diode auf dem Widerstandswert R1. Danach (ab Zeitpunkt t4) wird der Widerstandswert auf 0 Ohm oder einen sehr geringen Widerstandswert von wenigen Milliohm abgesenkt. Dies kann sprungweise oder in einzelnen Stufen erfolgen.The course of the resistance value of the adjustable resistor 24 is along with the lateral course of the gate voltage UG in the 5a and 5b shown schematically. The switch-on begins with the time t2 at which the gate voltage UG is set to a negative value, for example -15 volts. This is optional but prevents accidental short circuits due to improperly synchronous switching of individual IGBTs in inverters. At a time t3, the gate voltage is increased to a positive voltage, which is sufficient to turn on the IGBT. At the same time or shortly before, the adjustable resistor is set to the predetermined series resistor R1. The adjustable resistor remains at the resistance R1 for typically the commutation period T of the parasitic diode. Thereafter (from time t4), the resistance value is lowered to 0 ohms or a very low resistance value of a few milliohms. This can be done step by step or in individual stages.

Eine dritte Ausführungsform einer Treiberstufe 40 ist in 6 schematisch dargestellt. Diese Treiberstufe 40 weist eine Steuereinrichtung 41, einen Ausgangsverstärker 42, einen einstellbaren Widerstand 43 und einen Ausgang 44 auf, deren Aufbau gleich den in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sein kann. Darüber hinaus weist die Treiberstufe 40 eine Stromänderungs-Erkennungseinrichtung 45 auf. Deren beide Eingänge sind mit dem Emitter E des IGBT 2 und dem Hilfsemitter E2 des IGBT 2 verbunden. Der Emitter E des IGBT 2 weist großflächige Anschlussflächen und typischerweise Gewinde oder Schraubenelemente auf, um diesen mit Anschlussleitungen zu verbinden. Diese Anschlussflächen und die interne Verdrahtung innerhalb des IGBTs zu diesen Anschlussflächen bilden eine erste Induktivität. Zusätzlich wird für die meisten IGBT 2 ein so genannter Hilfsemitter bereitgestellt, der ein unmittelbares Abgreifen der Spannung an dem Emitter durch eine kurze Zuleitung ermöglicht. Diese kurzen Zuleitungen bilden eine zweite Induktivität, deren Wert typischerweise von der ersten Induktivität verschieden ist. Dies kann zum Messen einer Stromänderung ausgenützt werden. Ändert sich der Strom durch den IGBT, liegen kurzzeitig unterschiedliche Spannungspotenziale an dem Emitter E und dem Hilfsemitter E2 an. Diese Spannungsdifferenz wird durch die Stromänderungserfassungseinrichtung 45 abgegriffen.A third embodiment of a driver stage 40 is in 6 shown schematically. This driver level 40 has a control device 41 , an output amplifier 42 , an adjustable resistor 43 and an exit 44 whose structure can be the same as in the previously described embodiments. In addition, the driver stage points 40 a current change detection device 45 on. Both inputs are connected to the emitter E of the IGBT 2 and the auxiliary emitter E2 of the IGBT 2 connected. The emitter E of the IGBT 2 has large pads and typically threads or screw members to connect to leads. These pads and the internal wiring within the IGBT to these pads form a first inductor. Additionally, for most IGBTs 2 a so-called auxiliary emitter is provided, which allows a direct tapping of the voltage at the emitter through a short lead. These short leads form a second inductor whose value is typically different from the first inductor. This can be exploited to measure a current change. If the current through the IGBT changes, different voltage potentials are applied to the emitter E and the auxiliary emitter E2 for a short time. This voltage difference is determined by the current change detection device 45 tapped.

Eine Auswertungseinrichtung 46 überwacht die Stromänderung. Eine Stromänderung ergibt sich beim Durchschalten des IGBT 2. Zunächst weist die Stromänderung ein positives Vorzeichen und danach ein negatives Vorzeichen auf, vergleiche 3b. Die Auswertungseinrichtung 46 wird das erste Mal getriggert, wenn ein positiver Schwellwert durch die Änderung des Emitterstroms IE erfasst wird. Nach dem ersten Triggern wartet die Auswertungseinrichtung 46 auf ein Unterschreiten eines negativen Schwellwertes der Stromänderung des Emitterstroms IE. Die Zeitspanne zwischen dem ersten Triggern und dem zweiten Triggern entspricht der Kommutationsdauer T, wenn der positive Schwellwert und der negative Schwellwert geeignet gewählt sind. Mit dem zweiten Triggern gibt die Auswertungseinrichtung 46 ein Steuersignal an die Steuereinrichtung 41. Die Steuereinrichtung 41 stellt darauf ansprechend den einstellbaren Widerstand 43 auf 0 Ohm.An evaluation device 46 monitors the current change. A current change results when turning on the IGBT 2 , First, the current change has a positive sign and then a negative sign, cf. 3b , The evaluation device 46 is the first time triggers when a positive threshold is detected by the change of the emitter current IE. After the first trigger, the evaluation device waits 46 The time interval between the first triggering and the second triggering corresponds to the commutation duration T when the positive threshold value and the negative threshold value are suitably selected. With the second triggering gives the evaluation device 46 a control signal to the controller 41 , The control device 41 responsively sets the adjustable resistance 43 to 0 ohms.

Die Bestimmung der Kommutationsdauer T durch die Auswertungseinrichtung 46 kann mit einer zu erwartenden Kommutationsdauer verglichen werden. Die zu erwartende Kommutationsdauer wird z.B. aus dem Datenblatt des IGBT 2 ermittelt. Ergibt sich hierbei eine wesentliche Abweichung, ist dies auf ein Fehlerverhalten des IGBT zurückzuführen. Zweckmäßigerweise wird dann der IGBT 2 sperrend geschaltet.The determination of the commutation duration T by the evaluation device 46 can be compared with an expected commutation duration. The expected commutation duration is eg taken from the data sheet of the IGBT 2 determined. If this results in a significant deviation, this is due to a fault behavior of the IGBT. Conveniently, then the IGBT 2 switched off.

In 7 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich insbesondere mit dem Ausschalten des IGBT 2 befasst. Die Treiberstufe weist gleich den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen eine Steuereinrichtung 51, einen Ausgangsverstärker 52, einen einstellbaren Widerstand 53 und einen Ausgang 54 auf, welcher mit dem Gate G des IGBT 2 zu verbinden ist. Darüber hinaus ist ein zweiter Ausgangsverstärker 55, ein zweiter einstellbarer Widerstand 56 und ein zweiter Ausgangs 57 bereitgestellt. Der Ausgang 57 ist mit dem Emitter oder dem Hilfsemitter E des IGBT 2 zu verbinden. Beim Ausschalten einer induktiven Last L ist zu berücksichtigen, dass diese ein großes Spannungspotenzial an dem Kollektor gegenüber dem Emitter erzeugt. Überschreitet diese Spannung kritische Schwellwerte, kann dies zur Beschädigung des IGBT 2 führen. Daher ist es in der Regel zweckmäßig, den IGBT 2 nicht abrupt mit einer Stufenfunktion abzuschalten, sondern die Leitfähigkeit kontinuierlich über eine gewisse Zeitspanne zu reduzieren. Dies wird auch als sanftes Abschalten bezeichnet. Dazu kann der einstellbare Vorwiderstand 53 auf einen vorbestimmten Widerstandswert eingestellt werden. Die Kombination des vorbestimmten Widerstandswertes mit der Gatekapazität ergibt dann die gewünschte Verzögerung und das kontinuierliche Abschalten des IGBTs.In 7 shows a fourth embodiment of the invention, in particular with the turning off of the IGBT 2 deals. The driver stage has equal to the above-described embodiments, a control device 51 , an output amplifier 52 , an adjustable resistor 53 and an exit 54 which is connected to the gate G of the IGBT 2 to connect. In addition, a second output amplifier 55 , a second adjustable resistor 56 and a second output 57 provided. The exit 57 is with the emitter or auxiliary emitter E of the IGBT 2 connect to. When switching off an inductive load L, it should be noted that this generates a large voltage potential at the collector with respect to the emitter. If this voltage exceeds critical thresholds, this can damage the IGBT 2 to lead. Therefore, it is usually appropriate to the IGBT 2 not abruptly turn off with a step function, but to reduce the conductivity continuously over a certain period of time. This is also referred to as a gentle shutdown. For this purpose, the adjustable resistor 53 be set to a predetermined resistance value. The combination of the predetermined resistance with the gate capacitance then provides the desired delay and continuous shutdown of the IGBT.

Ein schnellstmögliches Abschalten wird durch eine Stufenfunktion, z.B. durch ein schlagartiges Anlegen eines negativen Potenzials an das Gate erreicht. Dabei ist vorzugsweise der einstellbare Widerstand 53 auf 0 Ohm eingestellt. Damit keine Überspannungen an dem Kollektor des IGBT 2 auftreten, wird die Spannung an dem Kollektor durch eine Erfassungseinrichtung 58 überwacht. Bei einem Überschreiten einer kritischen Schwellspannung gibt die Überwachungseinrichtung 58 ein Steuersignal an die Steuereinrichtung 51, welche daraufhin den einstellbaren Widerstand 53 auf einen Wert ungleich 0 Ohm einstellt.The fastest possible shutdown is achieved by a step function, eg by a sudden application of a negative potential to the gate. In this case, preferably, the adjustable resistor 53 set to 0 ohms. So that no overvoltages at the collector of the IGBT 2 occur, the voltage at the collector by a detection device 58 supervised. If a critical threshold voltage is exceeded, the monitoring device outputs 58 a control signal to the controller 51 , which then the adjustable resistance 53 to a value not equal to 0 ohms.

Eine zusätzliche Beschleunigung des Abschaltens kann dadurch erreicht werden, dass der Emitter, insbesondere der Hilfsemitter, auf ein Potenzial von 0 Volt gezogen wird. Dies wird durch den zuvor aufgeführten zweiten Ausgangsverstärker, zweiten einstellbaren Widerstand und den zweiten Ausgang erreicht. Der zweite einstellbare Widerstand wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 51 eingestellt. Dies kann auch unter Berücksichtigung der Signale der Überwachungseinrichtung 58 erfolgen.An additional acceleration of the shutdown can be achieved by pulling the emitter, in particular the auxiliary emitter, to a potential of 0 volts. This is achieved by the aforementioned second output amplifier, second adjustable resistor and the second output. The second adjustable resistor is also controlled by the controller 51 set. This can also take into account the signals of the monitoring device 58 respectively.

Eine weitere Möglichkeit, Überspannungen an dem Kollektor C zu begegnen, ist eine passive Schutzschaltung durch in Serie geschalteter Zener-Dioden zwischen dem Kollektor und dem Gate bereitzustellen. Die Durchbruchsspannung der in Serie geschalteten Zener-Dioden 59 ist zweckmäßigerweise geringer als die kritische Schwellspannung, ab der Beschädigungen des IGBT 2 zu befürchten sind. Wenn die Durchbruchsspannung der Zener-Dioden erreicht wird, kann zusätzlich durch die Überwachungseinrichtung 58 und eine Schutzschaltung (60) veranlasst werden, dass der einstellbare Widerstand 53 hochohmig, d.h. auf mehrere Megaohm geschaltet wird.Another way to overcome overvoltages on the collector C is to provide passive protection by serially connected Zener diodes between the collector and the gate. The breakdown voltage of the serially connected zener diodes 59 is suitably lower than the critical threshold voltage, from the damage to the IGBT 2 to be feared. When the breakdown voltage of the Zener diodes is reached, in addition by the monitoring device 58 and a protection circuit ( 60 ) can be made that the adjustable resistance 53 high impedance, ie switched to several megohms.

Die Steuereinrichtung kann einen Mikroprozessor 61 aufweisen. In der Steuereinrichtung ist ein Modell des IGBT abgelegt, welches vorzugsweise das dynamische Schaltverhalten des IGBT beschreibt, insbesondere die Kommutation der parasitären Diode. Die Steuereinrichtung kann somit den Betriebszustand des IGBT und der parasitären Diode vorausberechnen. Dies gewährleistet, dass der Vorwiderstand optimal an die Kennlinie des IGBT angepasst wird und möglichst frühzeitig auf 0 Ohm reduziert wird.The controller may be a microprocessor 61 exhibit. In the control device, a model of the IGBT is stored, which preferably describes the dynamic switching behavior of the IGBT, in particular the commutation of the parasitic diode. The control device can thus precalculate the operating state of the IGBT and the parasitic diode. This ensures that the series resistor is optimally adapted to the characteristic curve of the IGBT and is reduced as early as possible to 0 ohms.

Claims (15)

Treiberstufe (1, 20, 40, 50) für ein Leistungshalbleiterbauelement, mit einer Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) zum Generieren einer Treiberspannung zum Durchschalten des Leistungshalbleiterbauelements, einem Ausgang (3, 23, 44, 54) zum Ausgeben der Treiberspannung an ein Gate des Leistungshalbleiterbauelements und einem einstellbaren Widerstand (7, 24, 43, 53), der die Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) mit dem Ausgang (3, 23, 44, 54) koppelt, um einen durch die Treiberspannung in das Gate induzierten Strom einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Widerstand (7, 24, 43, 53) auf mindestens zwei verschiedene Widerstandswerte einstellbar ist, wobei der erste Widerstandswert ein Ansteigen der Gate-Kollektor-Spannung oder Gate-Drain-Spannung des Halbleiterbauelements auf eine maximal zulässigen Spannungsänderungsgeschwindigkeit, die für das Leistungshalbleiterbauelements vorgegeben ist, begrenzt und der zweite Widerstandswert etwa Null Ohm aufweist.Driver stage ( 1 . 20 . 40 . 50 ) for a power semiconductor device, with a control device ( 5 . 21 . 41 . 51 ) for generating a drive voltage for switching through the power semiconductor component, an output ( 3 . 23 . 44 . 54 ) for outputting the drive voltage to a gate of the power semiconductor device and an adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ), which controls the 5 . 21 . 41 . 51 ) with the output ( 3 . 23 . 44 . 54 ) to set a current induced by the driving voltage in the gate, characterized in that the adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ) is adjustable to at least two different resistance values, wherein the first resistance limits an increase of the gate-collector voltage or gate-drain voltage of the semiconductor device to a maximum allowable voltage change rate predetermined for the power semiconductor device and the second resistance value is approximately zero ohms having. Treiberstufe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang der Treiberstufe (1, 20, 40, 50) ein Leitungskabel (4) angeschlossen ist, um die Treiberspannung an das Gate anzulegen.Driver stage according to claim 1, characterized in that at the output of the driver stage ( 1 . 20 . 40 . 50 ) a cable ( 4 ) is connected to apply the drive voltage to the gate. Treiberstufe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) den einstellbaren Widerstand (7, 24, 43, 53) mit einer steigenden Flanke der Treiberspannung auf den ersten Widerstandswert einstellt und nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung den einstellbaren Widerstand auf den zweiten Widerstandswert einstellt.Driver stage according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 5 . 21 . 41 . 51 ) the adjustable resistance ( 7 . 24 . 43 . 53 ) is set to the first resistance value with a rising edge of the drive voltage and adjusts the adjustable resistance to the second resistance value after a predetermined time delay. Treiberstufe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Stromänderungs-Erfassungseinrichtung (45), die mit dem Emitter des Leistungshalbleiterbauelement zum Erfassen einer Änderung des Stromes durch den Emitter verbindbar ist, und einen Komparator (46), der auf ein Überschreiten der Änderung des Stromes über einen positiven Schwellwert anspricht und ein erstes Steuersignal zum Erhöhen des einstellbaren Widerstands (43) ausgibt.Driver stage according to Claim 1 or 2, characterized by a current change detection device ( 45 ) connectable to the emitter of the power semiconductor device for detecting a change in the current through the emitter, and a comparator ( 46 ) which is responsive to exceeding the change of the current above a positive threshold and a first control signal for increasing the adjustable resistance ( 43 ). Treiberstufe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Komparator, der ansprechend auf ein Unterschreiten der Änderung des Strom unter einen negativen Schwellwert ein zweites Steuersignal zum Verringern des Widerstandswerts des einstellbaren Widerstands auf Null Ohm ausgibt.Driver stage according to claim 4, characterized by another comparator, responsive to a fall below the change the current below a negative threshold, a second control signal for reducing the resistance of the adjustable resistor to zero ohms. Treiberstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (51) zum Generieren einer weiteren Treiberspannung eingerichtet ist, um das Leistungshalbleiterbauelement zu sperren, dass ein weiteren Ausgang (57) vorgesehen ist, an dem ein Emitter des Leistungshalbleiterbauelements anschließbar ist, und dass ein weiterer einstellbarer Widerstand (56) angeordnet ist, der die Steuereinrichtung (51) mit dem weiteren Ausgang (57) koppelt, um den durch die weitere Treiberspannung in den Emitter induzierten Strom einzustellen.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 51 ) is configured to generate a further drive voltage in order to block the power semiconductor component that a further output ( 57 ) is provided, to which an emitter of the power semiconductor device is connectable, and that a further adjustable resistor ( 56 ) is arranged, which the control device ( 51 ) with the further output ( 57 ) to adjust the current induced by the further drive voltage into the emitter. Treiberstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannungserfassungseinrichtung (58) zum Erfassen der Kollektorspannung des Leistungshalbleiterbauelements, eine Schutzschaltung (60), die ansprechend auf ein Überschreiten der Kollektorspannung über eine maximal zulässige Spannung ein Steuersignal zum Erhöhen des Widerstandswerts des einstellbaren Widerstands (53) ausgibt.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized by a voltage detection device ( 58 ) for detecting the collector voltage of the power semiconductor device, a protection circuit ( 60 ) responsive to exceeding the collector voltage over a maximum allowable voltage, a control signal for increasing the resistance of the adjustable resistor (US Pat. 53 ). Treiberstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass etwa Null Ohm weniger als 10 Milliohm sind.Driver stage according to one of the preceding claims, characterized characterized in that about zero ohms are less than 10 milliohms. Treiberstufe (1, 20, 40, 50) für ein Leistungshalbleiterbauelement, mit einer Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) zum Generieren einer Treiberspannung zum Durchschalten des Leistungshalbleiterbauelements, einem Ausgang (3, 23, 44, 54) zum Ausgeben der Treiberspannung an ein Gate des Leistungshalbleiterbauelements und einem einstellbaren Widerstand (7, 24, 43, 53), der die Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) mit dem Ausgang (3, 23, 44, 54) koppelt, um einen durch die Treiberspannung in das Gate induzierten Strom einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Widerstand (7, 24, 43, 53) auf mindestens zwei verschiedene Widerstandswerte einstellbar ist, wobei der erste Widerstandswert ein Ansteigen der Gate-Kollektor-Spannung oder Gate-Drain-Spannung des Halbleiterbauelements auf eine maximal zulässigen Spannungsänderungsgeschwindigkeit, die für das Leistungshalbleiterbauelements vorgegeben ist, begrenzt und der zweite Widerstandswert etwa Null Ohm aufweist, und die Steuereinrichtung (5, 21, 41, 51) einen Mikroprozessor (61) aufweist, der einen Betriebszustand des Leistungshalbleiterbauelements basierend auf einem Modell des dynamischen Verhaltens des Leistungshalbleiterbauelements berechnet und den einstellbaren Widerstand basierend auf dem Betriebszustand einstellt.Driver stage ( 1 . 20 . 40 . 50 ) for a power semiconductor device, with a control device ( 5 . 21 . 41 . 51 ) for generating a drive voltage for switching through the power semiconductor component, an output ( 3 . 23 . 44 . 54 ) for outputting the drive voltage to a gate of the power semiconductor device and an adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ), which controls the 5 . 21 . 41 . 51 ) with the output ( 3 . 23 . 44 . 54 ) to set a current induced by the drive voltage in the gate, characterized in that the adjustable resistance ( 7 . 24 . 43 . 53 ) is adjustable to at least two different resistance values, wherein the first resistance limits an increase of the gate-collector voltage or gate-drain voltage of the semiconductor device to a maximum allowable voltage change rate predetermined for the power semiconductor device and the second resistance value is approximately zero ohms and the control device ( 5 . 21 . 41 . 51 ) a microprocessor ( 61 ) which calculates an operating state of the power semiconductor device based on a model of the dynamic behavior of the power semiconductor device and adjusts the adjustable resistance based on the operating state. Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Schalten des einstellbaren Widerstandes (7, 24, 43, 53) auf den ersten Widerstandswert; Anlegen einer positiven Treiberspannung an das Gate des Leistungshalbleiterbauelements (2); und Verringern des Widerstandwertes des einstellbaren Widerstands (7, 24, 43, 53) auf Null Ohm nach der Kommutationsdauer einer parasitären Diode in dem Leistungshalbleiterbauelement (2).Method for switching through a power semiconductor component, in particular with a device according to one of Claims 1 to 9, characterized by the following steps: switching of the adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ) to the first resistance value; Applying a positive drive voltage to the gate of the power semiconductor device ( 2 ); and decreasing the resistance value of the adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ) to zero ohms after the commutation period of a parasitic diode in the power semiconductor device ( 2 ). Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutationsdauer der parasitären Diode vorgegeben wird.A method for switching through a power semiconductor device according to claim 10, since characterized in that the commutation of the parasitic diode is specified. Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Kommutationsdauer (T) als der Zeitpunkt erfasst wird, an dem eine Änderung des Kollektorstroms einen positiven Schwellwert überschreitet, und das Ende der Kommutationsdauer (T) als der Zeitpunkt erfasst wird, an dem die Änderung des Kollektorstroms einen negativen Schwellwert unterschreitet.Method for switching through a power semiconductor component according to claim 10, characterized in that the beginning of the commutation period (T) is detected as the time at which a change of the collector current exceeds a positive threshold, and the end of the commutation period (T) is detected as the time, where the change of the collector current falls below a negative threshold. Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberspannung reduziert wird, wenn eine für das Leistungshalbeiterbauelement vorgegebene Kommutationsdauer durch die erfasste Kommutationsdauer (T) um eine vorgegebene Toleranz überschritten wird.Method for switching through a power semiconductor component according to claim 12, characterized in that the drive voltage is reduced if one for the Leistungshalbeiterbauelement predetermined commutation through the detected commutation duration (T) exceeded by a predetermined tolerance becomes. Verfahren zum Durchschalten eines Leistungshalbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schalten des einstellbaren Widerstands (7, 24, 43, 53) auf den ersten Widerstandswert, der einstellbare Widerstand auf etwa Null Ohm geschaltet und eine negative Treiberspannung an das Gate angelegt wird.Method for switching through a power semiconductor component according to one of Claims 9 to 12, characterized in that before the switching of the adjustable resistor ( 7 . 24 . 43 . 53 ) to the first resistance, the adjustable resistor is switched to approximately zero ohms, and a negative drive voltage is applied to the gate. Verfahren zum Sperren eines Leistungshalbleiterbauelements, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Einstellen des einstellbaren Widerstands (7, 24, 43, 53) auf etwa Null Ohm; und Ausgeben einer negativen Treiberspannung an das Gate.Method for blocking a power semiconductor component, in particular with a device according to one of Claims 1 to 8, characterized by the following steps: setting of the adjustable resistance ( 7 . 24 . 43 . 53 ) to about zero ohms; and outputting a negative drive voltage to the gate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077160A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Solar module and method for its operation
US9425786B2 (en) 2014-11-17 2016-08-23 General Electric Company System and method for driving a power switch
CN110073599A (en) * 2016-12-20 2019-07-30 雷神公司 Use the system and method for the inrush current control of the power source of nonlinear algorithm
EP3624325A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-18 Hamilton Sundstrand Corporation Power converters with segregated switch and drive modules

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337504A1 (en) * 1993-11-03 1995-05-04 Siemens Ag Method and device for driving gate turn-off power semiconductors of a resonant converter at a matched switching speed
DE19746112A1 (en) * 1996-10-17 1998-04-23 Fuji Electric Co Ltd Power converter arrangement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337504A1 (en) * 1993-11-03 1995-05-04 Siemens Ag Method and device for driving gate turn-off power semiconductors of a resonant converter at a matched switching speed
DE19746112A1 (en) * 1996-10-17 1998-04-23 Fuji Electric Co Ltd Power converter arrangement

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B.Weis, M.Bruckmann: "A new gate driver circuit for improved turn-off characteristics of high current IGBT-modules", IAS, New York, 1998, pp. 1073-1077 *
Datenblatt Floeth-Electronic (issue 41/04): "HVx HHS-30A (automotive) & HVxHHS-30 (industrial)IGBT DRIVER MODULES" (s.a. www.floeth-electronic.com) *
M.Helsper, F.W.Fuchs: "Adaption of IGBT Switching Behaviour by Means of Active Gate Control for Low and Medium Power", EPE2003, Toulouse, 2003 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077160A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Solar module and method for its operation
US8923016B2 (en) 2011-06-07 2014-12-30 Rainer Weiss Solar module for generating a D.C. voltage and method for its operation
US9425786B2 (en) 2014-11-17 2016-08-23 General Electric Company System and method for driving a power switch
CN110073599A (en) * 2016-12-20 2019-07-30 雷神公司 Use the system and method for the inrush current control of the power source of nonlinear algorithm
EP3624325A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-18 Hamilton Sundstrand Corporation Power converters with segregated switch and drive modules
US10651761B2 (en) 2018-09-14 2020-05-12 Hamilton Sundstrand Corporation Power converters with segregated switch and drive modules

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