DE4310323A1

DE4310323A1 - Überstrom-Schutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil

Info

Publication number: DE4310323A1
Application number: DE4310323A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Sakata; Masanori Fukunaga
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2013-03-31
Also published as: JPH05292656A; DE4310323C2; US5394287A

Description

Die Erfindung betrifft Überstrom-Schutzvorrichtungen für leistungsführende Geräte oder Bauteile, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3.

Fig. 4 zeigt schematisch den Schaltkreisaufbau einer bekann ten Treiber- und Überstrom-Schutzvorrichtung für leistungs führende Geräte oder Bauteile. Ein Treibersignal S2 mit lo gisch hohem oder niedrigem Pegel (H/L) wird von einem Trei berschaltkreis 2 dem Gate eines N-Kanal IGBT (insulated gate bipolar transistor) 1 zugeführt, um die Ein/Aus-Arbeitsweise des IGBT 1 zu steuern.

Der IGBT 1 ist mit einem separaten Sensor- oder Fühleran schluß 3 ausgestattet. Der Fühleranschluß 3 ist über einen Widerstand 4 auf Massepotential gelegt. Da der Fühleran schluß 3 dafür ausgelegt ist, einen Strom zu führen, der proportional zum Kollektorstrom IC des IGBT 1 ist, fließt ein Strom proportional zum Kollektorstrom IC in dem Wider stand 4. Im Ergebnis wird eine Sensor- oder Fühlerspannung VS proprotional zu dem Kollektorstrom IC vom Fühleranschluß 3 abgegriffen.

Der Fühleranschluß 3 des IGBT 1 ist mit den positiven Ein gängen von Komparatoren 51 und 52 verbunden. Eine Referenz spannung VR1 liegt am negativen Eingang des Komparators 51 und eine Referenzspannung VR2, die kleiner ist als VR1, liegt am negativen Eingang des Komparators 52.

Ein Ausgangssignal S51 des Komparators 51 wird dem Eingang eines NOR-Gatters 6 (Nicht-ODER) zugeführt. Ein Ausgangssi gnal S52 vom Komparator 52 wird einem Signalbeurteilungs schaltkreis 7 zugeführt. Ein Beurteilungssignal S7 vom Si gnalbeurteilungsschaltkreis 7 wird ebenfalls einem Eingang des NOR-Gatters 6 zugeführt. Der Signalbeurteilungsschalt kreis 7 gibt normalerweise ein Beurteilungssignal S7 von niedrigem logischen Pegel aus und gibt ein Beurteilungssi gnal S7 von hohem logischen Pegel aus, wenn eine Zeitdauer, während der das Ausgangssignal S52 des Komparators 52 auf hohem logischen Pegel ist, nicht kürzer ist als eine er laubte Zeitdauer Δt. Dem dritten Eingang des NOR-Gatters 6 wird ein Steuersignal SC zugeführt. Ein Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 wird dem Eingang des Treiberschaltkreises 2 zugeführt. Wenn bei dem Schaltkreisaufbau gemäß Fig. 4 das Steuersignal SC, welches dem NOR-Gatter 6 eingegeben wird, auf niedrigem logischen Pegel ist, nimmt das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 hohen logischen Pegel an, da die ande ren beiden Eingangssignale S51 und S7 am NOR-Gatter 6 für gewöhnlich auf niedrigem logischen Pegel liegen. Im Ergebnis schaltet der Treiberschaltkreis 2 das Treibersignal S2 mit hohem logischen Pegel an das Gate des IGBT 1, so daß der IGBT 1 durchschaltet.

Die Fühlerspannung VS ist gleich oder geringer als die Refe renzspannung VR2, wenn der Kollektorstrom IC des IGBT 1 nor malen Betriebsbedingungen entspricht. Die Ausgangssignale S51 und S52 der Komparatoren 51 und 52 werden auf niedrigem logischen Pegel gehalten, so daß das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 unverändert auf hohem logischen Pegel bleibt. Der IGBT 1 bleibt durchgeschaltet.

Wenn der Kollektorstrom IC des IGBT 1 aufgrund eines Anwach sens der Last oder dergleichen anwächst, wächst die Fühler spannung VS entsprechend ebenfalls an. Wenn die Fühlerspan nung VS die Referenzspannung VR2 übersteigt, wird das Aus gangssignal S52 des Komparators 52 logisch hoch.

Das Beurteilungssignal S7 des Signalbeurteilungsschaltkrei ses 7 bleibt jedoch auf niedrigem logischen Pegel, wenn die Periode von VS < VR2 kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer Δt, so daß der IGBT 1 weiterhin durchgeschaltet bleibt. Wenn die Dauer von VS < VR2 gleich oder länger als die er laubte Zeitdauer Δt ist, nimmt das Beurteilungssignal S7 des Signalbeurteilungsschaltkreises 7 hohen logischen Pegel an. Hierdurch wird das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch niedrig und ein Treibersignal S2 von niedrigem logi schem Pegel wird von dem Treiberschaltkreis 2 dem Gate des IGBT 1 zugeführt. Demzufolge schaltet der IGBT 1 ab und der Kollektorstrom, der durch die IGBT 1 fließt, wird unterbro chen, um eine Überstrom-Schutzfunktion durchzuführen.

Wenn der Kollektorstrom IC so hoch wird, daß die Fühlerspan nung VS die Referenzspannung VR1 übersteigt, wird das Aus gangsignal S51 des Komparators 51 logisch hoch, so daß das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 sofort auf niedrigen lo gischen Pegel unabhängig von dem logischen Pegel des Beur teilungssignales S7 des Signalbeurteilungsschaltkreises 7 umschaltet. Im Ergebnis wird ein Treibersignal S2 mit nied rigem logischen Pegel vom Treiberschaltkreis 2 an das Gate des IGBT 1 gelegt. Demzufolge schaltet der IGBT 1 ab und der in dem IGBT 1 fließende Kollektorstrom wird unterbrochen, um die Überstrom-Schutzfunktion durchzuführen. Wie aus der obi gen Beschreibung einer bekannten Überstrom-Schutzschaltung oder -Schutzvorrichtung hervorgeht, wird beim Erkennen eines Überstrom-Zustandes im IGBT durch Überwachen des Kollek torstroms im IGBT der IGBT abgeschaltet, um die Überstrom- Schutzfunktion durchzuführen.

Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung den Arbeitsbe reich des IGBT. In Fig. 5 ist mit IC1 der Kollektorstrom dargestellt, wo die Fühlerspannung VS gleich der Referenz spannung VR1 ist und mit IC2 ist der Kollektorstrom darge stellt, bei dem die Fühlerspannung VS gleich der Referenz spannung VR2 ist. Eine Kurve L1 stellt den oberen Grenzwert des sicheren Arbeitsgebietes oder -bereiches des IGBT 1 dar. Dies bedeuted, daß der sichere Arbeitsbereich des IGBT in einem Bereich liegt, wo sich der mit der Zeit ändernde Kol lektorstrom ICE unterhalb der Maximalkurve L1 befindet. Der IGBT ist dafür ausgelegt, innerhalb dieses sicheren Arbeits bereiches entsprechend sicher zu arbeiten.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, bestimmt die Treiber- und Über strom-Schutzvorrichtung für den IGBT gemäß Fig. 4 jedoch in nachteiliger Weise nur die gestrichelten Bereiche B1 und B2 in Fig. 5 als sichere Arbeitsbereiche. Hieraus ergibt sich das Problem, daß, wenn sich der Kollektorstrom IC mit der Zeit ändert und hierbei im Bereich A1 liegt, der eigentlich noch den sicheren Arbeitsbereich umfaßt, der Kollektorstrom IC dann so beurteilt wird, daß er bereits außerhalb des si cheren Arbeitsbereiches liegt und die Überstrom-Schutzfunk tion eingeleitet wird, obgleich dies eigentlich noch nicht nötig wäre.

Weiterhin sind die Referenzspannungen VR1 und VR2, welche als Vergleichsreferenz in den Komparatoren 51 und 52 dienen, sowie die erlaubte Zeitdauer Δt im Signalbeurteilungs schaltkreis 7 festgelegt. Ein weiteres Problem ist, daß es unmöglich ist, den sicheren Arbeitsbereich im praktischen Betrieb des IGBT zu beurteilen, da sich dieser sichere Ar beitsbereich im praktischen Betrieb aufgrund von Tempera turänderungen des IGBT selbst ändert.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überstrom-Schutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3, derart bereitzustellen, daß hiermit eine Überstrom-Schutz funktion im in der Praxis vorliegenden sicheren Arbeitsbe reich des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles, bei spielsweise eines IGBT, möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 3 angegebenen Merkmale.

Eine Überstrom-Schutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil ist demnach gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch: Stromerken nungsvorrichtungen zur Erkennung der durch das leistungsfüh rende Gerät oder Bauteil fließenden Strommenge; und Über strom-Schutzvorrichtungen zum Einstellen einer erlaubten Zeitdauer als Funktion der Strommenge, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn die Strommenge kontinuierlich eine Zeitdauer lang er faßt wird, die nicht kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer.

Eine Überstrom-Schutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil ist gemäß eines zweiten Aspektes der vor liegenden Erfindung gekennzeichnet durch: Stromerkennungs vorrichtungen zur Erkennung einer in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließenden Strommenge; Temperaturerken nungsvorrichtungen zur Erkennung einer Temperatur des lei stungführenden Gerätes oder Bauteiles; und Überstrom-Schutz vorrichtungen zum Einstellen einer erlaubten Zeitdauer als Funktion der Strommenge, um die Stromzufuhr zu dem lei stungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn die Strommenge kontinuierlich eine Zeitdauer lang erfaßt wird, die nicht kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer.

Die Überstrom-Schutzvorrichtung gemäß des ersten erfindungs gemäßen Aspektes erstellt die erlaubte Zeitdauer als eine Funktion der durch das leistungsführende Gerät oder Bauteil fließenden Strommenge, um die Stromzufuhr zu dem leistungs führenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn die Strommenge kontinuierlich während der Zeitdauer detektiert wird, die nicht kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer. Im Ergebnis wird die Überstrom-Schutzfunktion durchgeführt, welche für einen praktischen sicheren Arbeitsbereich des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles ausgelegt ist und zwar auf der Grundlage einer Beziehung zwischen der Strom menge und seiner fortlaufenden Zufuhrzeit.

Die Überstrom-Schutzvorrichtung gemäß des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung erstellt die erlaubte Zeitdauer als eine Funktion der Strommenge und der Temperatur des lei stungsführenden Gerätes oder Bauteiles, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbre chen, wenn die Strommenge kontinuierlich während der Zeit dauer detektiert wird, die nicht kürzer als die erlaubte Zeitdauer ist. Im Ergebnis wird die Überstrom-Schutzfunktion durchgeführt, die ausgelegt ist für den in der Praxis vor handenen sicheren Arbeitsbereich des leistungsführenden Ge rätes oder Bauteiles und zwar auf der Grundlage der erfaßten Temperatur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles, sowie der Beziehung zwischen der Strommenge und seiner kon tinuierlichen Zufuhrzeit.

Die Beziehung zwischen der Strommenge und der kontinuierli chen Stromzufuhrzeit wird erhalten durch die Verwendung von Vergleichsergebnissen zwischen nicht weniger als zwei ersten bis n-ten Vergleichssignalen und dem Stromerkennungssignal oder Stromdetektionssignal des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles und der Vergleichergebnisse zwischen ersten bis n-ten erlaubten Zeitdauern und der Stromzufuhrdauer, wo das Detektionssignal höher ist als die ersten bis n-ten Ver gleichssignale.

Da weiterhin die ersten bis n-ten Vergleichssignale und die ersten bis n-ten erlaubten Zeitdauern so ausgelegt sind, daß sie sich als Funktion der Temperatur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles ändern, werden Tenmperaturänderungen des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles mitberücksich tigt, um die Beziehung zwischen der Strommenge des lei stungsführenden Gerätes oder Bauteiles und der kontinuierli chen Stromzufuhrzeit zu erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Bevorzugt erkennen die Stromerkennungsvorrichtungen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strom menge, um ein Stromerkennungssignal auf der Grundlage der Strommenge auszugeben, wobei die Überstrom-Schutzvorrichtung weiterhin aufweist: Vergleichssignal-Bereitstellungsvorrich tungen zur Bereitstellung erster bis n-ter (n 3) Ver gleichssignale; erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten vergleichenden Eingangsabschnitten, welche die ersten bis n-ten Vergleichssignale empfangen, und zweiten verglei chenden Eingangsabschnitten, welche das Stromerkennungssi gnal gemeinsam empfangen, um die ersten bis n-ten Ver gleichssignale mit dem Stromerkennungssignal zu vergleichen, um logisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissi gnale auszugeben, wenn das Stromerkennungssignal höherpege lig ist, als die ersten bis n-ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissi gnale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Vergleichssi gnale höherpegelig sind als das Stromerkennungssignal; und Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale empfangen und erste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben entsprechend den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen zum Unterbrechen der Stromzufuhr an das leistungsführende Gerät oder Bauteil, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens eines aus den ersten bis n-ten Vergleichsergeb nissignalen ist, für eine Zeitdauer, die kürzer ist als eine i-te erlaubte Zeitdauer, logisch hochpegelig ist.

Weiterhin bevorzugt erkennen die Stromerkennungsvorrichtun gen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strommenge, um ein Stromerkennungssignal auf der Grundlage der Strommenge auszugeben, wobei die Temperaturer kennungsvorrichtungen die Temperatur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles erkennen, um auf der Grundlage der erfaßten Temperatur ein Temperaturerkennungssignal auszuge ben; und worin die Überstrom-Schutzvorrichtung aufweist: Vergleichssignal-Ausgabevorrichtungen zum Empfangen des Tem peraturerkennungssignales gemeinsam zum Ausgeben erster bis n-ter Vergleichssignale als Funktion des Temperaturerken nungssignales; erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten vergleichenden Eingangsabschnitten zum Empfangen der ersten bis n-ten Vergleichssignale und zweiten vergleichen den Eingangsabschnitten zum Empfangen des Stromerkennungssi gnales zum Vergleichen der ersten bis n-ten Vergleichssi gnale mit dem Stromerkennungsignal, um logisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissignale auszugeben, wenn das Stromerkennungssignal höherpegelig ist als die ersten bis n-ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissignale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Vergleichssignale höherpegelig sind, als das Stromererkennungssignal; und Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die ersten bis n-ten Vergleichergebnissignale empfangen und erste bis n-te er laubte Zeitdauern haben entsprechend den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen zum Unterbrechen der Stromzufuhr an das leistungsführende Gerät oder Bauteil, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens ei nes aus den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen ist, für eine Zeitdauer, die kürzer ist als eine i-te erlaubte Zeitdauer, logisch hochpegelig ist.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die Stromerkennungsvorrichtun gen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strommenge erkennen, um auf der Grundlage der er kannten Strommenge ein Stromerkennungssignal auszugeben; worin die Temperaturerkennungsvorrichtungen die Temperatur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteils erkennen, um auf der Grundlage dieser Temperatur ein Temperaturerken nungssignal auszugeben; und worin die Überstromschutzvor richtung aufweist: Vergleichssignalausgabevorrichtungen zum Ausgeben erster bis n-ter Vergleichssignale; erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten vergleichenden Eingangs abschnitten zum Empfangen der ersten bis n-ten Vergleichssi gnale und zweiten vergleichenden Eingangsabschnitten zum Empfangen des Stromerkennungssignales zum Vergleichen der ersten bis n-ten Vergleichssignale mit dem Stromerkennungsi gnal, um logisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichser gebnissignale auszugeben, wenn das Stromerkennungssignal hö herpegelig ist als die ersten bis n-ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Vergleichser gebnissignale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Ver gleichssignale höherpegelig sind, als das Stromererkennungs signal; und Steuervorrichtungen zur Stromzufuhrunterbre chung, welche die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale und das Temperaturerkennungssignal empfangen, um erste bis n-te erlaubte Zeitdauern einzurichten, welche als Funktion des Temperaturerkennungssignals in entsprechender Beziehung zu den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen bestimmt sind, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens eine der ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale ist, für eine Zeitdauer logisch hochpegelig ist, die nicht kürzer ist, als eine i-te erlaubte Zeitdauer.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch vereinfacht den Schaltkreisaufbau einer Treiber- und Überstrom-Schutzvorrichtung für einen IGBT gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 die graphische Darstellung des Arbeitsbereiches des IGBT;

Fig 3 schematisch vereinfacht den Schaltkreisaufbau einer Treiber- und Überstrom-Schutzvorrichtung für einen IGBT gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 schematisch vereinfacht den Schaltkreisaufbau einer bekannten Treiber- und Überstrom-Schutzvorrichtung für den IGBT; und

Fig. 5 die graphische Darstellung des Arbeitsbereiches des IGBT.

Fig. 1 ist ein Schaltkreisdiagramm einer Treiber- und Über stromschutzvorrichtung für einen IGBT (insulated gate bipo lar transistor) gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Ein Treibersignal S2 mit hohem oder niederem logischem Pegel (H/L) wird von einem Treiberschaltkreis 2 an das Gate eines N-Kanal IGBT 1 ange legt, um die Ein- und Ausschaltvorgänge des IGBT 1 zu steu ern. Im Nahbereich des IGBT 1 ist ein TSD 8 (thermal sensing device = Thermofühler) vorgesehen. Der TSD 8 erfaßt die Tem peratur des IGBT und gibt ein Temperaturdetektionssignal S8 an Referenzspannungs-Bereitstellungsvorrichtungen 91, 92, 93, 94 und 95.

Die Bereitstellungsvorrichtungen 91 bis 95 erstellen Refe renzspannungen VR1 bis VR5 derart, daß diese mit einem Tem peraturanstieg des IGBT 1 ansteigen, also eine Funktion zu dem Temperatur-Detektionssignal S8 vorliegt. Hierbei ist si chergestellt, daß die Referenzspannungen VR1 bis VR5 die Be dingungen VR1 < VR2 < VR3 < VR4 < VR5 erfüllen.

Der IGBT 1 weist einen separaten Sensor- oder Fühleranschluß 3 auf. Der Fühleranschluß 3 ist über einen Widerstand 4 auf Massepotential gelegt. Da der Fühleranschluß 3 in der Lage ist, einen Strom zu führen, der proportional zu einem Kol lektorstrom IC des IGBT 1 ist, fließt ein Strom proportional zum Kollektorstrom IC in dem Widerstand 4. Im Ergebnis kann eine Sensor- oder Fühlerspannung VS an dem Fühleranschluß 3 abgegriffen werden, welche einen Pegel proportional zum Kol lektorstrom IC hat.

Der Fühleranschluß 3 des IGBT 1 ist gemeinsam mit den posi tiven Eingängen des Komparatoren 51, 52, 53, 54 und 55 ver bunden. Die Referenzspannungen VR1 bis VR5 von den Referenz spannungs-Bereitstellungsvorrichtungen 91 bis 95 werden in der aus Fig. 1 ersichtlichen Art und Weise jeweils auf die negativen Eingänge der Komparatoren 51 bis 55 gelegt.

Ein Ausgangssignal S51 vom Komparator 51 wird dem Eingang eines NOR-Gatters 6 (Nicht-ODER) zugeführt und Ausgangssi gnale S52 bis S55 der Komparatoren 52 bis 55 werden in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise Signalbeurteilungsschaltkrei sen 72, 73, 74 und 75 zugeführt. Beurteilungssignale S72 bis S75 der Signalbeurteilungsschaltkreise 72 bis 75 werden ebenfalls dem Eingang des NOR-Gatters 6 zugeführt.

Die Beurteilungsschaltkreise 72 bis 75 geben für gewöhnlich sich auf logisch niedrigem Pegel befindliche Beurteilungssi gnale S72 bis S75 aus und geben auf logisch hohem Pegel be findliche Beurteilungssignale S72 bis S75 aus, wenn Zeitdau ern, während denen die Ausgangssignale S52 bis S55 der Kom paratoren 52 bis 55 mit hohem logischen Pegel den Signalbe urteilungsschaltkreisen 72 bis 75 eingegeben werden, nicht kürzer sind als erlaubte Zeitdauern Δt2 bis Δt5. Die Zeit dauern oder Zeitlängen der erlaubten Zeitdauern Δt2 bis Δt5 sind in aufsteigender oder anwachsender Länge vorgese hen.

Dem NOR-Gatter wird weiterhin ein Steuersignal SC zugeführt. Ein Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 wird dem Eingang des Treiberschaltkreises 2 zugeführt.

Wenn bei dieser Anordnung das Steuersignal SC mit niedrigem logischem Pegel dem NOR-Gatter 6 eingegeben wird, nimmt das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch hohen Pegel an, da die anderen fünf Eingangssignale S51 und S72 bis S75 am NOR-Gatter 6 normalerweise auf logisch niedrigem Pegel sind. Im Ergebnis liefert der Treiberschaltkreis 2 das Treibersi gnal S2 mit hohem logischem Pegel an das Gate des IGBT 1, so daß dieser durchschaltet.

Unter normalen Bedingungen ist die Fühlerspannung VS gleich oder geringer als die Referenzspannung VR5 bezogen auf den Kollektorstrom IC des IGBT 1. Die Ausgangssignale S52 bis S55 der Komparatoren 51 bis 55 werden auf niedrigem logi schen Pegel gehalten, so daß der logisch hohe Pegel des Aus gangssignales S6 des NOR-Gatters 6 nicht verändert wird. Der IGBT 1 bleibt durchgeschaltet.

Wenn aufgrund eines Lastanstieges oder dergleichen der Kol lektorstrom IC des IGBT 1 anwächst, nimmt die Fühlerspannung VS ebenfalls entsprechend zu. Wenn die Fühlerspannung VS die Referenzspannung VR5 übersteigt, wird das Ausgangssignal S52 des Komparators 52 logisch hoch.

Das Beurteilungssignal S75 des Signalbeurteilungsschaltkrei ses 75 bleibt jedoch auf logisch niedrigem Pegel, wenn die Periode von VS < VR5 kleiner ist als die erlaubte Zeitdauer Δt5, so daß der IGBT 1 durchgeschaltet bleibt. Wenn ande rerseits die Dauer von VS < VR5 gleich oder länger ist als die erlaubte Zeitdauer Δt5, wird das Beurteilungssignal S75 des Signalbeurteilungsschaltkreises 75 logisch hoch. Demzu folge wird das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch niedrig und ein logisch niedriges Treibersignal S2 wird von dem Treiberschaltkreis 2 an das Gate des IGBT 1 abgegeben. Hierdurch schaltet der IGBT 1 ab und der in dem IGBT 1 fließende Kollektorstrom IC wird unterbrochen, so daß eine Überstrom-Schutzfunktion durchgeführt wird.

Auf ähnliche Weise wird wenigstens eines der Beurteilungssi gnale S72 bis S74 der Signalbeurteilugsschaltkreise 72 bis 74 logisch hoch, wenn die Perioden oder Zeitdauern von VS < VR4, VS < VR3 oder VS < VR2 jeweils gleich oder länger wer den, als die erlaubten Zeitdauern Δt4, Δt3 oder Δt2. Das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 nimmt hierbei jeweils logisch niedrigen Pegel an und ein logisch niedrigpegeliges Treibersignal S2 wird von dem Treiberschaltkreis 2 an das Gate des IGBT 1 abgegeben. Der IGBT 1 schaltet ab und der im IGBT 1 fließende Kollektromstrom IC wird unterbrochen, um die Überstrom-Schutzfunktion durchzuführen.

Wenn der Kollektorstrom IC weiter anwächst, bis die Fühler spannung VS die Referenzspannung VR 1 überschreitet, wird das Ausgangssignal S51 des Komparators 51 logisch hoch, so daß das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch niedrig wird, unabhängig von den logischen Pegeln der Beurteilungs signale S72 bis S75 der Signalbeurteilungsschaltkreise 72 bis 75. Im Ergebis wird ein logisch niedrigpegeliges Trei bersignal vom Treiberschaltkreis 2 an das Gate des IGBT 1 abgegeben. Der IGBT 1 schaltet ab und der im IGBT 1 fließende Kollektorstrom IC wird unterbrochen, um die Über strom-Schutzfunktion durchzuführen.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Betriebs- oder Arbeitsbereiches des IGBT 1. In der Darstellung ist mit IC1, IC2, IC3, IC4 und IC5 jeweils der Kollektorstrom darge stellt, bei dem die Fühlerspannung VS gleich den Referenz spannungen VR1, VR2, VR3, VR4 und VR5 ist. Eine Kurve L1 zeigt den oberen Grenzbereich oder Grenzwert des sicheren Arbeits- oder Betriebsbereiches des IGBT 1 an. Dies bedeu tet, daß der IGBT 1 bei zeitlich sich änderndem Kollektor strom IC unterhalb dieser Kurve L1 sicher betrieben werden kann. Gemäß Fig. 2 bestimmt die Treiber- und Überstrom- Schutzvorrichtung für den IGBT gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform den gestrichelten Bereich als sicheren Ar beitsbereich. Wie aus dem unmittelbaren Vergleich mit Fig. 5 hervorgeht, wird somit bei der erfindungsgemäßen Überstrom- Schutzvorrichtung ein Bereich als sicherer Arbeitsbereich definiert, der an den tatsächlichen sicheren Arbeitsbereich - bestimmt durch die Kurve L1 - viel besser angepaßt ist. Im Ergebnis hat die erfindungsgemäße Überstrom-Schutzvorrich tung eine Schutzfunktion, welche an den praktischen Betrieb des IGBT, d. h. an den Betrieb des IGBT innerhalb seines tatsächlichen sicheren Arbeitsbereiches viel besser angepaßt ist.

Die jeweils von den Referenzspannungs-Bereitstellungvor richtungen 91 bis 95 ausgegeben Referenzspannungen VR1 bis VR5 ändern sich als Funktion des Temperaturerkennungssigna les S8 von dem TSD 8, welches das Signal bezüglich der er faßten Temperatur des IGBT 1 ist. Somit bestimmt die Über strom-Schutzvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform korrekt und genau den sicheren Arbeitsbereich für den Betrieb des IGBT in der Praxis mit sich ändernden Temperaturen des IGBT. Falls nicht die detektierte Temperatur des IGBT 1 mit be rücksichtigt wird, müssen die Referenzspannungen und erlaub ten Zeitdauern unter den schlimmsten oder schlechtesten Tem peraturbedingungen eingestellt werden. Derartige Vorgänge sind bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung nicht nötig.

Fig. 3 zeigt schematisch den Schaltkreisaufbau einer Trei ber- und Überstromschutzvorrichtung für den IGBT gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Treibersignal S2 mit logisch hohem oder niedrigem Pegel wird vom Treiberschaltkreis 2 dem Gate des IGBT 1 zugeführt, um die Ein/Aus-Schaltvorgänge des IGBT zu steuern. Im Nahbe reich des IGBT 1 ist der TSD 8 vorgesehen. Der TSD 8 erfaßt die Temperatur des IGBT 1 und gibt das Temperaturerkennungs signal S8 an Signalbeurteilungsschaltkreise 72′, 73′, 74′ und 75′ aus.

Der IGBT 1 ist mit dem separaten Sensor- oder Fühleranschluß 3 versehen. Der Fühleranschluß 3 ist über den Widerstand 4 auf Masse gelegt. Da der Fühleranschluß 3 einen Strom pro portional zum Kollektorstrom IC des IGBT 1 führt, fließt ein Strom proportional zum Kollektorstrom IC in den Widerstand 4. Im Ergebnis hat eine Fühlerspannung VS an dem Fühleran schluß 3 einen Pegel proportional zum Kollektorstrom IC.

Der Fühleranschluß 3 des IGBT 1 ist mit den positiven Ein gängen der Komparatoren 51 bis 55 in der in Fig. 3 darge stellten Weise gemeinsam verbunden. Die festen Referenzspan nungen VR1 bis VR5 von den nicht dargestellten Referenzspan nungs-Bereitstellungsvorrichtungen liegen in der in Fig. 3 dargestellten Weise an den negativen Eingängen der Kompara toren 51 bis 55 an. Es sei festgehalten, daß die Referenz spannungen VR1 bis VR5 die Bedingung VR1 < VR2 < VR3 < VR4 VR5 erfüllen müssen.

Das Ausgangssignal S51 des Komparators 51 liegt am Eingang des NOR-Gatters 6 an und die Ausgangssignale S52 bis S55 der Komparatoren 52 bis 55 liegen in der in Fig. 3 dargestellten Art und Weise an den Signalbeurteilungsschaltkreisen 72′ bis 75′ an. Die Beurteilungssignale S72 bis S75 der Beurtei lungsschaltkreise 72′ bis 75′ liegen am Eingang des NOR-Gat ters 6.

Die Signalbeurteilungsschaltkreise 72′ bis 75′ geben für ge wöhnlich die Beurteilungssignale S72 bis S75 mit niedrigem logischen Pegel aus, und geben logisch hochpegelige Beurtei lungssignale S72 bis S75 aus, wenn die Perioden oder Zeit dauern der Ausgangssignale S52 bis S55 der Komparatoren 52 bis 55 auf logisch hohem Pegel nicht kürzer als die erlaub ten Zeitdauern Δt2 bis Δt5 sind.

Die Signalbeurteilungsschaltkreise 72′ bis 75′ empfangen ge meinsam das Temperaturerkennungssignal S8, um die erlaubten Zeitdauern Δt2 bis Δt5 zu variieren, welche als Funktion des Temperaturerkennungssignales S8 als Beurteilungsrefe renzwert dienen. Genauer, die erlaubten Zeitdauern Δt2 bis Δt5 werden verkürzt, wenn die Temperatur des IGBT 1 an steigt. Es sollte noch festgehalten werden, daß die Zeitdau ern der erlaubten Zeitdauern Δt2 bis Δt5 in aufsteigender Länge eingestellt sind.

Das Steuersignal SC wird dem Eingang des NOR-Gatters 6 zuge führt. Das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 wird dem Ein gang des Treiberschaltkreises 2 zugeführt.

Wenn bei diesem Aufbau das Steuersignal SC, welches sich auf niedrigem logischen Pegel befindet, dem NOR-Gatter 6 einge geben wird, nimmt das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch hohen Pegel an, da die fünf anderen Eingangssignale S51 und S72 bis S75 des NOR-Gatters 6 normalerweise auf lo gisch niederem Pegel sind. Im Ergebnis gibt der Treiber schaltkreis 2 ein logisch hochpegeliges Signal als Treiber signal S2 an das Gate des IGBT 1, so daß dieser durchschal tet.

Die Fühlerspannung VS ist gleich oder geringer als die Refe renzspannung VR5 bezogen auf den Kollektorstrom IC, wenn der IGBT 1 normal arbeitet. Die Ausgangssignale S51 bis S55 der Komparatoren 51 bis 55 werden auf logisch niederem Pegel ge halten, so daß sich das hochpegelige Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 nicht ändert. Der IGBT 1 bleibt durchgeschal tet. Wenn der Kollektorstrom IC des IGBT 1 aufgrund eines Lastanstieges oder dergleichen anwächst, nimmt die Fühler spannung VS entsprechend ebenfalls zu. Wenn die Fühlerspan nung VS die Referenzspannung VR5 übersteigt, wird das Aus gangssignal S52 des Komparators 52 logisch hochpegelig.

Das Beurteilungssignal S75 des Signalbeurteilungsschaltkrei ses 75′ bleibt jedoch auf logisch niederem Pegel, wenn die Periode von VS < VR5 kürzer als die erlaubte Zeitdauer Δt5 ist, so daß der IGBT 1 eingeschaltet bleibt. Wenn anderer seits die Periode von VS < VR5 gleich oder länger als die erlaubte Zeitdauer Δt5 ist, wird das Beurteilungssignal S75 des Signalbeurteilungsschaltkreises 75′ logisch hochpegelig. Das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 nimmt niederen logi schen Pegel an und somit wird von dem Treiberschaltkreis 2 ein logisch niedriges Treibersignal S2 an das Gate des IGBT 1 abgegeben. Der IGBT 1 schaltet ab und der Kollektorstrom des IGBT 1 wird unterbrochen, so daß eine Überstrom-Schutz funktion erfolgt.

Wenn auf ähnliche Weise die Perioden oder Zeitdauern von VS < VR4, VS < VR3 oder VS < VR2 gleich oder länger als die er laubten Zeitdauern Δt4, Δt3 oder Δt2 sind, wird wenig stens eines der Beurteilungssignale S72 bis S74 der Signal beurteilungsschaltkreise 72′ bis 74′ logisch hochpegelig. Demzufolge wird das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 lo gisch niedrigpegelig und ein logisch niedrigpegeliges Trei bersignal S2 wird vom Treiberschaltkreis 2 an das Gate des IGBT 1 abgegeben. Der IGBT 1 schaltet ab und der Kollektor strom IC wird unterbrochen, so daß eine Überstrom-Schutz funktion durchgeführt wird. Wenn der Kollektorstrom IC wei ter anwächst, bis die Führerspannung VS die Referenzspannung VR 1 überschreitet, wird das Ausgangssignal S51 des Kompara tors 51 logisch hochpegelig, so daß das Ausgangssignal S6 des NOR-Gatters 6 logisch niedrigpegelig wird unabhängig von den logischen Zuständen der Beurteilungssignale S72 bis S75, so daß der IGBT 1 aufgrund des logisch niedrigpegeligen Treibersignales S2 vom Treiberschaltkreis 2 unabhängig von den Beurteilungssignalen S72 bis S75 der Signalbeurteilungs schaltkreise 72′ bis 75′ abschaltet und der Kollektorstrom unterbrochen wird, so daß die Überstrom-Schutzfunktion durchgeführt wird. Wie aus der obigen Beschreibung hervor geht, bestimmt die Treiber- und Überstrom-Schutzvorrichtung für den IGBT gemäß der zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung den sicheren Arbeits- oder Betriebsbereich so, daß dieser an den sicheren Arbeitsbereich im praktischen Einsatz des IGBT angepaßt ist, um wie in der ersten Ausfüh rungsform eine an den praktischen Betrieb des IGBT angepaßte Überstrom-Schutzfunktion durchführen zu können.

Da sich weiterhin die erlaubten Zeitdauern Δt2 bis Δt5, welche als Beurteilungsreferenz der Signalbeurteilungs schaltkreise 72′ bis 75′ dienen, als Funktion des Temperatur detektionssignales S8 vom TSD ändern, wobei das Signal S8 die Temperatur des IGBT anzeigt, bestimmt die zweite Ausfüh rungsform wie die ersten Ausführungsformen den sicheren Ar beitsbereich so, daß dieser an den sicheren Arbeitsbereich im praktischen Betrieb des IGBT bei sich ändernden Tempera turen des IGBT selbst angepaßt ist.

In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zwischen dem Ausgang des Komparators 51 und dem Eingang des NOR-Gatters 6 ein Signalbeurteilungsschaltkreis vorhan den sein, der identisch ist zu einem der Signalbeurteilungs schaltkreise 72′ bis 75′, um als Funktion des Temperaturde tektionssignales S8 die Beurteilungszeit zu variieren.

Die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfin dung umfassen jeweils 5 Komparatoren und vier Signalbeurtei lungsschaltkreise. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Durch Erhöhung der An zahl von Komparatoren und Signalbeurteilungsschaltkreisen können mehr Referenzspannungen und auch mehr erlaubte Zeit dauern eingerichtet werden. Dies ermöglicht eine noch bes sere Annäherung des sicheren Arbeitsbereiches an den tatsächlich in der Praxis vorliegenden sicheren Arbeitsbe reich des IGBT, so daß die Überstrom-Schutzfunktion für den IGBT noch besser ausfallen kann.

Als Beispiel für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil ist in den ersten und zweiten Ausführungsformen der IGBT verwendet worden. Die vorliegende Erfindung ist nicht hier auf beschränkt, sondern ist auch auf andere leistungsfüh rende Geräte oder Bauteile anwendbar, beispielsweise Lei stungs-MOSFETs.

Die Mehrzahl von Referenzspannungen und die stufenweise ein gestellten Beurteilungszeiten sind in den ersten und zweiten Ausführungsformen zum Vergleich mit der Fühlerspannung VS eingestellt, um ein Beurteilungsergebnis des sicheren Ar beitsbereiches zu haben, welches an den sicheren Arbeitsbe reich im praktischen Betrieb des IGBT angenähert ist. Alter nativ hierzu können Vorrichtungen vorgesehen sein, um den Pegel der Fühlerspannung VS zu erfassen und Signalbeurtei lungssvorrichtungen zum Einstellen der Beurteilungszeit li near proportional zum Pegel der Fühlerspannung VS, um das Beurteilungsergebnis des sicheren Arbeitsbereiches näher an den sicheren Arbeitsbereich im praktischen Betrieb des IGBT anzupassen.

Claims

1. Überstrom-Schutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil, gekennzeichnet durch:
Stromerkennungsvorrichtungen zur Erkennung der durch das leistungsführende Gerät oder Bauteil fließenden Strommenge; und
Überstrom-Schutzvorrichtungen zum Einstellen einer er laubten Zeitdauer als Funktion der Strommenge, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bau teil zu unterbrechen, wenn die Strommenge kontinuier lich eine Zeitdauer lang erfaßt wird, die nicht kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Stromerkennungsvorrichtungen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strom menge erkennen, um ein Stromerkennungssignal auf der Grundlage der Strommenge auszugeben, wobei die Über strom-Schutzvorrichtung weiterhin aufweist:
Vergleichssignal-Bereitstellungsvorrichtungen zur Be reitstellung erster bis n-ter (n 3) Vergleichssi gnale;
erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten ver gleichenden Eingangsabschnitten, welche die ersten bis n-ten Vergleichssignale empfangen, und zweite verglei chende Eingangsabschnitten, welche das Stromerken nungssignal gemeinsam empfangen, um die ersten bis n- ten Vergleichssignale mit dem Stromerkennungssignal zu vergleichen, um logisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissignale auszugeben, wenn das Stromer kennungssignal höherpegelig ist, als die ersten bis n- ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissignale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Vergleichssignale höherpege lig sind als das Stromerkennungssignal; und
Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale empfangen und erste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben entsprechend den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissi gnalen zum Unterbrechen der Stromzufuhr an das lei stungsführende Gerät oder Bauteil, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens ei nes aus den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen ist, für eine Zeitdauer, die kürzer ist als eine i-te erlaubte Zeitdauer, logisch hochpegelig ist.

3. Überstromschutzvorrichtung für ein leistungsführendes Gerät oder Bauteil, gekennzeichnet durch:
Stromerkennungsvorrichtungen zur Erkennung einer in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließenden Strom menge;
Temperaturerkennungsvorrichtungen zur Erkennung einer Temperatur des leistungführenden Gerätes oder Bautei les; und
Überstrom-Schutzvorrichtungen zum Einstellen einer er laubten Zeitdauer als Funktion der Strommenge, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bau teil zu unterbrechen, wenn die Strommenge kontinuier lich eine Zeitdauer lang erfaßt wird, die nicht kürzer ist, als die erlaubte Zeitdauer.

4. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromerkennungsvorrichtungen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strommenge erkennen, um ein Stromerkennungs signal auf der Grundlage der Strommenge auszugeben,
wobei die Temperaturerkennungsvorrichtungen die Tempe ratur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteiles er kennen, um auf der Grundlage der erfaßten Temperatur ein Temperaturerkennungssignal auszugeben; und
worin die Überstrom-Schutzvorrichtung aufweist:
Vergleichssignal-Ausgabevorrichtungen zum Empfangen des Temperaturerkennungssignales gemeinsam zum Ausgeben er ster bis n-ter Vergleichssignale als Funktion des Tem peraturerkennungssignales;
erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten ver gleichenden Eingangsabschnitten zum Empfangen der er sten bis n-ten Vergleichssignale und zweiten verglei chenden Eingangsabschnitten zum Empfangen des Stromer kennungssignales zum Vergleichen der ersten bis n-ten Vergleichssignale mit dem Stromerkennungsignal, um lo gisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissi gnale auszugeben, wenn das Stromerkennungssignal höher pegelig ist als die ersten bis n-ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Ver gleichsergebnissignale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Vergleichssignale höherpegelig sind, als das Stromererkennungssignal; und
Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die ersten bis n-ten Vergleichergebnissignale empfangen und erste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben entsprechend den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissi gnalen zum Unterbrechen der Stromzufuhr an das lei stungsführende Gerät oder Bauteil, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens ei nes aus den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen ist, für eine Zeitdauer, die kürzer ist als eine i-te erlaubte Zeitdauer, logisch hochpegelig ist.

5. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechungen aufweisen:
erste bis n-te Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtungen, welche in entsprechender Beziehung zu den ersten bis n- ten Vergleichsergebnissignalen vorgesehen sind und er ste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben, wobei jede der ersten bis n-ten Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtungen ein Beurteilungsvergleichssignal ausgibt, wobei das Be urteilungsvergleichssignal normalerweise logisch nied rigpegelig ist und logisch hochpegelig wird, wenn das entsprechende Vergleichsergbnissignal mit hohem logi schen Pegel für eine Zeitdauer eingegeben wird, die nicht kürzer ist als die entsprechende erlaubte Zeit dauer; und
Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechnung, welche die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale empfangen, um die Stromzufuhr zu dem leistungführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn wenigstens ei nes der ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale lo gisch hochpegelig ist.

6. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung aufweisen:
erste bis n-te Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtungen, welche in entsprechender Beziehuung zu den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen vorgesehen sind und erste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben, wobei jede der ersten bis n-ten Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtun gen ein Beurteilungsvergleichssignal ausgibt, wobei das Beurteilungsvergleichssignal normalerweise logisch niedrigpegelig ist und logisch hochpegelig wird, wenn das entsprechende Vergleichsergbnissignal mit hohem lo gischen Pegel für eine Zeitdauer eingegeben wird, die nicht kürzer ist als die entsprechende erlaubte Zeit dauer; und
Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale empfangen, um die Stromzufuhr zu dem leistungführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn wenigstens ei nes der ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale lo gisch hochpegelig ist.

7. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegel der ersten bis n-ten Ver gleichssignale in fallender Höhe eingestellt sind und daß die ersten bis n-ten erlaubten Zeitdauern in zu nehmender Länge eingestellt sind.

8. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichssignalausgabevorrich tungen die ersten bis n-ten Vergleichssignale einstel len, deren Pegel abnimmt, wenn der Pegel des Tempera turerkennungssignales ansteigt.

9. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das leistungsführende Gerät oder Bau teil ein IGBT (insulated gate bipolar transistor) ist.

10. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung aufweisen:
ein NOR-Gatter, welches die ersten bis n-ten Beurtei lungsvergleichssignale empfängt; und
einen Treiberschaltkreis, der einen Ausgang des NOR- Gatters empfängt, um ein Signal an ein Gate des IGBT auszugeben, dessen Pegel den IGBT abschaltet, wenn der Ausgang des NOR-Gatters logisch niedrigpegelig ist.

11. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stromereknnungsvorrichtungen die in dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil fließende Strommenge erkennen, um auf der Grundlage der erkannten Strommenge ein Stromerkennungssignal auszugeben;
worin die Temperaturerkennungsvorrichtungen die Tempe ratur des leistungsführenden Gerätes oder Bauteils er kennen, um auf der Grundlage dieser Temperatur ein Tem peraturerkennungssignal auszugeben; und
worin die Überstromschutzvorrichtung aufweist:
Vergleichssignalausgabevorrichtungen zum Ausgeben er ster bis n-ter Vergleichssignale;
erste bis n-te Vergleichsvorrichtungen mit ersten ver gleichenden Eingangsabschnitten zum Empfangen der er sten bis n-ten Vergleichssignale und zweiten verglei chenden Eingangsabschnitten zum Empfangen des Stromer kennungssignales zum Vergleichen der ersten bis n-ten Vergleichssignale mit dem Stromerkennungsignal, um lo gisch hochpegelige erste bis n-te Vergleichsergebnissi gnale auszugeben, wenn das Stromerkennungssignal höher pegelig ist als die ersten bis n-ten Vergleichssignale und um logisch niedrigpegelige erste bis n-te Ver gleichsergebnissignale auszugeben, wenn die ersten bis n-ten Vergleichssignale höherpegelig sind, als das Stromererkennungssignal; und
Steuervorrichtungen zur Stromzufuhrunterbrechung, wel che die ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale und das Temperaturerkennungssignal empfangen, um erste bis n-te erlaubte Zeitdauern einzurichten, welche als Funk tion des Temperaturerkennungssignals in entsprechender Beziehung zu den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissi gnalen bestimmt sind, um die Stromzufuhr zu dem lei stungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn ein i-tes (1 i n) Vergleichsergebnissignal, welches wenigstens eine der ersten bis n-ten Ver gleichsergebnissignale ist, für eine Zeitdauer logisch hochpegelig ist, die nicht kürzer ist, als eine i-te erlaubte Zeitdauer.

12. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste erlaubte Zeitdauer null ist.

13. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung aufweisen:
erste bis n-te Zeitdauerbeurteilungsvorrichtungen, wel che in entsprechender Beziehung zu den ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen vorgesehen sind und das Tem peraturerkennungssignal empfangen und erste bis n-te erlaubte Zeitdauern haben, welche als Funktion des Tem peraturerkennungssignales bestimmt sind, wobei jede der ersten bis n-ten Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtungen ein Beurteilungsvergleichssignal ausgibt, wobei das Be urteilungsvergleichssignal normalerweise logisch nied rigpegelig ist und logisch hochpegelig wird, wenn das entsprechende Vergleichsergebnissignal mit logisch ho hem Pegel für eine Zeitdauer eingegeben wird, die nicht kürzer ist als die entsprechende erlaubte Zeitdauer; und
Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche die erste bis n-ten Vergleichsergebnissignale empfangen, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn wenigstens ei nes der ersten bis n-ten Vergleichsergebnissignale lo gisch hochpegelig ist.

14. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung aufweisen:
zweite bis n-te Zeitdauerbeurteilungsvorrichtungen, welche in entsprechender Beziehung zu den zweiten bis n-ten Vergleichsergebnissignalen vorgesehen sind und das Temperaturerkennungssignal empfangen und zweite bis n-te erlaubte Zeitdauern haben, welche als Funktion des Temperaturerkennungssignales bestimmt sind, wobei jede der zweiten bis n-ten Zeitdauer-Beurteilungsvorrichtun gen ein Beurteilungsvergleichssignal ausgibt, wobei das Beurteilungsvergleichssignal normalerweise logisch niedrigpegelig ist und logisch hochpegelig wird, wenn das entsprechende Vergleichsergebnissignal mit logisch hohem Pegel für eine Zeitdauer eingegeben wird, die nicht kürzer ist als die entsprechende erlaubte Zeit dauer; und
Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung, welche das erste Vergleichsergebnissignal und die zwei ten bis n-ten Beurteilungsvergleichssignale empfangen, um die Stromzufuhr zu dem leistungsführenden Gerät oder Bauteil zu unterbrechen, wenn wenigstens eines aus dem ersten Vergleichsergebnissignal und den zweiten bis n- ten Beurteilungsvergleichssignalen logisch hochpegelig ist.

15. Überstromschutzvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegel der ersten bis n-ten Ver gleichssignale in fallender Höhe eingestellt sind und daß die zweiten bis n-ten erlaubten Zeitdauern in zu nehmener Länge eingestellt sind.

16. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnt, daß die Zeitdauer-Beurteilungsvorrich tungen die ersten bis n-ten erlaubten Zeitdauern so be stimmen, daß diese verkürzt werden, wenn der Pegel des Temperaturerkennungssignales anwächst.

17. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das leistungsführende Gerät oder Bauteil ein IGBT ist.

18. Überstrom-Schutzvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibervorrichtungen für die Stromzufuhrunterbrechung aufweisen:
ein NOR-Gatter, welches die ersten bis n-ten Beurtei lungsvergleichssignale empfängt; und
einen Treiberschaltkreis, der einen Ausgang des NOR- Gatters empfängt, um ein Signal an ein Gate des IGBT auszugeben, dessen Pegel den IGBT abschaltet, wenn der Ausgang des NOR-Gatters logisch niedrigpegelig ist.