JP6847264B2 - バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子を駆動制御するための制御装置、半導体モジュールならびに方法 - Google Patents
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Description
Claims (6)
- バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子(1)を駆動制御するための制御装置(2)であって、
前記制御装置(2)は、電圧(U)を前記パワー半導体素子(1)のゲート端子に印加し、かつ前記パワー半導体素子(1)のターンオフのために、前記電圧(U)を第1の電圧値(UB+)から第2の電圧値(UB-)に低減するように構成されており、
前記制御装置(2)は、前記パワー半導体素子(1)のターンオフのために、前記電圧(U)を前記第1の電圧値(UB+)から先ず、前記パワー半導体素子(1)のカットオフ電圧(UP)よりも大きい非飽和値(Usat)に低減し、続いて、前記電圧(U)を前記非飽和値(Usat)から、前記第2の電圧値(UB-)に低減するように構成されており、
前記制御装置(2)は、前記第1の電圧値(UB+)を有する前記電圧(U)を前記ゲート端子に印加するための第1のスイッチ(S1)と、前記第2の電圧値(UB-)を有する前記電圧(U)を前記ゲート端子に印加するための第2のスイッチ(S2)と、を有している、制御装置(2)において、
前記制御装置(2)は、前記第1のスイッチ(S1)および/または前記第2のスイッチ(S2)を周期的に駆動制御し、前記第1のスイッチ(S1)および/または前記第2のスイッチ(S2)の駆動制御のデューティサイクルの設定によって、前記電圧(U)を前記非飽和値(Usat)に調整するように構成されており、
前記制御装置(2)は、前記パワー半導体素子(1)のコレクタ端子におけるコレクタ電流(IC)を測定するための測定ユニットを有しており、前記制御装置(2)は、前記コレクタ電流(IC)に基づいて前記非飽和値(Usat)を決定するように構成されていることを特徴とする、制御装置(2)。 - 前記制御装置(2)は、前記非飽和値(Usat)を有する前記電圧(U)を、前記パワー半導体素子(1)におけるキャリアが低減されるまで所定のパルス持続時間(tp)にわたり、前記ゲート端子に印加するように構成されている、請求項1記載の制御装置(2)。
- 前記制御装置(2)は、前記ターンオフ中に前記パワー半導体素子(1)の前記ゲート端子とエミッタ端子との間のゲート・エミッタ間電圧(UGE)を測定するための測定ユニットを有しており、前記制御装置(2)は、前記ゲート・エミッタ間電圧(UGE)に基づいて、前記パルス持続時間(tp)を決定するように構成されている、請求項2記載の制御装置(2)。
- バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子(1)と、該バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子(1)を駆動制御するための、請求項1から3までのいずれか1項記載の制御装置(2)と、を備えた半導体モジュール(3)。
- 前記バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子(1)は、絶縁ゲート端子を備えたバイポーラトランジスタである、請求項4記載の半導体モジュール(3)。
- バイポーラ型のスイッチング可能なパワー半導体素子(1)を駆動制御するための方法であって、
制御装置(2)によって、電圧(U)を前記パワー半導体素子(1)のゲート端子に印加し、かつ前記パワー半導体素子(1)のターンオフのために、前記電圧(U)を第1の電圧値(UB+)から第2の電圧値(UB-)に低減し、
前記パワー半導体素子(1)のターンオフのために、前記電圧(U)を前記第1の電圧値(UB+)から先ず、前記パワー半導体素子(1)のカットオフ電圧(UP)よりも大きい非飽和値(Usat)に低減し、続いて、前記電圧(U)を前記非飽和値(Usat)から、前記第2の電圧値(UB-)に低減し、
前記制御装置(2)は、前記第1の電圧値(UB+)を有する前記電圧(U)を前記ゲート端子に印加するための第1のスイッチ(S1)と、前記第2の電圧値(UB-)を有する前記電圧(U)を前記ゲート端子に印加するための第2のスイッチ(S2)と、を有している、方法において、
前記第1のスイッチ(S1)および/または前記第2のスイッチ(S2)を周期的に駆動制御し、前記第1のスイッチ(S1)および/または前記第2のスイッチ(S2)の駆動制御のデューティサイクルの設定によって、前記電圧(U)を前記非飽和値(Usat)に調整し、
前記制御装置(2)の測定ユニットを用いて、前記パワー半導体素子(1)のコレクタ端子におけるコレクタ電流(IC)を測定し、前記制御装置(2)を用いて、前記コレクタ電流(IC)に基づいて前記非飽和値(Usat)を決定することを特徴とする、方法。
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