CN101006643B - 操作电子管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及操作电子管(18)特别是IGBT的方法，其中，改变电子管(18)的控制电极(17)(特别是绝缘栅极)的充电状态的过程以类似的方式(由单元10、12控制)被重复执行。确定是否在预定时间点上达到特定操作状态，并且，如果有必要，使用相应的确定结果(单元10使用由单元16获得的信息)，对改变充电状态的过程进行调整。

Description

操作电子管的方法
技术领域
本发明涉及操作电子管(electronic valve)的方法，特别是适用于诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的高功率转换器中的电子管，其中，改变电子管的控制电极的充电状态的过程以类似的方式被重复执行。具体而言，本发明涉及例如用于向铁路牵引车辆的驱动马达传输电力的包含这些电子管的转换器。并且，本发明涉及用于操作电子管的相应装置。
背景技术
通过使用由控制器件产生的脉冲信号控制电子管在本领域中是公知的。特别地，脉冲信号的第一边启动电子管中的至少一个的接通过程，脉冲信号的第二边启动电子管中的该电子管的切断过程。第一边可由驱动器电路的控制信号输入上的从低电势到高电势的电压的阶梯状增加限定，或者，在光脉冲的情况下，由控制信号输入上的从黑到亮的转变限定。第二边可由控制信号输入上的从高电势到低电势的电压的阶梯状降低或者由控制信号输入上的从亮到黑的转变限定。特别地，切换过程的启动导致流向或来自电子管的控制电极(例如，栅极)的电流流动，由此控制电极被充电或放电，作为结果，流过电子管的电流被启用或禁用。但是，也可以结合切换过程的启动和/或控制的其它实施例应用将在下面说明的本发明。
最近，IGBT的集电极-发射极电压已大大增加。例如，已变得能够切换例如3300～6500伏电压的几千伏电压。结果，迫切需要降低切换损失，特别是在涉及在转换器中使用的IGBT的情况下。切换速度对于任何降低切换损失的策略都是重要的考虑因素。不幸的是，切换速度取决于几个量，诸如IGBT的各单项性能、操作温度、要被切换的电压的电平，流过电子管的电流的电平和用于驱动流向或来自控制电极的电流的驱动器件的任何不准确性。如果与一个电子管串联连接的另一电子管被切换得太快，那么会发生短路。如果切换速度不能得到精确控制，则必须使切换过程慢下来。
CA2456681A1公开了一种用于导引电子功率元件的开启和/或闭合的控制过程，其中，导引过程包括多个步骤，用于对在导引过程开始的瞬时与所述电子功率元件的开启和/或闭合必须停止的瞬时之间在所述元件的控制电极上的不同转换电压的连续应用进行控制，其中，只要满足通过的相应条件，就自动执行该导引过程中从一个步骤到随后步骤的通过。所述控制过程包括以下步骤：(a)响应所述转换电压的连续应用，读取电子功率元件的动作的至少一个操作参数特性值，(b)根据所读取的值，验证该电子功率元件的动作是否是在预定的时间产生，(c)如果是，则允许所述导引过程正常地继续，以及(f)如果不是，则中断所述导引过程并立即触发用于保证所述电子功率元件完整性安全的过程。
发明内容
存在不同的执行用于接通或切断电子管的控制过程的方法。结合将在下面说明的本发明，所有的这些方法都得到实现。例如，具有可控电压的电压源可与位于电压源和电子管的控制电极之间的电连接中的电阻器组合使用。根据另一方法，可以使用具有预编程电压斜率的电压放大器。并且，可以提供具有预编程电平的流向或来自控制电极的电流的电流源放大器。在任意情况下，接通或切断电子管的过程可被分成多个时间区，其中，电压源的电压、电压放大器的电压斜率或电流源放大器的电流电平可在时间区之间不同。各个时间区由诸如IGBT的栅极-发射极电压达到预定电平时的事件的事件终止。
本发明的目的在于，提供上面指定的类型的方法和装置，由此能够精确控制重复执行电子管的切换过程，以允许快速执行切换过程。
本发明由随附的专利权利要求限定。
提出限定电子管的特定操作状态，该操作状态可通过改变电子管的控制电极的充电状态达到，并监视该特定操作状态是否在预定的时间点达到。例如，预定的时间点可由设定长度的时间间隔预先确定。这种时间间隔的开始点可由接收用于控制改变控制电极的充电状态的过程的控制单元上的控制信号限定，其中，该过程在接收控制信号时或在接收后预定长度的时间周期被启动。
作为替代方案，时间间隔可在电子管达到第二特定操作状态时开始。例如，第二特定操作状态由第一特定(低)集电极-发射极电压限定，第一特定操作状态(在第二特定操作状态之后达到)可由比第一特定集电极-发射极电压高的第二特定集电极-发射极电压限定。第一或第二特定操作状态可以有其它定义。例如，第二特定操作状态(或相应的事件)可由达到发射极(主)-发射极(Kelvin)电压的负阈值限定，从而指示电流减少的开始。
优选地，时间间隔长度可对于改变电子管的充电状态的所有类似过程固定，其中，这些类似过程中的每一个过程要在接通或切断电子管的一个或多个连续的过程中被执行。
并且，提出以下方面：一种用于操作适用于高功率转换器中的电子管的方法，所述方法包括：
-重复执行改变电子管的控制电极特别是绝缘栅极的充电状态的过程，其中，所述控制电极是电子管的绝缘栅极；
-确定是否在预定的时间点上达到特定操作状态，并获得相应的确定结果，以及
-使用确定结果，调整改变充电状态的过程，以适应改变控制电极的充电状态的过程的进一步的执行。
一种用于操作电子管的装置可包括：
-适于驱动流向和/或来自电子管的控制电极的电流的驱动器器件；
-适于确定是否在预定时间点上达到电子管的特定操作状态并适于获得相应的确定结果的确定器件；和
-控制单元，用于对于重复执行改变电子管的控制电极的充电状态的过程以便接通或断开电子管进行控制，其中，控制单元与确定器件连接或包含确定器件，并且，其中控制单元适于通过考虑确定结果以相应的方式控制驱动器器件执行改变控制电极的充电状态的过程的进一步的执行。
电子管可以为可通过直接或间接调节流向或来自控制电极的电流控制切换过程的任意电子管。例子有：IGBT和金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)，或更一般而言，具有绝缘控制电极(栅极)的电子管。但是对于诸如用于向诸如驱动马达或工业机器的电力消耗装置提供电能的转换器的高功率应用，优选IGBT。
特定操作状态应被理解为至少一个量特别是电量(诸如集电极发射极电压、栅极发射极电压、集电极电流或导数(derivative))满足限定的条件，例如，该量等于限定值的状态。
用于优化切换过程的策略已在本发明之前的许多公开中得到详细讨论。使用本发明，现在能够以简单但高度有效的方式优化切换过程。通过监视是否在预定的时间点达到特定操作状态，可以精确控制电子管的切换速度。
使用本发明，由于可以通过数字数据处理(在本发明的最优选实施例中实现)确定是否在预定的时间点达到特定操作状态和/或执行改变充电状态的处理的调整，因此可以以特别稳定的方式控制充电和/或放电的重复过程。与模拟数据处理相比，对噪声或干扰存在很少的敏感性。
并且，考虑确定结果，校正改变充电状态的过程。例如，如果达到特定操作状态(取决于电流的电平或高度)太晚，则流向或来自控制电极的电流(例如，栅极电流)增加。
使用本发明，可以执行特别有力的自校正：该过程不直接取决于确定结果，当为了根据实际操作状态和(希望的)特定操作状态之间的偏差(例如，电压偏差)的程度调节过程在常规控制回路中反馈该偏差时，会出现这种情况。特别地，如果使用相应的模拟信号(一般用于常规的控制目的)，过程变为取决于用于确定和/或反馈模拟信号的任何器件的操作状态和物理性能。结果，过程本身变得取决于器件性能和变化的条件。并且，控制过程对噪声和干扰敏感。与此形成对照，能够以更详细说明并仅作为是否达到特定操作状态的“是或否”结果使用确定结果的方式调节过程。但是，这种方法的变更方式也在本发明的范围内。因此，过程可以以更接近可容许极限的方式被控制，并且，作为益处，切换损失可以减少。换句话说，虽然切换损失较低，但电子管可以在可容许极限(例如，峰值电压、电压的时间导数、由电子管承载的电流的时间导数)的范围内被安全地操作。并且，安全操作防止电子管(以及，例如，包含电子管的转换器)受到破坏。
根据优选实施例，过程(适当情况下，和时间区)在预定时间点上或预定时间点之前被终止。结果，能够估计确定结果并使过程适应进一步的执行，例如随后的执行。在所有情况下，过程的定时和预定的时间点都优选为固定关系，使得确定结果包含如何调整过程的可靠信息。在最优选的实施例中，过程具有固定的长度，并且在过程的结束时间和预定的时间点之间存在固定的时间差(可以为零)。
由于过程的调整基于预定的时间点，因此过程几乎可以以与操作条件无关的方式被独立执行。只要预定的时间点可被精确确定，那么这特别适于影响切换速度(如上所述)的操作条件。特别地，可以使用时钟以及用于逻辑器件的时钟信号发生器，该时钟信号发生器适于控制电子管的操作，并任选地控制其它操作任务，诸如转换器的其它电子管的操作和/或整个转换器或至少转换器的子系统的操作。例如，可以使用诸如CPLD(复杂可编程逻辑器件)和/或FPGA(现场可编程门阵列)的现代逻辑器件作为逻辑器件。这些逻辑器件需要以高精度例如以至少100ppm()的精度操作的时钟信号发生器。这种高精度通常对于预定时间点的确定是足够的。
并且，不必使用实时时钟用于确定预定时间点。相反地，例如能够对由触发器信号触发的时钟信号发生器的时钟信号进行计数。例如，触发器信号可以是启动电子管的接通或切断的信号。
优选地，过程是为了改变控制电极的充电状态特别是为了接通或切断电子管而执行的多个连续过程中的一个。例如，能够对于多于一个的过程限定特定操作状态，并在随后对这些过程执行本发明的方法。由此，这些过程可被单独调整。例如，可以对于这些不同的过程(时间区)单独调节流向或来自控制电极的电流。并且，可以对于接通和/或切断电子管的多个连续过程中的每一个获得确定结果。
特别地，当通过数字数据处理获得确定结果时，优选限定容限时间间隔，其中，预定时间点在容限时间间隔内。在这种情况下，如果在容限时间间隔内达到特定操作状态，那么确定在预定时间点上达到特定操作状态。换句话说，如果在容限时间间隔的极限内达到特定操作状态，那么决定不需要调整改变充电状态的过程。
作为例子，以下详细说明调整改变充电状态的过程。优选地，为了调整过程，至少一个量(特别是流向或来自控制电极的电流或电压源的电压斜率被用于驱动电流)可被调节，其中，该至少一个量与确定结果相对应地被调节。
为了用至少一个量的限定值开始电子管的操作(特别是当它在非工作周期后第一次被接通时)并且为了避免干扰，在选择至少一个量的初始值时使得：
-电子管上或用于控制电子管的操作的驱动器电路上的电压，特别是栅极-发射极电压的改变速率、
-该电压和/或
-流过电子管的电流的改变速率
在规定的极限内，特别是不大于极限。优选地，初始值可被选择为使得对于电子管的最不有利的工作条件(例如，最低的可能操作温度、最高的可能的被切换电压的电平、最低的可能的流过电子管的电流的电平)，不超过极限。
特别地，如果对于过程的至少一个执行在容限时间间隔内没达到特定操作状态，那么执行量的调节。
优选以较小的量、特别是小到使得即使调节被错误执行时(例如由于干扰或噪声)在以下的切换过程中，单一调节也不能对电子管的操作具有负面影响的量、调节至少一个量。特别地，该量小到使得在电子管的以下切换操作中电子管可在可容许极限(例如，峰值电压、电压的时间导数、由电子管承载的电流的时间导数)的范围内被安全地操作。本实施例后面的想法是要使过程的调整特别稳定。一个较小的调节不能导致与调节之前的操作状态大大不同的操作状态。
较小的调节会导致过程的较慢的调整。为了及时达到特定操作状态，可能必须以较小的数量执行多个调节(例如，在连续的切换过程之间)。但是，由于对于许多应用电子管一般以几百个Hz或几个kHz的切换频率被接通或切断，并且由于诸如温度和被切换电压(例如集电极-发射极电压)的操作条件不迅速改变，因此较慢的调整是足够的，且不导致较高的总体切换损失。相反，由于稳定和准确的调整，因此能够以接近最佳操作情况即具有最小切换损失的情况的方式操作电子管。
特别地，如果在预定的时间点没有达到特定操作状态，那么该至少一个量可以以预定数量或该量的瞬时值的预定分数(例如，至少一个量的瞬时值的0.1～1％范围的分数和/或最大值的0.1～1％范围的分数)被调节。例如，该量可以是在充电或放电过程中的一部分中保持恒定的充电和放电电流。如果(作为例子)最大充电电流是12A，那么，为了调节电流并且为了在预定时间点达到特定操作状态，可优选使用50mA的调节步幅。
此外或者作为替代方案，该至少一个量可以被改变为选自预定的一组值的值，其中，该值根据确定结果被选择。
在前面两段中说明的所有情况下，由于该组可能的新值被限制为有限数量的值，因此过程的调整表示“数字”行为。
并且，根据本发明的最优选实施例，用于执行改变控制电极的充电状态的下一个过程的至少一个量的新值仅仅直接取决于两个因素：该量的以前的值和确定结果。因此，新值不受该值的操作状态的任何模拟反馈影响。特别地，对于改变充电状态的各个过程，除了可被视为恒定的该值的环境影响，施加到控制电极上的控制信号是“预定的”。
一般地，不是绝对必须在执行较小的调节步幅时使用容限时间间隔。但是，根据本发明的实施例，该至少一个量可以以这样小的数量被调节，即，该量使得在其调整后在过程的下一个随后的执行中在超过容限时间间隔时没有达到特定操作状态。换句话说，如果在目前的执行中在容限时间间隔之前达到特定操作状态，那么在随后的执行中在容限时间间隔之后将没有达到该特定操作状态，反之亦然。
并且，优选是否调整改变充电状态的过程的决定不只取决于单个确定结果。相反，可以对于过程的多个执行(例如五个)获得确定结果，并且所有这些确定结果都得到考虑。例如，对各个执行之后的决定估计具有固定数量的连续执行的过程的一个组。具体而言，如果已得到考虑的确定结果中的每一个建议进行调节(例如，对于过程的所有相应执行达到特定操作状态太晚)，那么可仅得出调节过程的决定。
具体而言，通过改变至少一个量的值，例如，通过改变流向或来自控制电极的电流，在预定时间点终止过程。
存在确定是否在预定时间点达到特定操作状态的不同选项。例如，为了确定是否在预定时间点达到特定操作状态，电子管的操作状态特有的量可在预定时间点上被估计，并可与比较值相比较。
但是，优选定义可在改变充电状态的过程中或其之后发生的事件。每当事件发生时，达到特定操作状态。因此，提出确定事件发生的第二时间点，并估计第二时间点是在预定时间点前还是在预定时间点后。过程的调整不需要第二时间点和预定时间点之间的时间差的值确定(尽管对于调整可能使用该信息)。具体而言，如果通过以预定数量或分数(如上所述)调节某一量来执行调整，那么仅有的要求是要知道第二时间点是在预定时间点前还是预定时间点后到来。结果，当过程将被重新执行时，过程可被调整，使得定义的事件将在希望的(预定的)时间点上发生。
上面提出的装置的相应实施例包含与控制单元连接的事件确定器件，其中，事件确定器件适于在对控制电极充电或放电的过程中确定预定事件的发生。
并且，本发明包含用于转换电流特别是用于诸如向铁路牵引车辆的驱动马达提供电能的高功率应用的电流的转换器。转换器包含上面提出的装置，其中，转换器可通过重复接通和切断电子管被操作，并且，该装置和控制电极通过用于对控制电极进行放电和/或充电的连接电路相互连接。
另外，本发明包括包含上面提出的装置的控制单元的可编程逻辑器件，其中，可编程逻辑器件适于根据上面提出的方法的实施例中的一个控制改变控制电极的充电状态的过程。
附图说明
下面将参照作为例子的附图详细说明本发明的优选实施例。但是，以下说明目的不在于限制本发明的保护范围。在附图中，相同的附图标记用于相同的部分或单元以及具有类似的功能的部分或单元。在附图中：
图1表示根据本发明的最优选实施例的装置；
图2表示具有转换器和负载的装置；
图3表示在接通IGBT的过程中随时间变化的栅极电流；
图4表示在切断IGBT的过程中随时间变化的栅极电流。
具体实施方式
图1表示IGBT 18。IGBT 18的绝缘栅极由附图标记17表示，集电极由附图标记20表示，发射极由附图标记19表示。用于检测预定事件的发生的事件检测器件16与发射极19、与集电极20以及与栅极17连接。详细考虑IBGT时，IGBT包含发射极(主)和发射极(Kelvin)。因此，也能够通过观察发射极(主)和发射极(Kelvin)之间的电压确定特定操作状态。
设置用于控制接通和切断IGBT 18(和任选的至少一个另一IGBT)的过程的控制单元10。事件检测器件16、用于驱动流向和/或来自栅极17的电流的栅极电流放大器12和用于将光控制信号转换成电控制信号的信号转换器14与控制单元10连接。栅极电流放大器12与栅极17连接。并且，高精度电子时钟信号发生器11与控制单元10连接。
控制单元10可以是可编程逻辑器件。IGBT 18-以及另一电子管-可以是诸如图2中所示的转换器21的转换器的一部分，其中，转换器21与能量供给电路(例如直流中间电路)或者与能量供给网络27(例如，铁路系统的单相交流网络)连接。并且，转换器21与负载25(例如，铁路牵引车辆的驱动马达)连接，并且其操作由通过使用例如PWM信号控制操作的控制器件23控制。具体而言，为了触发要由控制单元10执行的切换过程，与PWM信号对应的光切换信号可从控制器件23被转移到信号转换器14中。
下面参照图3和图4说明图1中所示的装置的操作。当相应的光控制信号在信号转换器14的信号输入13上被接收时，光信号例如通过从低电平到高电平逐步升高电压被转换成电信号。电信号被转移到控制单元10的信号输入15中。一旦接收控制信号(例如，当电压逐步升高到高电平时)，控制单元10就启动接通IGBT 18的过程。
过程被分成多个时间区(第一区：从时间t1到时间t2；第二区：从时间t2到时间t3；第三区：从时间t3到时间t4；第四区：从时间t4到时间t5)，其中，控制单元10使栅极电流放大器12驱动时间区中的每一个中的给定、恒定高度的栅极电流IG。时间区中的至少一些中的栅极电流IG的高度或电平取决于下面说明的校正过程，其中，校正过程与本发明的优选实施例对应。
另一方面，各时间区的长度不取决于校正过程。相反，对于图2中所示的装置的给定操作状态，各长度是固定的。例如，如果负载25以不同的方式被操作，那么长度可以被调整。在图3的特定例子中，第一时间区的长度是1μs+/-20ns，第二时间区的长度是0.5μs+/-20ns，第三时间区的长度是0.3μs+/-20ns，以及第四时间区的长度是1μs+/-20ns。
在替代性实施例中，例如为了将操作调整为修改的操作条件和/或为了增加切换过程的安全性和/或精度由此减少切换损失，时间区中的至少一个的长度可被调节。
为了执行校正过程并且为了决定栅极电流IG的电平是否要被调节，预定事件发生的时间被监视和/或被登记。例如，当事件发生时，相应信号从事件检测器件16被转移到控制单元10。控制单元10确定事件是在预定或限定时间点上发生，还是在其之前或之后发生。如果事件不在该时间点上(或者，任选地，在包含该时间点的限定长度的容限周期内)发生，那么控制单元10调节栅极电流IG的电平，用于将来在切换电子管的下一个随后的过程的同一时间区中使用，或者它使用获得的信息以在后面决定是否要执行这种校正。
例如，如果对于连续切换过程的相应时间区事件重复发生太早，那么可以执行校正。例如，如果在预定数量(例如，五个)连续切换过程中事件发生太晚，那么可只执行校正。这可消除噪声和/或任何干扰的影响。
为了精确确定限定的时间点，从高精度时钟11被重复转移到控制单元10的时钟信号被控制单元10使用。例如，启动切换电子管18的过程的控制信号触发用于对时钟信号进行计数的计数过程的开始，其中，预定时间点与特定数量的计数信号对应。当计数的时钟信号的数量等于特定数量时，限定时间点已到，并且控制单元10估计限定的事件是在时间区(任选地，加或减容限时间)结束之前还是之后发生。如果事件还没有发生(任选地，包含容限时间周期)，那么确定事件太晚(不及时)。
如果控制单元10确定对栅极17进行充电或放电的过程要在时间区中的至少一个中被调整，那么它向栅极电流放大器12输出相应的控制信号，其中，控制信号使栅极电流放大器12在各个时间区中以相应的修改的电平驱动栅极电流。
并且，优选仅以较小步幅，例如以小于或等于电流的默认值的1％的步幅校正栅极电流IG的高度。当校正过程还没有被执行时，默认值可被用作电子管的操作开始时的初始值。在各个校正步骤之后，在执行另一校正步骤之前检查电流是否仍然太高(或太低)。
校正过程的说明适用于限定事件的切换过程的所有时间区。在接通IGBT 18的过程的第一时间区中，栅极17被预充电。相应的限定事件是栅极17和发射极19之间的电压VGE达到限定电压电平例如3伏的电压电平的事件。在第二区域中，流过IGBT 18的电流(集电极-发射极电流)的实际开始被准备。限定事件是在第一时间区之后第一次发生集电极-发射极电流的增加(或者检测到增加)的事件。对于第三时间区，没有事件被限定。在第三时间区内，整流二极管(freewheeling diode)(图1中未示出)的反向恢复(reverse recovery)可被执行。二极管与第二IGBT并联连接，其中，第二IGBT和IGBT18可相互串联连接。例如，第二IGBT和IGBT 18可以是转换器21的一部分，并且可以被用于控制三相交流的一个相。在第四时间区中，集电极20和发射极19之间的电压VCE降低。限定事件是电压VCE达到限定电压电平的事件。
图3表示从事件检测器件16被转移到控制单元10并指示相应事件的发生的三个与时间有关的信号S1、S2、S3。
信号S1的阶梯状增加指示发生对于第一时间区限定的事件。如图3所示，在时间t2后发生提出增加栅极电流的电平(平台)的事件。对于第一时间区的充电过程的其它执行，决定电平是否实际增加可取决于获得的信号S1。能够做出决定的相应例程在控制单元10中被实现。
信号S2的阶梯状增加指示发生对于第二时间区限定的事件。如图3所示，事件发生得比时间t3早。由于对于第一时间区限定的事件没有及时发生，因此这不必提出在第二时间区中调节(在这种情况下，降低)栅极电流的电平。存在处理这种情况的不同方式。根据第一方法，将事件的发生时间与作为第二时间区的结束时间的时间t3相比。根据第二方法，将事件的发生时间与对于第一时间区限定的事件的发生时间(当信号S1逐步增加到更高的信号电平时)加上第二时间区的持续时间相比。
优选以使得在电子管操作开始时所有事件都发生得太晚的方式选择所有时间区中的栅极电流的开始值。
信号S3的阶梯状降低指示发生对于第四时间区限定的事件。如图3所示，事件发生得比时间t5稍晚。
图4表示切断IGBT 18的相应过程。如图3中的情况所示，存在具有恒定栅极电流电平的四个时间区，其中，事件被限定，并且，对于时间区中的三个，栅极电流IG的电平可在相应的校正过程中被调节(如带上下箭头的短垂直线所示)。从事件检测器件16被转移到控制单元10的三个与时间相关的信号S4、S5和S6指示相应事件的发生。

Claims (26)

1.一种用于操作电子管(18)的方法，所述方法包括：
-重复执行改变电子管(18)的控制电极(17)的充电状态的过程，其中，所述控制电极(17)是电子管(18)的绝缘栅极；
-确定是否在预定的时间点上达到特定操作状态，并获得相应的确定结果，其中，所述特定操作状态是至少一个电量满足限定的条件的状态，其中所述至少一个电量是电子管的集电极发射极电压、电子管的栅极发射极电压、电子管的电压的时间导数和/或由电子管承载的电流的时间导数；以及
-使用确定结果，调整改变充电状态的过程，以适应改变控制电极(17)的充电状态的过程的进一步的执行。
2.根据权利要求1的方法，其中，
-为了调整改变充电状态的过程，根据确定结果，对至少一个可调节的量进行调节，其中，所述至少一个可调节的量是流向或来自控制电极的电流，或是用于驱动电流的电压源的电压斜率，并且
-如果在预定的时间点上没有达到操作状态，那么以预定数量或以该量的瞬时值的预定分数和/或以该量的最大值的预定分数调节该至少一个可调节的量。
3.根据权利要求1的方法，其中，
-为了调整改变充电状态的过程，根据确定结果，对至少一个可调节的量进行调节，其中，所述至少一个可调节的量是流向或来自控制电极的电流，或是用于驱动电流的电压源的电压斜率，
-如果在预定的时间点上没有达到操作状态，那么至少一个可调节的量被改变为选自预定的一组值的值，以及
-根据确定结果选择该值。
4.根据权利要求2或3的方法，其中，至少一个可调节的量的新值被计算，该新值对于改变控制电极的充电状态的过程的下一个随后的执行有效，并且，其中新值通过该量的以前值并通过确定结果被模糊地确定。
5.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，改变充电状态的过程要在设定长度的多个时间区内被执行。
6.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，电子管(18)包含集电极、主发射极和Kelvin发射极，并且，其中特定操作状态通过观察集电极与主发射极和Kelvin发射极中的一个之间的电压以及观察主发射极和Kelvin发射极之间的电压被确定。
7.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，使用确定结果调整改变充电状态的过程，使得改变充电状态的持续时间保持在预定长度的时间窗口内。
8.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，预定时间点由设定长度的时间间隔预先确定。
9.根据权利要求8的方法，其中，过程在接收到用于控制改变控制电极(17)的充电状态的过程的控制单元(10)上的控制信号时被启动，并且，其中在接收到控制单元(10)上的控制信号时，时间间隔开始。
10.根据权利要求8的方法，其中，特定操作状态是第一特定操作状态，并且，其中当电子管达到第二特定操作状态时，时间间隔开始。
11.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，使用时钟(11)限定预定时间点，并且，其中使用时钟(11)以及适于控制电子管的操作的逻辑器件的时钟信号发生器。
12.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，过程是为了改变控制电极(17)的充电状态以接通或切断电子管(18)而被执行的多个连续过程中的一个。
13.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，容限时间间隔被限定，其中，预定时间点在容限时间间隔内，并且，其中如果在容限时间间隔内达到特定操作状态，那么确定在预定时间点上达到特定操作状态。
14.根据权利要求2或3的方法，其中，为了调整改变充电状态的过程而对包含流向或来自控制电极(17)的电流的至少一个可调节的量进行调节，并且，其中至少一个可调节的量与确定结果相对应地被调节。
15.根据权利要求14的方法，其中，选择至少一个可调节的量的初始值，使得
-电子管(18)上或用于控制电子管(18)的操作的驱动器电路(12)上的电压的改变速率，其中，电子管(18)上的电压是栅极-发射极电压；
-该电压和/或
-流过电子管(18)的电流的改变速率在规定极限内。
16.根据权利要求15的方法，其中，如果在预定时间点上没有达到特定操作状态，那么至少一个可调节的量以预定数量或以该量的瞬时值的预定分数被调节。
17.根据权利要求16的方法，其中，如果在预定时间点上没有达到特定操作状态，那么至少一个可调节的量以至少一个可调节的量的最大值的0.1～1％范围内的分数被调节。
18.根据权利要求17的方法，其中，通过改变流向或来自控制电极(17)的电流，在预定时间点上终止过程。
19.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，事件被限定，其中，当事件发生并由此达到特定操作状态时，第二时间点被确定，并且，其中估计第二时间点比预定时间点早还是晚。
20.根据权利要求19的方法，其中，过程被调整，使得当过程被重新执行时，相应的事件将在希望的时间点上发生，其中，希望的时间点与预定时间点对应。
21.根据权利要求1-3中的一个的方法，其中，为了确定是否在预定时间点达到特定操作状态，表征电子管(18)的操作状态的电量可在预定时间点上被估计并与比较值相比较。
22.一种用于操作电子管(18)的装置，其中，该装置包括：
-适于驱动流向和/或来自电子管(18)的控制电极(17)的电流的驱动器器件(12)其中，所述控制电极(17)是电子管(18)的绝缘栅极；
-适于确定是否在预定时间点上达到电子管(18)的特定操作状态并适于获得相应的确定结果的确定器件(16)，其中，所述特定操作状态是至少一个电量满足限定的条件的状态，其中所述至少一个电量是电子管的集电极发射极电压、电子管的栅极发射极电压、电子管的电压的时间导数和/或由电子管承载的电流的时间导数；和
-控制单元(10)，用于对于重复执行改变电子管(18)的控制电极(17)的充电状态的过程以便接通或断开电子管(18)进行控制，其中，控制单元(10)与确定器件连接或包含确定器件(16)，并且，其中控制单元(10)适于通过考虑确定结果以相应的方式控制驱动器器件(12)，来进行改变控制电极(17)的充电状态的过程的进一步的执行。
23.根据权利要求22的装置，其中，控制单元(10)与能够以至少100ppm的精度将时钟信号转移到控制单元(10)的高精度时钟(11)连接。
24.根据权利要求22或23的装置，其中，事件确定器件(16)与控制单元(10)连接，并且，其中事件确定器件(16)适于在对控制电极(17)充电或放电的过程中确定预定事件的发生。
25.一种用于转换高功率应用的电流的转换器(21)，所述高功率应用用于向铁路牵引车辆的驱动马达(25)提供电能，其中，转换器(21)包含权利要求22～24中的一项的装置，并且其中，转换器(21)可通过重复接通和切断电子管(18)被操作，并且其中，装置和控制电极(17)通过用于对控制电极进行放电和/或充电的连接而相互连接。
26.一种可编程逻辑器件，包含权利要求22～24中的一项的控制单元(10)，其中，可编程逻辑器件适于根据权利要求1-3中的一个的方法控制改变控制电极(17)的充电状态的过程。
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