CN109716651A - 用于控制切换的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的装置，该第一功率半导体开关和该第二功率半导体开关以半桥构造向负载提供电流。该装置包括：用于获得在第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第一开关或负载的第一电流值的单元；用于通过修改第二开关的选通信号，使用所获得的第一电流值来限制在第二开关从非导通到导通状态的切换期间流过第二开关的电流的单元；用于获得在第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第二开关或负载的第二电流值的单元；以及用于通过修改第一开关的选通信号，使用所获得的第二电流值来限制在第一开关从非导通到导通状态的切换期间流过第一开关的电流的单元。

Description

用于控制切换的装置和方法

技术领域

本发明总体涉及用于控制以半桥构造向负载提供电流的第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的方法和装置。

背景技术

现今，功率转换器的开关频率与日俱增。例如GaN和SiC的宽带隙器件提供比传统技术快的切换能力。

构成例如半桥的功率半导体器件的切换需要以高的时间精度来执行。

实际上，在半桥构造中，如果一个功率半导体开关在另一功率半导体开关断开之前接通，即交叉导通，则流过开关的高电流在开关中的至少一个开关中产生高级别的功率损耗。

避免交叉导通的一种可能方式是引入死区时间(dead-time)，即，相对于一个开关的断开而推迟另一开关的接通，使得两个开关在短的时间间隔内均断开。死区时间通常是基于最坏情况场景来限定的。

在死区时间期间，电流以逆向导通模式流过功率半导体开关中的一个，并且会在该功率半导体开关中产生高级别的损耗，或者会损坏功率半导体开关。

另外，由于修改了视在占空比，死区时间而会降低半桥的可控性。

与宽带隙器件技术的不成熟相关联的另一问题是由于体二极管的导通而导致的MOSFET劣化。

又一问题是脉宽调制方案中引入了低频谐波，该低频谐波是对死区时间进行补偿的昂贵电流传感器通常遇到的。

本发明的目的在于防止半桥构造的、例如宽带隙器件、硅器件、MOSFET或IGBT的功率半导体开关的切换期间的交叉导通和死区时间这两者。

发明内容

本发明涉及一种用于控制第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的装置，该第一功率半导体开关和该第二功率半导体开关以半桥构造向负载提供电流，其特征在于：装置包括：

-用于获得在第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第一开关或负载的第一电流值的单元；

-用于获得在第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第一开关或负载的第一电流值的单元；

-用于通过修改第二开关的选通信号，使用所获得的第一电流值来限制在第二开关从非导通到导通状态的切换期间流过第二开关的电流的单元；

-用于获得在第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第二开关或负载的第二电流值的单元；以及

-用于通过修改第一开关的选通信号，使用所获得的第二电流值来限制在第一开关从非导通到导通状态的切换期间流过第一开关的电流的单元。

本发明还涉及一种用于控制第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的方法，该第一功率半导体开关和该第二功率半导体开关以半桥构造向负载提供电流，该方法的特征在于：该方法包括以下步骤：

-获得在第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第一开关或负载的第一电流值；

-通过修改第二开关的选通信号，使用所获得的第一电流值来限制在第二开关从非导通到导通状态的切换期间流过第二开关的电流；

-获得在第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第二开关或负载的第二电流值；以及

-通过修改第一开关的选通信号，使用所获得的第二电流值来限制在第一开关从非导通到导通状态的切换期间流过第一开关的电流。

由此，例如可以防止在第二开关的接通和第一开关的断开期间以及在第一开关的接通和第二开关的断开期间的交叉导通电流。

根据特定特征，用于限制流过第一开关的电流的单元由以下组成：基准模块，该基准模块提供根据第二电流值得到的第一基准值；电流感测装置，该电流感测装置用于感测在第一开关的导通期间流过第一开关的电流值；第一比较和组合模块，该第一比较和组合模块组合第一基准值和在第一开关的切换期间流过第一开关的所感测电流值；启用模块，该启用模块在换流期间启用反馈；以及组合和放大模块，该组合和放大模块向提供给第一开关的选通信号减去第一比较和组合模块的输出。

由此，第一基准值与流过第一开关的电流值之间的差在换流期间反馈到第一开关Sa的选通电压，并且流过第一开关Sa的电流被限于由第一基准值限定的值。

根据特定特征，用于限制流过第二开关的电流的单元由以下组成：基准模块，该基准模块提供根据第一电流值得到的基准值；电流感测装置，该电流感测装置用于感测在第二开关的导通期间流过第二开关的电流值；第二比较和组合模块，该第二比较和组合模块组合第二基准值和在第二开关的导通期间流过第二开关的所感测电流值；以及组合和放大模块，该组合和放大模块向提供给第二开关的选通信号减去第二比较和组合模块的输出。

由此，第二基准值与流过第二开关的电流值之间的差反馈到第二开关Sb的选通电压，并且流过第二开关Sb的电流被限于由第二基准值限定的值。

根据特定特征，第一基准值是在被包括在功率半导体Sb的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、功率半导体Sb从接通(ON)切换到断开(OFF)状态之前的时间的、流过功率半导体Sb的电流的图像，并且第二基准值是在被包括在功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、功率半导体Sa从接通状态切换到断开状态之前的时间的、流过功率半导体Sa的电流的图像。

由此，第一基准值是第一开关的接通期间的负载电流的图像，并且第二基准值是第二开关的接通期间的负载电流的图像。

通过获得在第一开关和第二开关从导通切换到非导通状态之紧前流过它们的第一电流值和第二电流值，基准值具有高准确度。

例如，在第一开关的导通期间，负载中的电流会增大，例如以一安培每微秒的速率从10A增大至20A。如果第二基准值是在Sa的断开之前0,1％的时间的电流的图像，则第二基准值基于Sb的接通期间的负载电流的正确估计来准确生成(10ns，10mA误差)。如果第一电流和第二电流是在功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的5％之前(例如，10％)获得的，则基准值不准确(1μs，1A误差)。

根据特定特征，第一电流值是通过感测在第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第一开关或负载的电流值而获得的，并且第二电流值是通过感测在第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过第二开关或负载的电流值而获得的。

由此，第一电流值和第二电流值可以用电流传感器而获得。

根据特定特征，第一基准值是使用第一采样和保持装置根据第二电流值而得到的，并且第二基准值是使用第二采样和保持装置根据第一电流值而得到的。

由此，用简单且低成本的装置来生成第一基准值和第二基准值。需要低的处理能力。

根据特定特征，第一电流值是通过感测在第二开关的导通期间流过第二开关或负载的至少两个电流值而获得的，并且第二电流值是通过感测在第一开关的导通期间流过第一开关或负载的至少两个电流值而获得的。

由此，第一电流值和第二电流值较准确地表示在Sb和Sa的接通期间在负载中的电流值。

根据特定特征，第一基准值是根据通过感测至少两个电流值获得的第二电流值而得到的，并且第二基准值是根据通过感测至少两个电流值获得的第一电流值而得到的。

由此，以较大的准确度来估计第一基准值和第二基准值。

附图说明

本发明的特性将从示例实施方式的以下描述的阅读更清楚地显现，所述描述参照附图来产生，附图中：

[图1]图1表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的架构的示例。

[图2]图2表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第一示例。

[图3]图3表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第二示例。

[图4]图4表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第三示例。

[图5]图5表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第四示例。

[图6a]图6a表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的第一基准模块的架构的第一示例。

[图6b]图6b表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的第二基准模块的架构的第一实现示例。

[图7]图7表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的基准模块的架构的第二实现示例。

[图8a]图8a是由根据第二实现示例的基准模块执行的用于确定并传递第一基准值的算法的示例。

[图8b]图8b是由根据第二实现示例的基准模块用于确定并传递第二基准值的执行的算法的示例。

具体实施方式

图1表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的架构的示例。

用于控制半桥的功率半导体的切换的系统包括一个隔离和调整模块110、两个组合和放大模块100a和100b、两个比较和组合模块101a和101b、两个启动模块105a和105b以及控制功率半导体Sa和Sb的切换的两个基准模块102a和102b。

隔离和调整模块110接收一个输入信号IN，例如，脉宽调制信号。隔离和调整模块110生成两个信号INa和INb。隔离和调整模块110将信号INa和/或INb与输入信号IN隔离，或者可以执行输入信号IN的电平移位。

隔离和调整模块可以执行输入信号IN的调整，例如输入信号IN的反转，以提供信号INa和互补信号INb。由此，需要单个输入电压IN，并且无需外部生成死区时间。

组合和放大模块100a组合输入信号INa和由比较和组合模块101a提供的误差信号，以提供要提供给半桥的开关Sa的放大信号。将参照图2至图5公开组合模块100a的示例。

放大的目的是生成具有以高速度来驱动功率半导体开关Sa的足够强度的信号。

两个信号即输入信号和放大的误差信号需要被组合并放大来驱动功率半导体开关Sa的栅极。

输入信号和误差信号的组合可以不同地实现。

比较和组合模块101a将流过开关Sa的电流的图像Ihigh组合到由基准模块102a提供的第一基准值。

图像Ihigh由图1中未示出的电流传感器来提供。该电流传感器捕捉在功率半导体Sa导通时流过功率半导体Sa的电流。对流过功率半导体开关Sa的电流的测量用高频电流测量装置来实现。实施方案的示例包括可以在10MHz至10GHz之间工作的例如电流变压器、分流电阻器、电流镜以及罗戈夫斯基(Rogowski)线圈。

可以借助功率半导体Sb和负载电流Iload由电流传感器间接提供图像Ilow：Ilow＝Ihigh-Iload。

比较和组合模块101a生成和所测量的电流与第一基准值之间的误差成比例的信号。比较和组合模块101a可以能够检测在功率半导体开关的接通期间是否发生过流。

比较和组合模块101a通常进行至少一个数学运算(例如，差、加法)来组合两个输入信号，并且可以应用恒定补偿或增益。比较和组合模块101a并不仅定义提供离散输出信号的布尔运算子。例如，比较和组合模块101a可以是差分运算放大器。该差分运算放大器的输出是与所测量的电流值的缩放图像与根据控制法则由基准模块102a值提供的第一基准值之间的差成比例的信号：

Vgatea＝Ka*(abs(Ithh)-Ihigh)。

Ithh是第一基准值，Vgatea是比较和组合模块101a的输出处的电压，并且Ka是差分运算放大器的增益。Ka使总反馈回路的增益大于功率半导体开关的跨导，例如大10至50倍，但足够低以维持稳定过渡。

借助简单增益项足以执行控制功能，在控制回路中可以添加积分或微分项来补偿栅极电路中的寄生。

组合可以由至少一个附加级来完成。级的示例是逆变器级或增益级。

在换流期间由启动模块105a启动比较和组合模块101a。

启动模块105a检测信号INa的上升沿并向比较和组合模块105发送启动信号。在完成换流之后，例如，在被包括在10ns至1μs之间的时间之后，启动模块105a向比较和组合模块101a发送停用信号。

基准模块102a向比较和组合模块101a提供第一基准值Ithh。基准模块102a的示例将参照图6a和图7来公开。

第一基准值Ithh定义预期在功率半导体开关Sa的接通期间流过该开关的电流的最大绝对电平。第一基准值Ithh不是固定值，而是在半桥工作期间动态修改/更新的值。

根据本发明的特定实现模式，第一基准值Ithh是在功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态之紧前流过功率半导体Sb的电流的图像。更具体地，第一基准值Ithh是在被包括在测量电流的功率半导体Sb的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态之前的时间的、流过功率半导体Sb的电流的图像。

组合和放大模块100b组合输入信号INb和由比较和组合模块101b提供的误差信号，以向半桥的开关Sb提供放大信号。将参照图2至图5公开组合模块100a的示例。

放大的目的是生成具有以高速度来驱动功率半导体开关Sb的足够强度的信号。

两个信号即输入信号和放大的误差信号需要被组合并放大来驱动功率半导体开关Sb的栅极。

输入信号和误差信号的组合可以不同地实现。

比较和组合模块101b将由开关Sb提供到连接到半桥的输出的负载的电流的图像Ilow组合到由基准模块102b提供的第二基准。

图像Ilow由图1中未示出的电流传感器来提供。

该电流传感器捕捉在功率半导体Sa导通时流过功率半导体Sa的电流。对流过功率半导体开关Sb的电流的测量用高频电流测量装置来实现。实施方案的示例包括可以在10MHz至10GHz之间工作的例如电流变压器、分流电阻器、电流镜以及罗戈夫斯基线圈。

可以借助功率半导体Sb和负载电流Iload由电流传感器间接提供图像Ihigh：Ihigh＝Ilow+Iload。

比较和组合模块101b通常进行至少一个数学运算(例如，差、加法)来组合两个输入信号，并且可以应用恒定补偿或增益。由此，比较和组合模块101b并不仅定义提供离散输出信号的布尔运算子。例如，比较和组合模块101b生成和所测量的电流与第二基准值之间的误差成比例的信号。比较和组合模块101b可以能够检测在功率半导体开关Sb的接通期间是否发生过流。

比较和组合模块101b可以是差分运算放大器。该差分运算放大器的输出是与所测量电流值的缩放图像与根据控制法则由基准模块102b值提供的第二基准值之间的差成比例的信号：

Vgateb＝Kb*(abs(Ithl)-Ilow)。

Ithl是第二基准值，Vgateb是比较和组合模块101b的输出处的电压，并且Kb是差分运算放大器的增益。Kb使得总反馈回路的增益大于功率半导体开关的跨导，例如大10至50倍，但足够低以维持稳定过渡。借助简单增益项足以执行控制功能，在控制回路中可以添加积分或微分项来补偿栅极电路中的寄生。

组合可以由至少一个附加级来完成。级的示例是逆变器级或增益级。

在换流期间由启动模块105b启动比较和组合模块101b。

启动模块105b检测信号INb的上升沿并向比较和组合模块101b发送启动信号。在完成换流之后，例如，在被包括在10ns至1μs之间的时间之后，启动模块105b向比较和组合模块101b发送停用信号。

基准模块102b向比较和组合模块101b提供基准值Ithl。基准模块102b的示例将参照图6b和图7来公开。

第二基准值Ithl定义预期在功率半导体开关Sb的接通期间流过该开关的电流的最大绝对电平。基准值Ithl不是固定值，而是在半桥工作期间动态修改/更新的值。

根据本发明的特定实现模式，第二基准值Ithl是在功率半导体Sa从接通状态切换至断开状态之紧前流过功率半导体Sa的电流的图像。更具体地，第二基准值Ithl是在被包括在测量电流的功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的0,51％至5％之间的、功率半导体Sa从接通状态切换至断开状态之前的时间的、流过功率半导体Sa的电流的图像。

功率半导体开关Sa的漏极连接到正电源V+，功率半导体开关Sa的源极连接到功率半导体开关Sb的漏极和半桥的输出OUT。

功率半导体开关Sb的源极连接到负电源V-。

半导体Sa和Sb可以为硅、碳化硅或氮化镓器件。示例是场效应晶体管(FET)或IGBT。半导体通常为逆向导通的，固有(例如，体二极管)或通过添加外部反并联二极管实现的。在图1的示例中，二极管未表示，但为隐含的。

图2表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第一示例。

组合和放大模块100a和100b相同。

在图2中，由电阻器R20执行组合。

放大器Am20预放大输入信号IN。放大器Am20的输出连接到电阻器R20的第一端，电阻器R20的值大于放大器Am21的输出阻抗。电阻器20的第二端连接到晶体管T20和T21的基极。

另选地，在没有R20的情况下由放大器Am20的输出阻抗RoutAm20和放大器Am21的输出阻抗RoutAm21来执行组合。例如，放大器Am20具有10欧姆的输出阻抗，并且放大器Am21可以具有0.1欧姆的输出阻抗。

在任何情况下，关系R20+RoutAm20>>RoutAm21。

放大器Am21预放大由比较和组合模块101提供的误差信号。放大器Am21的输出连接到为推挽构造的晶体管T20和T21的基极。NPN晶体管T20的集电极连接到正电源Vdd。晶体管T20的发射极连接到PNP晶体管T21的发射极，并且是连接到晶体管S的组合和放大模块100的输出。

晶体管T21的集电极连接到负电源Vss。

图3表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第二示例。

组合和放大模块100a和100b相同。

放大器Am30预放大输入信号IN。放大器Am20的输出连接到P型MOSFET晶体管T30和T31的栅极。

由比较和组合模块101提供的误差信号提供给晶体管T32的基极，以由NPN双极性晶体管T32放大。晶体管T32的发射极连接到低栅电源Vss。

晶体管T32的集电极连接到晶体管T30和T31的漏极。

PMOS晶体管T30的源极连接到高栅电源Vdd。晶体管T30的漏极连接到晶体管T31的漏极，并且是连接到晶体管S的组合和放大模块100的输出。

晶体管T31的源极连接到负电源Vss。

图4表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第三示例。

组合和放大模块100a和100b相同。

输入信号IN连接到通常为10Ω至100Ω的电阻器R40的第一端。电阻器R40的第二端连接到放大器Am40的输入和NPN双极性晶体管T40的集电极。

由比较和组合模块101提供的误差信号提供给晶体管T40的基极，以由NPN双极性晶体管T40预放大。晶体管T40的发射极连接到低栅电源Vss。

放大器T40的输出是连接到晶体管S的组合和放大模块100的输出。

图5表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的组合和放大模块的架构的第四示例。

组合和放大模块100a和100b相同。

在图5中，由电阻器R50和二极管D50执行组合。

放大器Am50预放大输入信号IN。放大器Am20的输出连接到电阻器R50的第一端。电阻器R50的第二端连接到二极管D50的阳极，并且是连接到晶体管S的组合和放大模块100的输出。

在没有R50的情况下可以由放大器Am50和Am51的输出阻抗来执行组合。例如，放大器Am50具有10欧姆的输出阻抗，并且放大器Am51可以具有0.1欧姆的输出阻抗。

在任何情况下，关系R50+RoutAm50>>RoutAm51。

二极管D50的阴极连接到放大器Am51的输出。二极管D50充当开关，即，放大器Am51仅可以下拉选通电压。

放大器Am21放大由比较和组合模块101提供的误差信号。

图6a表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的第一基准模块的架构的第一示例。

第一基准值Ithh定义预期仅在功率半导体开关Sa的接通期间流过该开关的电流的最大绝对电平。基准值不是固定值，而是在半桥工作期间动态修改/更新的值。

第一基准值Ithh被限定为在切换事件之紧前采样的、在另一功率半导体开关Sb的断开之紧前在该开关中的电流的缩放值的绝对值。

根据第一实现示例，第一基准值Ithh是在功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态之紧前流过功率半导体Sb的电流的图像。更具体地，第一基准值Ithh是在被包括在测量电流的功率半导体Sb的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态之前的时间的、流过功率半导体Sb的电流的图像。

限定第一基准值的单元可以用采样和保持装置来实施。采样和保持装置的输入信号例如是流过功率半导体开关Sb的电流的缩放值。采样和保持装置的时钟信号是信号INa的上升沿或INb的下降沿。

这里须注意，利用输入INa的基准模块102a的采样时间低于在组合和放大模块100a中在输入INa与到Sa的信号之间的传播时间。

图6b表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的第二基准模块的架构的第一示例。

第二基准值Ith1被限定为在切换事件之紧前采样的、在另一功率半导体开关Sa的断开之紧前在该开关中的电流的缩放值的绝对值。限定第二基准值的单元可以用采样和保持装置来实施。采样和保持装置的输入信号例如是流过功率半导体开关Sa的电流的缩放值。采样和保持装置的时钟信号是信号INb的上升沿(或INa的下降沿)。

更具体地，第二基准值Ithl是在被包括在测量电流的功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、功率半导体Sa从接通状态切换至断开状态之前的时间的、流过功率半导体Sa的电流的图像。

这里须注意，利用输入INa的基准模块102b的采样时间低于在组合和放大模块100a中在输入INa与到Sa的信号之间的传播时间。

图7表示根据本发明的用于控制半桥的功率半导体的切换的系统的基准模块的架构的第二示例。

在图7的示例中，基准模块组合在单个模块中.

基准模块102例如具有基于由总线701连接在一起的部件和由如图8公开的程序控制的处理器700的架构。

总线701将处理器700连接到只读存储器ROM 702、随机存取存储器RAM 703以及输入/输出接口I/O IF 705。

存储器703包含寄存器，这些寄存器旨在接收与如图8公开的算法有关的程序的变量和指令。

处理器700借助输入输出I/O IF 705接收至少一个所感测的电流Ihigh和/或Ilow或负载电流、输入信号Ina和Inb，向比较和组合模块101a传递第一基准值，并且向比较和组合模块101b传递第二基准值。

只读存储器或可以为闪存702包含与如图8公开的算法有关的程序的指令，在基准模块102通电时到随机存取存储器703。

基准模块102可以通过由可编程计算机(诸如PC(个人计算机)、DSP(数字信号处理器)或微控制器)执行一组指令或程序在软件中实施；或由机器或专用部件(诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))在硬件中实施。

换言之，基准模块102包括电路或包括电路的装置，该电路或装置使得基准模块102执行与如图8所公开的算法有关的程序。处理器800可以基于关于半桥的操作状态可用的信息(例如，电压、频率、电流值)来生成第一基准值和第二基准值。处理器800可以估计在各功率半导体开关的接通期间在负载中的电流的值，并且因此生成目标值。

图8a是由根据第二实现示例的基准模块执行的用于确定并传递第一基准值的算法的示例。

本算法在其由处理器700执行的示例中公开。

在下一步骤S80处，处理器700检查INa的上升沿是否发生。

如果INa的上升沿发生，则处理器700移至步骤S81。否则，处理器700返回至步骤S80。

在步骤S81处，处理器700获得在开关Sa的导通期间的电流Ihigh的至少两个值。例如，在开关Sa的导通时间的第一个四分之一期间获得第一电流，并且在开关Sa的导通时间的第二个四分之一期间获得第二电流。

在步骤S82处，处理器700根据电流Ihigh的第一值和第二值确定在功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态之紧前流过功率半导体Sb的电流。更具体地，处理器700将第一基准值Ithh确定为在被包括在测量电流值的功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、接近功率半导体Sb从接通状态切换至断开状态的时刻的时间的、流过功率半导体Sb的电流的图像。

处理器700存储所确定的第一基准值Ithh。

在下一步骤S83处，处理器700检查INb的上升沿是否发生。

如果INb的上升沿发生，则处理器700移至步骤S84。否则，处理器700返回至步骤S82。

在步骤S84处，处理器700将第一基准值Ithh传递到比较和组合模块101b并返回到步骤S80。

这里必须注意，所传递的第一基准值Ithh可以是在本算法的先前迭代确定的值。

图8b是由根据第二实现示例的基准模块执行的用于确定并传递第二基准值的算法的示例。

本算法在其由处理器700执行的示例中公开。

在下一步骤S85处，处理器700检查INb的上升沿是否发生。

如果INb的上升沿发生，则处理器700移至步骤S86。否则，处理器700返回至步骤S85。

在步骤S86处，处理器700获得在开关Sb的导通期间的电流Ilow的至少两个值。例如，在开关Sb的导通时间的第一个四分之一期间获得第一电流，并且在开关Sb的导通时间的第二个四分之一期间获得第二电流。

在步骤S87处，处理器700根据电流Ilow的第一值和第二值确定在功率半导体Sa从接通状态切换至断开状态之紧前流过功率半导体Sa的电流。更具体地，处理器700将第二基准值Ithl确定为在被包括在测量电流值的功率半导体Sb的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、接近功率半导体Sa从接通状态切换至断开状态的时刻的时间的、流过功率半导体Sa的电流的图像。

处理器700存储所确定的第二基准值Ithl。

在下一步骤S88处，处理器700检查INa的上升沿是否发生。

如果INa的上升沿发生，则处理器700移至步骤S89。否则，处理器700返回至步骤S88。

在步骤S89处，处理器700将第二基准值Ithl传递到比较和组合模块101a并返回到步骤S85。

这里须注意，所传递的第二基准值Ithl可以是在本算法的先前迭代确定的值。

当然，在不偏离本发明的范围的情况下可以对上述的本发明的实施方式进行许多修改。

Claims (9)

1.一种用于控制第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的装置，该第一功率半导体开关和该第二功率半导体开关以半桥构造向负载提供电流，其特征在于该装置包括：

-用于获得在所述第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第一开关或所述负载的第一电流值的单元；

-用于通过修改所述第二开关的选通信号，使用获得的第一电流值来限制在所述第二开关从非导通到导通状态的切换期间流过所述第二开关的电流的单元；

-用于获得在所述第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第二开关或所述负载的第二电流值的单元；以及

-用于通过修改所述第一开关的选通信号，使用获得的第二电流值来限制在所述第一开关从非导通到导通状态的切换期间流过所述第一开关的电流的单元。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：用于限制流过所述第一开关的电流的单元由以下组成：基准模块，该基准模块提供根据所述第二电流值得到的第一基准值；电流感测装置，该电流感测装置用于感测在所述第一开关的导通期间流过所述第一开关的电流值；第一比较和组合模块，该第一比较和组合模块组合该第一基准值和在所述第一开关的切换期间流过所述第一开关的感测电流值；以及组合和放大模块，该组合和放大模块向提供给所述第一开关的选通信号减去该第一比较和组合模块的输出。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：用于限制流过所述第二开关的电流的单元由以下组成：基准模块，该基准模块提供根据所述第一电流值得到的基准值；电流感测装置，该电流感测装置用于感测在所述第二开关的导通期间流过所述第二开关的电流值；比较和组合模块，该比较和组合模块组合所述第二基准值和在所述第二开关的切换期间流过所述第二开关的感测电流值；以及组合和放大模块，该组合和放大模块向提供给所述第二开关的选通信号减去该第二比较和组合模块的输出。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述第一基准是在被包括在功率半导体Sb的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、该功率半导体Sb从接通状态切换到断开状态之前的时间的、流过该功率半导体Sb的电流的图像，并且所述第二基准值在被包括在功率半导体Sa的导通状态的总持续时间的0,1％至5％之间的、该功率半导体Sa从接通状态切换到断开状态之前的时间的、流过该功率半导体Sa的电流的图像。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第一电流值是通过感测在所述第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第一开关或所述负载的电流值而获得的，并且所述第二电流值是通过感测在所述第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第二开关或所述负载的电流值而获得的。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述第一基准值是使用第一采样和保持装置根据所述第二电流值得到的，并且所述第二基准值是使用第二采样和保持装置根据所述第一电流值得到的。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第一电流值是通过感测在所述第二开关的导通期间流过所述第二开关或所述负载的至少两个电流值而获得的，并且所述第二电流值是通过感测在所述第一开关的导通期间流过所述第一开关或所述负载的至少两个电流值而获得的。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第一基准值是根据通过感测至少两个电流值获得的所述第二电流值而得到的，并且所述第二基准值是根据通过感测至少两个电流值获得的所述第一电流值而得到的。

9.一种用于控制第一功率半导体开关和第二功率半导体开关的切换的方法，该第一功率半导体开关和该第二功率半导体开关以半桥构造向负载提供电流，其特征在于该方法包括以下步骤：

-获得在所述第一开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第一开关或所述负载的第一电流值；

-通过修改所述第二开关的选通信号，使用获得的第一电流值来限制在所述第二开关从非导通到导通状态的切换期间流过所述第二开关的电流；

-获得在所述第二开关从导通到非导通状态的切换之紧前流过所述第二开关或所述负载的第二电流值；以及

-通过修改所述第一开关的选通信号，使用获得的第二电流值来限制在所述第一开关从非导通到导通状态的切换期间流过所述第一开关的电流。