CN113474982A - 用于保护半桥转换器的功率半导体的系统及方法 - Google Patents

用于保护半桥转换器的功率半导体的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统，第一功率半导体的漏极连接到正电源，第一功率半导体的源极连接到负载和第二功率半导体的漏极，第二功率半导体的源极连接到负电源。根据本发明，由第一电流微分感测装置和第二电流微分感测装置感测经过第一功率半导体的电流，由第三电流微分感测装置和第四电流微分感测装置感测经过第二半导体的电流，当经过第一功率半导体的电流增加时第一电流微分装置提供正电压并且第二电流微分装置提供相反的负电压，当经过第二功率半导体的电流增加时第三电流微分装置提供正电压并且第四电流微分装置提供相反的电压，并且该系统在第一电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低第一功率半导体的栅极上的电压，并且在第二电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低第二功率半导体的栅极上的电压。

Description

用于保护半桥转换器的功率半导体的系统及方法
技术领域
本发明总体上涉及用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的方法及系统。
背景技术
今天，电源转换器的开关频率正在增加。如同GaN和SiC半导体的宽带隙器件提供比传统技术更快的开关能力。
宽带隙功率半导体器件能够以例如高于10V/ns的高速进行开关。这降低了开关损耗，从而允许使用更高的开关频率。
在电源转换器运行期间，在电源转换器上能够发生许多故障。在所有这些可能的故障当中，短路故障是主要故障。由于其潜在的破坏性，短路问题不容忽视，需要谨慎解决。
目前，硅功率晶体管已经有能力在十分之一微秒的时段内承受短路(SC)。随着诸如碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)之类的宽带隙(WBG)器件的最新出现，这些新组件在短路方面的稳健性已经受到了质疑和已进行了研究，似乎这些器件的稳健性遭受了显著降低。虽然短路行为所涉及的机制尚未完全知晓，但芯片尺寸的减小由于更高电流密度似乎是这种稳健性下降的原因之一。
由于宽带隙半导体承受短路的能力有限，因此短路检测时间变得至关重要。对于当前的GaN器件，短路持续时间必须低于200ns，以确保半导体的完整性。在此时间期间，必须确实检测到短路，然后锁存，并最终通过栅极缓冲级停止。锁存级和缓冲级具有传播延迟。此外，可能需要进行一些过滤以避免任何虚假行为。通过从短路时间减去所有这些延迟，我们获得了在数十纳秒范围内的保护方案的最小检测和反应时间。
发明内容
本发明旨在允许对半桥转换器的功率半导体进行快速保护。
为此，本发明涉及一种用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统，第一功率半导体的漏极连接到正电源，第一功率半导体的源极连接到负载和第二功率半导体的漏极，第二功率半导体的源极连接到负电源，其中，由第一电流微分感测装置和第二电流微分感测装置感测经过第一功率半导体的电流，由第三电流微分感测装置和第四电流微分感测装置感测经过第二半导体的电流，第一电流微分装置在经过第一功率半导体的电流增加时提供正电压并且第二电流微分装置在经过第一功率半导体的电流增加时提供负电压，第三电流微分装置在经过第二功率半导体的电流增加时提供正电压并且第四电流微分装置在经过第二功率半导体的电流增加时提供负电压，并且该系统包括：
-用于在第一电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低第一功率半导体的栅极上的电压的装置，
-用于在第二电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低第二功率半导体的栅极上的电压的装置。
本发明还涉及一种用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的方法，第一功率半导体的漏极连接到正电源，第一功率半导体的源极连接到负载和第二功率半导体的漏极，第二功率半导体的源极连接到负电源，其中，由第一电流微分感测装置和第二电流微分感测装置感测经过第一功率半导体的电流，由第三电流微分感测装置和第四电流微分感测装置感测经过第二半导体的电流，第一电流微分装置在经过第一功率半导体的电流增加时提供正电压，并且第二电流微分装置在经过第一功率半导体的电流增加时提供负电压，第三电流微分装置在经过第二功率半导体的电流增加时提供正电压，并且第四电流微分装置在经过第二功率半导体的电流增加时提供负电压，并且该方法包括以下步骤：
-如果第一电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压，则降低第一功率半导体的栅极上的电压，
-如果第二电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压，则降低第二功率半导体的栅极上的电压。
因此，本发明在短路事件期间通过栅极电压直接控制开关中的电流。这种控制增加了开关承受短路的能力，这是因为开关对短路的稳健性与短路电流有关。
根据特定特征，该系统还包括，对于每个电流微分感测装置，用于对由电流微分感测装置提供的电压进行滤波的滤波器。
因此，耦合到被测信号的任何杂散电流微分或寄生电压将被滤波器拒绝。
根据特定特征，该系统还包括：对于每个电流微分感测装置，用于对由电流微分感测装置提供的经过滤波的电压进行放大的放大器。
因此，来自电流微分装置的被测信号将能够在不加载传感器的情况下控制栅极电压。
根据特定特征，对由第一电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的放大器由第一晶体管和第一电阻器组成，第一晶体管的集电极连接到第一功率半导体器件的栅极，第一晶体管的发射极连接第一电阻器的第一端子，对由第三电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的放大器由第二晶体管和第二电阻器组成，第二晶体管的集电极连接到第一电阻器的第二端子，第二晶体管的发射极连接到第二电阻器的第一端子，并且第二电阻器的第二端子链接到第一负电压源。
因此，仅当电流微分装置的两个输出电压都为正时，两个晶体管的串联连接才激活放大器级。
根据特定特征，该系统还包括：用于在第一电流微分装置和第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下中断向第一功率半导体的栅极提供信号的装置，用于中断向第一功率半导体的栅极提供信号的装置包括用作电流传感器的第三电阻器、第一比较器和第三电阻器，第一比较器的输出连接到第一功率半导体的栅极驱动器的输入，第三电阻器将第二电阻器的第二端子链接到负电压源。
因此，通过监测放大器中的电流知晓放大器的状态。比较器的参考电压被调整到对应于短路事件的给定电平。
根据特定特征，对第二电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的放大器由第三晶体管和第四电阻器组成，第三晶体管的集电极连接到第二功率半导体器件的栅极，第三晶体管的发射极连接到第四电阻器的第一端子，对第三电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的放大器由第四晶体管和第五电阻器组成，第四晶体管的集电极连接到第四电阻器的第二端子，第四晶体管的发射极连接到第五电阻器的第一端子，并且第五电阻器的第二端子链接到第二负电压源。
因此，仅当电流微分装置的两个输出电压都为正时，放大器才工作。
根据特定特征，该系统还包括用于在第二电流微分装置和第四电流微分装置提供相同符号的电压的情况下中断向第二功率半导体的栅极提供信号的装置，用于中断向第二功率半导体的栅极提供信号的装置包括第六电阻器、比较器和电阻器，该比较器的输出连接到第一功率半导体的栅极驱动器，并且电阻器将第二电阻器的第二端子链接到第二负电压源。
因此，通过监测放大器中的电流知晓放大器的状态。比较器的参考电压被调整到对应于短路事件的给定电平。
根据特定特征，用于中断向功率半导体的栅极提供信号的装置还包括存储器，该存储器存储比较器的低到高转变。
因此，短路默认值由栅极驱动器锁存，以用于将来处理。由于降低栅极电压的手段是控制短路电流，因此系统需要存储任何短路事件以采取适当的措施。
根据特定特征，电流微分感测装置是罗戈夫斯基线圈。
因此，电流微分由装置直接感测并且在进入放大器级之前不需要任何预处理。
通过阅读示例性实施方式的以下描述，本发明的特征将更清楚地显现，所述描述是参照附图进行的。
附图说明
[图1]
图1表示可以实现本发明的半桥构造的架构示例。
[图2]
图2表示根据本发明的短路检测模块的架构示例。
[图3]
图3表示本发明中使用的电流微分感测装置的示例。
[图4a]
图4a表示功率半导体S1的栅源电压随时间的变化。
[图4b]
图4b表示功率半导体S1和S2的漏极电流ID1和ID2随时间的变化。
[图4c]
图4c表示第一电流微分感测装置RD11和第三电流微分感测装置RD13的输出随时间的变化。
[图4d]
图4d表示电阻器R14随时间的电压降变化。
[图5]
图5表示根据本发明执行的算法。
具体实施方式
图1表示可以实现本发明的半桥构造的架构示例。
在图1的示例中，两个栅极驱动器GD1和GD2使用分别施加至功率半导体S1和S2的栅极的相应信号Com1和Com2，来控制两个功率半导体S1和S2的开关。
栅极驱动器GD1使用信号Com1控制功率半导体开关S1的开关。
栅极驱动器GD2使用信号Com2控制功率半导体开关S2的开关。
以功率半导体S1和S2为MOSFET为例公开了本发明，但功率半导体S1和S2可以扩展至任何单极型晶体管(JFET、IGFET、HEMT)或双极型晶体管(BJT或IGBT)，只需更改电极名称。
功率半导体开关S1的漏极连接到总线的正电源HV+，并且由第一电流微分感测装置11和第二电流微分感测装置12感测经过该连接部的电流。
功率半导体开关S1的源极连接到负载和功率半导体开关S2的漏极。
功率半导体开关S2的源极连接到总线的负电源HV-，并且由第三电流微分感测装置13和第四电流微分感测装置14感测经过该连接部的电流。
根据本发明，电流微分感测装置11的输出RD11连接到由例如电阻器R10和C11组成的第一低通滤波器，并且电流微分感测装置11的经过滤波的输出由第一放大器放大，该第一放大器例如由晶体管T11和电阻器R11组成。第一放大器的输出连接到功率半导体S1的栅极。
电流微分感测装置13的输出RD13连接到由例如电阻器R12和C12组成的第三低通滤波器，并且电流微分感测装置13的经过滤波的输出由第三放大器放大，该第三放大器例如由晶体管T12和电阻器R13组成。第三放大器的输出连接到第一放大器。
电流微分感测装置11的第一输出连接到电阻器R10的第一端子。电阻器R10的第二端子连接到电容器C11的第一端子和晶体管T11的基极。
电流微分感测装置11的第二输出连接到电容器C11的第二端子和电阻器R11的第一端子。
电阻器R11的第二端子连接到晶体管T11的发射极，并且晶体管T11的集电极连接到功率半导体S1的栅极。
电流微分感测装置13的第一输出连接到电阻器R12的第一端子。电阻器R12的第二端子连接到电容器C12的第一端子和晶体管T12的基极。
电流微分感测装置13的第二输出连接到电容器C12的第二端子和电阻器R13的第一端子。
电阻器R13的第二端子连接到晶体管T12的发射极和电阻器R14的第一端子。晶体管T12的集电极连接到电阻器R11的第一端子。
电阻器R14的第二端子连接负电源Vee1。
电阻器R14并联连接到第一短路检测模块DT1，该第一短路检测模块DT1的输出连接到栅极驱动器GD。
电流微分感测装置12的输出RD12连接到由例如电阻器R15和C13组成的第二低通滤波器，并且电流微分感测装置12的经过滤波的输出由第二放大器放大，该第二放大器例如由晶体管T13和电阻器R16组成。第二放大器的输出连接到功率半导体S2的栅极。
电流微分感测装置14的输出RD14连接到由例如电阻器R17和C14组成的第四低通滤波器，并且电流微分感测装置14的经过滤波的输出由第四放大器放大，该第四放大器例如由晶体管T14和电阻器R18组成。第四放大器的输出连接到第二放大器。
电流微分感测装置12的第一输出连接到电阻器R15的第一端子。电阻器R15的第二端子连接到电容器C13的第一端子和晶体管T13的基极。
电流微分感测装置12的第二输出连接到电容器C13的第二端子和电阻器R16的第一端子。
电阻器R16的第二端子连接到晶体管T13的发射极，并且晶体管T13的集电极连接到功率半导体S2的栅极。
电流微分感测装置14的第一输出连接到电阻器R17的第一端子。电阻器R17的第二端子连接到电容器C14的第一端子和晶体管T14的基极。
电流微分感测装置14的第二输出连接到电容器C14的第二端子和电阻器R18的第一端子。
电阻器R18的第二端子连接到晶体管T14的发射极和电阻器R19的第一端子。晶体管T14的集电极连接到电阻器R16的第一端子。
电阻器R19的第二端子连接到负电源Vee2。
电阻器R19并联连接到第二短路检测模块DT2，该第二短路检测模块DT2的输出连接到栅极驱动器GD。
由于正的漏极电流斜率，电流微分感测装置11和13的输出电压RD11和RD13为正。由于负的源极电流斜率，电流微分感测装置12和14的输出电压RD12和RD14为负。
第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器和第四低通滤波器通过使由电流微分感测装置11、12、13和14提供的信号平滑，来去除来自噪声环境的任何可能尖峰。必须选择滤波器的时间常数，以确保适当的滤波，还要保证保护延迟。
然后，由第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器对经过滤波的输出进行放大。一旦超过给定的阈值(通常大约0.6伏)，经过滤波的输出电压使晶体管T11、T12、T13和T14导通。此时，晶体管的集电极到发射极电压由基极电流调制。这种调制提供了通过双极晶体管T11、T12、T13和T14的可能的电流路径，然后降低功率半导体S1和S2的栅极信号。
一旦第一放大器和第三放大器被激活，由于电阻器R13通过R14连接到负电源Vee1，因此功率半导体S1的栅源电压被下拉到负电源Vee1。
一旦第二放大器和第四放大器被激活，由于电阻器R18通过R19连接到负电源Vee2，因此功率半导体S2的栅源电压被下拉到负电源Vee2。
图2表示根据本发明的短路检测模块的架构示例。
图2中公开了短路检测模块DT1，短路检测模块DT2的架构与短路检测模块DT1的架构相同。
短路检测模块DT1由具有施密特触发器的比较器Cmp、存储器模块Mem和参考电压源Vref组成。
比较器Cmp的正输入连接到电阻器R14的第一端子。参考电压源Vref的第一端子连接到负电源Vee1，并且参考电压源Vref的第二端子连接到比较器Cmp的负输入。
比较器Cmp的输出连接到存储器Mem，该存储器Mem的输出连接到栅极驱动器GD1。
对于短路检测模块DT2，参考电压源Vref连接负电源Vee2，并且存储器Mem输出连接到栅极驱动器GD2。
图3表示在本发明中使用的电流微分感测装置的示例。
在图3的示例中，电流微分感测装置是罗戈夫斯基(Rogowski)线圈。罗戈夫斯基线圈是用于测量高速电流脉冲的电气装置。它由螺旋线圈组成，该螺旋线圈具有从一端通过线圈中心返回到另一端使得两个端子在线圈的同一端的引线。然后将整个组件绕着要测量其电流微分的直导体卷绕。没有磁性材料芯。绕组密度、线圈直径和绕组刚度对于保持对外部场的抗扰度和对被测导体定位的敏感度至关重要。
图4a至图4d表示根据本发明提供的信号的计时图。
图4a表示功率半导体S1的栅源电压随时间的变化。
图4b表示功率半导体S1和S2的漏极电流ID1和ID2随时间的变化。
图4c表示第一电流微分感测装置RD11和第三电流微分感测装置RD13的输出随时间的变化。
图4d表示电阻器R14随时间的电压降变化。
在时间t0，负载通过功率半导体S2的反向并联二极管吸收电流。功率半导体S1和S2的栅源电压处于低状态，即，处于负电压。在功率半导体S1或S2上都没有发生快速电流变换。
在时间t1，功率半导体S1通过在对应于高状态的栅源信号Vgs1上施加正电压而导通。因此，漏极电流ID1在功率半导体S1中升高，而漏极电流ID2在功率半导体S2中下降。
在时间t1，电流微分感测装置11的输出电压RD11变为正，电流微分感测装置12的图4中未示出的输出电压RD12变为负，电流微分感测装置13的输出电压RD13变为负，电流微分感测装置14的图4中未示出的输出电压RD14变为正。
由于电流微分感测装置11的正输出电压RD11和电流微分感测装置13的负输出电压RD13，第一放大器和第三放大器的串联连接形成AND(与)逻辑功能。只有当晶体管T11和T12都被它们的基极电流调制时，电流才能流过这两个放大器。
在t1和t2之间，只有第一放大器和第三放大器当中的一个被激活，使短路保护处于待机状态。功率半导体S1的栅源电压VGS1不被电流微分感测装置11和13的输出RD11和RD13修改。
在时间t2，电流变换结束，功率半导体S1中的电流已经达到输出电流，并且功率半导体S2中的电流已经达到零。负载仅被供应有从电压源通过功率半导体S1的电流。功率半导体S1中的电流稳定。因此，电流微分感测装置11和12的输出电压为零(null)。在功率半导体S2中没有电流流动，电流微分感测装置13和14的输出也为零。功率半导体S1的栅源电压为正，如功率半导体S2的图4中未示出的栅源电压一样。
在时间t4，功率半导体S1的源极与负电压HV-之间发生短路。
短路可以是功率半导体S2中的故障、或者有效地使功率半导体S2端子短路的开关单元外部的故障。此时，由于短路，在功率半导体S2中电流开始升高。在功率半导体S1中，电流也在升高以提供短路电流和负载电流二者。
由于漏极电流ID1斜率为正，所以电流微分感测装置11和12的输出电压为正。类似地，电流微分感测装置13和14的输出电压也为正。
在时间t4，得益于晶体管T11和T12的导通，功率半导体S1的栅源电压Vgs1向负电源Vee1下降。降低后的栅极电压影响功率半导体开关S1的增益(在此，跨导)，导致功率半导体S1中电流更低。电流降低有助于延长开关能够承受的短路时间。
在时间t5，栅源电压Vgs1稳定在稳态，该稳态取决于电流微分感测装置的增益和放大器的增益。从时间t3到t5，电流流过第一放大器和第三放大器，还流过电阻器R14，在电阻器R14端子处产生电压降。电阻器R14的端子之间的电压为短路检测模块DT1使用的电压。在t3和t5之间，电阻器R14的端子之间的电压为高电平，然后短路检测模块DT1向栅极驱动器GD1输出高信号，在时间t5，栅极驱动器GD1使功率半导体S1导通。功率半导体S1和S2中的电流正在下降。藉由负斜率，电流微分感测装置11和14的输出电压为负。
所有放大器被停用，在电阻器R14的端子之间导致低状态电压。在时间T6，功率半导体S1截止，并且在功率半导体S1和S2中没有电流流动。
相反，对于在功率半导体S2处于导通状态的同时功率半导体S2的漏极与正电压HV+之间发生短路的情况，可以用功率半导体S2代替功率半导体S1并且用功率半导体S1代替功率半导体S2来理解上述描述。
图5表示根据本发明执行的算法。
对于n＝1或2的每个功率半导体Sn，并行执行本算法。
在步骤S50，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统监测电流微分感测装置10+n和12+n(即，电流微分装置11和13或电流微分装置12和14)的输出。
在下一步骤S51，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统检查电流微分感测装置10+n和12+n的输出是否具有相同的符号。
如果电流微分感测装置10+n和12+n的输出具有相同的符号，则用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统移至步骤S52。否则，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统返回到步骤S50。
在步骤S52，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统降低第一功率半导体的栅极上的电压。
在步骤S53，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统检查短路检测模块DTn的输出是否为高电平。
如果短路检测模块DTn的输出处于高电平，则用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统移至步骤S54。否则，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统返回步骤S52。
在步骤54，用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统禁用提供给功率半导体的栅信号(grid signal)。
当然，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述本发明的实施方式进行许多修改。

Claims (10)

1.一种用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的系统，第一功率半导体的漏极连接到正电源，所述第一功率半导体的源极连接到负载和第二功率半导体的漏极，所述第二功率半导体的源极连接到负电源，其中，由第一电流微分感测装置和第二电流微分感测装置感测经过所述第一功率半导体的电流，由第三电流微分感测装置和第四电流微分感测装置感测经过所述第二半导体的电流，所述第一电流微分装置在经过所述第一功率半导体的电流增加时提供正电压，并且所述第二电流微分装置在经过所述第一功率半导体的电流增加时提供负电压，所述第三电流微分装置在经过所述第二功率半导体的电流增加时提供正电压，并且所述第四电流微分装置在经过所述第二功率半导体的电流增加时提供负电压，并且该系统包括：
-用于在所述第一电流微分装置和所述第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低所述第一功率半导体的栅极上的电压的装置，
-用于在所述第二电流微分装置和所述第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下降低所述第二功率半导体的栅极上的电压的装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括对于每个电流微分感测装置，用于对由所述电流微分感测装置提供的电压进行滤波的滤波器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，该系统还包括对于每个电流微分感测装置，用于对由所述电流微分感测装置提供的经过滤波的电压进行放大的放大器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，对由所述第一电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的所述放大器由第一晶体管和第一电阻器组成，所述第一晶体管的集电极连接到所述第一功率半导体器件的栅极，所述第一晶体管的发射极连接所述第一电阻器的第一端子，对由所述第三电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的所述放大器由第二晶体管和第二电阻器组成，所述第二晶体管的集电极连接到所述第一电阻器的第二端子，所述第二晶体管的发射极连接到所述第二电阻器的第一端子，并且所述第二电阻器的第二端子链接到第一负电压源。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，该系统还包括：用于在所述第一电流微分装置和所述第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下中断向所述第一功率半导体的栅极提供信号的装置，用于中断向所述第一功率半导体的所述栅极提供信号的所述装置包括第三电阻器、其输出连接到所述第一功率半导体的栅极驱动器的第一比较器、以及将所述第二电阻器的第二端子链接到所述负电压源的第三电阻器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，对所述第二电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的所述放大器由第三晶体管和第四电阻器组成，所述第三晶体管的集电极连接到所述第二功率半导体器件的栅极，所述第三晶体管的发射极连接到所述第四电阻器的第一端子，对所述第三电流微分感测装置提供的经过滤波的信号进行放大的所述放大器由第四晶体管和第五电阻器组成，所述第四晶体管的集电极连接到所述第四电阻器的第二端子，所述第四晶体管的发射极连接到所述第五电阻器的第一端子，并且所述第五电阻器的第二端子链接到第二负电压源。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，该系统还包括用于在所述第二电流微分装置和所述第四电流微分装置提供相同符号的电压的情况下中断向所述第二功率半导体的栅极提供信号的装置，用于中断向所述第二功率半导体的所述栅极提供信号的所述装置包括第六电阻器、其输出连接到所述第一功率半导体的栅极驱动器的比较器、以及将所述第二电阻器的所述第二端子链接到第二负电压源的电阻器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，用于中断向所述功率半导体的所述栅极提供信号的所述装置还包括存储器，该存储器存储所述比较器的低到高的转变。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，其中，所述电流微分感测装置是罗戈夫斯基线圈。
10.一种用于保护半桥转换器的至少两个功率半导体的方法，第一功率半导体的漏极连接到正电源，所述第一功率半导体的源极连接到负载和第二功率半导体的漏极，所述第二功率半导体的源极连接到负电源，其中，由第一电流微分感测装置和第二电流微分感测装置感测经过所述第一功率半导体的电流，由第三电流微分感测装置和第四电流微分感测装置感测经过所述第二半导体的电流，所述第一电流微分装置在经过所述第一功率半导体的电流增加时提供正电压，并且所述第二电流微分装置在经过所述第一功率半导体的电流增加时提供负电压，所述第三电流微分装置在经过所述第二功率半导体的电流增加时提供正电压，并且所述第四电流微分装置在经过所述第二功率半导体的电流增加时提供负电压，并且其中，该方法包括以下步骤：
-在所述第一电流微分装置和所述第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下，降低所述第一功率半导体的栅极上的电压，
-在所述第二电流微分装置和所述第三电流微分装置提供相同符号的电压的情况下，降低所述第二功率半导体的栅极上的电压。
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