DE102008011602A1

DE102008011602A1 - Signal voltage transmission circuit for use in driver of power semiconductor switch, has current voltage converter converting current into signal voltage, where signal output for signal voltage is arranged on primary side

Info

Publication number: DE102008011602A1
Application number: DE200810011602
Authority: DE
Inventors: Roland Bittner; Rene Hopperdietzel; Alexander Suchan
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG; Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG; Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: DE102008011602B4

Abstract

The circuit has a signal input (14a) for signal voltage (US1) arranged on a secondary side (8b) of a driver (6). Current sources (16) are arranged on the side for producing current correlating with the voltage. A feeder line is attached to the sources and is led from the secondary side to a primary side (8a) for conducting current (I). A current voltage converter arranged on the primary side and attached to the line converts the current into another signal voltage. A signal output (14b) for the latter signal voltage is arranged on the primary side. An independent claim is also included for a method for signal transmission in a driver of a semiconductor power switch.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zur Signalspannungsübertragung innerhalb eines Treibers eines Leistungshalbleiterschalters.The The invention relates to a circuit and a method for signal voltage transmission within a driver of a power semiconductor switch.

Ein Leistungshalbleiterschalter benötigt zu seiner Ansteuerung einen sogenannten Treiber. Dieser Treiber weist eine Primärseite und eine von dieser bezüglich ihres elektrischen Potentials abgegrenzte Sekundärseite auf. An der Primärseite wird in den Treiber, z. B. von einer Standard-5V-Logikschaltung, welche als Bezugspotential zusammen mit der Primärseite z. B. die Anlagenmasse aufweist, eine Signalspannung in Form eines Ein-/Ausschaltsignals für den Leistungshalbleiterschalter gespeist.One Power semiconductor switch required for his control a so-called driver. This driver has a primary page and one of these terms their electrical potential delineated secondary side. At the primary side becomes in the driver, z. From a standard 5V logic circuit, which as a reference potential together with the primary side z. B. the asset mass has a signal voltage in the form of an on / off signal for the power semiconductor switch fed.

Die Sekundärseite und damit der Halbleiterschalter liegt mit ihrem Bezugspotential auf dem Potential des Leistungshalbleiterschalters, z. B. 10 V oberhalb der Anlagenmasse. Insbesondere beim Schaltvorgang des Halbleiterschalters kann das Bezugspotential der Sekundärseite bzw. des Halbleiterschalters stark nach oben oder unten schwanken. Somit besteht zwischen Primär- und Sekundärseite eine Potentialdifferenz. Bei Leistungshalbleiterschaltern niedriger Leistungsklassen, welche z. B. in Gabelstaplern Verwendung finden, beträgt hierbei die maximale Potentialdifferenz zwischen Primär- und Sekundärseite z. B. 200 V.The secondary side and thus the semiconductor switch is at its reference potential on the potential of the power semiconductor switch, z. B. 10 V above the plant mass. In particular, during the switching operation of the semiconductor switch can the reference potential of the secondary side or the semiconductor switch vary greatly up or down. Thus exists between primary and secondary side one Potential difference. For power semiconductor switches of low power classes, which z. B. in forklift use, this is the maximum potential difference between the primary and secondary side z. B. 200 V.

Heute ist es üblich, Information, z. B. Rückmeldungen über erfolgte Schaltvorgänge, Spannungs- oder Temperaturmesswerte, von der Sekundär- zur Primärseite zu übertragen. Derartige Informationen liegen heute in der Regel digital vor. Der digitale Wert wird hierbei von einer Signalspannung repräsentiert. Die Information, d. h. die Signalspannung muss innerhalb des Treibers von der Sekundär- zur Primärseite, also über die Potentialgrenze hinweg, übertragen werden. Hierzu sind verschiedene Lösungen bekannt.today it is usual, Information, eg. B. Feedback on occurred Switching operations, Voltage or temperature readings to be transmitted from the secondary to the primary side. Such information is usually available digitally today. Of the digital value is represented by a signal voltage. The information, d. H. the signal voltage must be inside the driver from the secondary to the primary side, So over the potential border, transferred become. For this purpose, various solutions are known.

Bekannt ist die transformatorische Übertragung der Signalspannung in Form von Pulssignalen in Verbindung mit einem primärseitigen Flankenspeicher. Hierbei wird aus der sekundärseitigen, die Information tragenden Signalspannung mit den Schaltzuständen Hi und Lo z. B. durch einen Kondensator als Differenzierer für jede Zustandsänderung des Signals (Hi-Lo oder Lo-Hi) ein Puls unterschiedlicher Polarität erzeugt. Der Puls wird über einen HF-Transformator von der Sekundär- zur Primärseite übertragen. Auf der Primärseite befindet sich ein Flankenspeicher, z. B. in Form eines Flip-Flops, der durch Pulse der einen Polarität gesetzt und durch die der anderen Polarität gelöscht wird, und somit ein dem Eingangssignal entsprechendes Logiksignal bzw. Ausgangs-Signalspannung bereitstellt. Hier wird also nicht das Schaltsignal an sich, sondern lediglich dessen Zustandswechsel über den Transformator übertragen und der Informationszustand, also Ein (1) oder Aus (0), der zu übertragenden Information im primärseitigen Flankenspeicher gespeichert, von wo aus die Information weiter verarbeitet werden kann.Known is the transformatory transmission the signal voltage in the form of pulse signals in conjunction with a primary side Edge memory. Here, the secondary side, the information carrying signal voltage with the switching states Hi and Lo z. B. by a capacitor as differentiator for each state change the signal (Hi-Lo or Lo-Hi) generates a pulse of different polarity. The pulse is over one HF transformer from the secondary transferred to the primary page. On the primary side there is a flank memory, z. In the form of a flip-flop, which is set by pulses of one polarity and by the one of other polarity deleted is, and thus a logic signal corresponding to the input signal or output signal voltage provides. So here will not be the switching signal itself, but only the state change over the Transfer transformer and the information state, that is, one (1) or off (0), to be transmitted Information in the primary-side Edge memory stored from where the information further processed can be.

Bekannt ist auch die kapazitive Übertragung von Pulsen mit ausgangsseitigem Flankenspeicher. Hierbei wird aus der o. g.Known is also the capacitive transfer of Pulses with output side edge memory. This is from the o. g.

Signalspannung für dessen jeweilige Zustandsänderung ein Strompuls unterschiedlicher Polarität erzeugt. Der Puls wird über einen bzw. den genannten Kondensator von der Sekundär- zur Primärseite übertragen. Der genannte Flankenspeicher wird entsprechend zu oben durch die Strompulse, bzw. den jeweiligen von diesen an einem Widerstand erzeugten Spannungsabfall angesteuert.signal voltage for its respective state change generates a current pulse of different polarity. The pulse is over one or transfer the said capacitor from the secondary to the primary side. The named edge memory is corresponding to the top by the current pulses, or the respective triggered by these voltage drop generated at a resistor.

Der Kondensator wird hierbei also als Verbindungselement zwischen Primär- und Sekundärseite verwendet. Alternativ ist es auch bekannt, den genannten Strompuls in Richtung zur Primärseite hin gesehen vor der sekundärseitigen Endstufe zu erzeugen und hierbei den Endstufentransistor als Verbindungselement zwischen Sekundär- und Primärseite zu benutzen. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Spannungsfestigkeit des Endstufentransistors und eine geeignete Begrenzung.Of the Capacitor is thus used as a connecting element between the primary and secondary side. Alternatively, it is also known, the said current pulse in the direction to the primary page seen from the secondary side To produce output stage and this case the output stage transistor as a connecting element between secondary and primary side to use. Prerequisite for this is a sufficient dielectric strength of the output stage transistor and a suitable limit.

Bekannt ist auch, die zu übertragende Signalspannung auf der Sekundärseite zu kodieren, z. B. mit Hilfe einer Frequenzkodierung, und auf der Primärseite zu dekodieren. Aus der genannten Signalspannung werden hierbei je nach Logikzustand bzw. Zustandswechsel des Signals durch eine Kodiereinheit Pulse z. B. unterschiedlicher Frequenz erzeugt. Die Übertragung der Pulse zur Ausgangsseite erfolgt wieder über einen HF-Transformator. Auf der Primärseite befindet sich dann wieder eine Dekodierlogik, die durch die Pulse z. B. unterschiedlicher Frequenz gesetzt bzw. rückgesetzt wird und so wieder das o. g. Ausgangssignal bereitstellt.Known is also the one to transfer Signal voltage on the secondary side to code, z. B. by means of a frequency coding, and on the primary to decode. From the signal voltage mentioned here are ever according to logic state or state change of the signal by a coding unit Pulse z. B. generated different frequency. The transfer the pulse to the output side is again via an RF transformer. On the primary side then there is again a decoding logic, by the pulses z. B. different frequency is set or reset and so again the o. g. Output signal provides.

Die bekannten Lösungen weisen allesamt Nachteile auf. Für transformatorische Übertragungsformen sind große induktive Bauteile nötig, die meist mit großen Wertetoleranzen behaftet sind. Allen Pulsübertragungsmethoden ist gemein, dass eine fehlerhafte Übertragung eines Pulses, z. B. durch eine Störung während der Pulsübertragung zu einem falschen Informationszustand für die gesamte Taktdauer, also bis zum Eintreffen des nächsten Pulses führen kann. Primärseite Zustandsspeicher, wie z. B. Flankenspeicher oder Flip-Flops bergen stets die Gefahr, dass durch eine kurze Störung, sowohl bei der Ansteuerung solcher Zustandsspeicher als auch im Zustandsspeicher selbst, ein längerfristiger fehlerhafter Informationszustand auf der Primärseite entsteht, bis der Zustandsspeicher durch einen korrekten Puls bzw. eine korrekte Information wieder in den korrekten Zustand geschaltet wird.The known solutions all have disadvantages. For transformatory transmission forms large inductive components are needed, which are usually associated with large value tolerances. All pulse transmission methods has in common that a faulty transmission of a pulse, z. B. by a fault during the pulse transmission to a false information state for the entire cycle time, so can lead to the arrival of the next pulse. Primary state memory such. B. flank memory or flip-flops always hold the risk that a short-term fault, both in the control of such state memory as well as in the state memory itself, a longer-term erroneous information state arises on the primary side, until the state memory is switched back to the correct state by a correct pulse or correct information.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Schaltung und ein verbessertes Verfahren zur Informationsübertragung innerhalb eines Treibers eines Leistungshalbleiterschalters anzugeben.task The invention is an improved circuit and an improved Method for transmitting information within a driver of a power semiconductor switch.

Hinsichtlich der Schaltung wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltung, welche innerhalb eines Treibers eines Leistungshalbleiterschalters eine Signalspannungsübertragung ermöglicht. Die Schaltung enthält einen Signaleingang für eine erste Signalspannung, also für das die zu übertragende Information tragende Signal auf der Sekundärseite. Der Signaleingang ist an der Sekundärseite des Treibers angeordnet, wobei die Sekundärseite ein zweites Bezugspotential aufweist. Mit anderen Worten sind die elektronischen Einbauten der Sekundärseite auf dieses Bezugspotential, z. B. das Potential des eigentlichen Leistungshalbleiterschalters, bezogen.Regarding the circuit, the problem is solved by a circuit which within a driver of a power semiconductor switch a Signal voltage transmission allows. The circuit contains a signal input for a first signal voltage, that is to be transmitted to the Information carrying signal on the secondary side. The signal input is on the secondary side arranged the driver, wherein the secondary side, a second reference potential having. In other words, the electronic internals of the secondary side to this reference potential, z. B. the potential of the actual Power semiconductor switch, related.

Die Schaltung umfasst weiterhin eine ebenfalls auf der Sekundärseite des Treibers angeordnete Stromquelle. Die Stromquelle dient zur Erzeugung eines Stromes, wobei dieser bzw. dessen Stromstärke mit der ersten Signalspannung, also deren Spannungswert, und damit der zu übertragenden – in der Regel binären – Information, korreliert ist. Aufgrund der Korrelation trägt also der von der Stromquelle erzeugt Strom den Informationsgehalt der Signalspannung, z. B. fließt im einfachsten Fall ein definierter Strom, wenn eine Signalspannung anliegt (Information ”1”) und kein Strom, wenn keine Signalspannung anliegt (Information ”0”).The Circuit further includes a likewise on the secondary side of the Driver arranged power source. The power source is used to generate a current, this or its current with the first signal voltage, ie their voltage value, and thus the one to be transmitted - as a rule binary - information, is correlated. Because of the correlation, that of the power source current generates the information content of the signal voltage, z. B. flows in the simplest way Case a defined current when a signal voltage is present (information "1") and no Current when no signal voltage is present (information "0").

Die Schaltung umfasst zusätzlich eine Verbindungsleitung, welche von der Sekundär- zur Primärseite des Treibers führt. Die Primärseite des Treibers weist hierbei ein erstes, in der Regel vom zweiten unterschiedliches Bezugspotential auf. Dieses ist z. B. die Gerätemasse der Ansteuerlogik des Halbleitermoduls. Die Verbindungsleitung überbrückt also die Potentialdifferenz bzw. Potentialgrenze zwischen Primär- und Sekundärseite. Auf der Sekundärseite ist die Verbindungsleitung an die Stromquelle angeschlossen, und führt daher den jeweils von der Stromquelle erzeugten Strom, welcher nun gleichermaßen Primärseite und Sekundärseite durchströmt. Über die Stromstärke wird somit die Information der ersten Signalspannung auf die Primärseite transportiert.The Circuit additionally includes a trunk leading from the secondary to the primary side of the driver. The primary The driver here has a first, usually from the second different reference potential on. This is z. B. the device mass the drive logic of the semiconductor module. The connection line thus bridges the Potential difference or potential limit between primary and secondary side. On the secondary side the connection line is connected to the power source, and leads therefore the current generated by the current source, which now both primary side and secondary side flows through. About the amperage Thus, the information of the first signal voltage is transported to the primary side.

Die Schaltung enthält weiterhin einen auf der Primärseite angeordneten Strom-Spannungs-Wandler, welcher ebenfalls an die Verbindungsleitung angeschlossen ist und damit vom Strom der Stromquelle durchflossen ist. Der Strom-Spannungswandler dient zur Wandlung des Stromes in eine zweite Signalspannung, welche wiederum mit dem Strom und damit mit der ersten Signalspannung korreliert ist. Zuletzt umfasst die Schaltung einen Signalausgang auf der Primärseite des Treibers, an welchem die zweite Signalspannung zur Weiterleitung an z. B. eine Auswertelogik ausgegeben wird.The Circuit contains continue on the primary side arranged current-voltage converter, which also to the connecting line is connected and thus flows through the current of the power source is. The current-voltage converter is used to convert the current into a second signal voltage, which in turn with the current and thus is correlated with the first signal voltage. Last includes the Circuit a signal output on the primary side of the driver on which the second signal voltage for forwarding to z. B. an evaluation logic is issued.

Mit anderen Worten wird also erfindungsgemäß innerhalb des Treibers eine Signalspannung von der Sekundär- zur Primärseite derart übertragen, dass auf der Sekundärseite die erste Signalspannung in einen Strom gewandelt, dieser über die Potentialgrenze auf die Primärseite transportiert und dort in eine von der ersten abhängige zweite Signalspannung rückgewandelt wird.With In other words, according to the invention within the driver a Signal voltage from the secondary to the primary page transferred in such a way that on the secondary side the first signal voltage converted into a current, this over the Potential limit to the primary side transported and there in one of the first dependent second Signal voltage reconverted becomes.

Die erfindungsgemäße Schaltung erlaubt eine störsichere Signalübertragung über Potentialgrenzen hinweg. Die Schaltung lässt sich mit wenigen Bauteilen realisieren und ist daher einfach und kostengünstig.The inventive circuit allows a fail-safe Signal transmission via potential limits time. The circuit lets can be realized with few components and is therefore simple and inexpensive.

Die sekundärseitige Stromquelle kann insbesondere eine tatsächlich physikalisch einen positiven Strom liefernde Stromquelle sein, d. h. einen gezielt gesteuerten Stromfluss von der Sekundärseite zur Primärseite ermöglichen bzw. erzeugen, was sich aufgrund der in der Regel von der Sekundärseite zur Primärseite abfallenden Potentialdifferenz anbietet.The secondary side In particular, a power source can actually physically provide a positive current be supplying power source, d. H. a controlled flow of electricity from the secondary side to the primary page enable or produce what due to the usually falling from the secondary side to the primary side Potential difference offers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltung ist die Stromquelle mit ihrer einen Seite an die Verbindungsleitung und mit ihrer anderen, also der der Verbindungsleitung abgewandten Seite, an der Versorgungsspannung der Sekundärseite angeschlossen. Die Stromquelle bewirkt also einen Stromfluss von der Versorgungsspannung der Sekundärseite hin bzw. aus dieser heraus. Insbesondere wenn die Potentiale der Sekundärseite höher als das Bezugspotential der Primärseite sind, hat die Stromquelle somit die maximal verfügbare Potentialdifferenz zum Treiben eines Stromes zur Verfügung.In An advantageous embodiment of the circuit is the power source with her one side to the connecting line and with her other, that is, the side facing away from the connecting line, at the supply voltage the secondary side connected. The current source thus causes a current flow of the supply voltage of the secondary side or out of this out. Especially when the potentials of the secondary side are higher than that Reference potential of the primary side Thus, the current source has the maximum available potential difference to Driving a stream available.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Signaleingang der Sekundärseite auf das zweite Bezugspotential bezogen. Dies erleichtert im allgemeinen den Anschluss an eine sekundärseitige, die zu übertragende Information bereitstellende Steuerlogik, da diese in der Regel das gleiche Bezugspotential wie die Sekundärseite aufweist. Die erste Signalspannung kann so direkt in die erfindungsgemäße Übertragungsschaltung eingespeist werden.In Another advantageous embodiment is the signal input the secondary side related to the second reference potential. This generally facilitates the connection to a secondary-side, the to be transferred Information-providing control logic, as these are usually the has the same reference potential as the secondary side. The first Signal voltage can thus directly into the transmission circuit according to the invention be fed.

Eine derartige Transistorstromquelle kann noch durch ein basisseitiges RC-Filter und/oder eine Klemmdiode ergänzt sein, um eine eingangsseitige Tiefpassfilterung der Signalspannung und/oder einen Überspannungsschutz etc. zu bewirken.A Such transistor power source can still by a base-side RC filter and / or a clamping diode may be added to an input-side low-pass filtering the signal voltage and / or overvoltage protection, etc. too cause.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Stromquelle eine von der Signalspannung gesteuerte, den Signaleingang direkt aufweisende, in der Regel dreipolige, gesteuerte Stromquelle sein. Eine derartige Stromquelle kann z. B. leicht als Transistorstromquelle realisiert werden, welche beispielsweise einen Widerstand als Gegenkopplung aufweist und so die erste Signalspannung direkt in den Strom wandelt.In a further preferred embodiment the power source can be controlled by the signal voltage, the Signal input directly having, usually three-pole, controlled Be power source. Such a power source can, for. B. easily as Transistor power source can be realized, which for example a Resistor as a negative feedback and so the first signal voltage directly into the stream.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stromquelle eine spannungsfeste Stromquelle welche mit mindestens der maximalen Spannungsdifferenz zwischen Primär- und Sekundärseite belastbar ist. Somit übernimmt die Stromquelle die Trennung bzw. das Auffangen der Potentialdifferenz zwischen Primär- und Sekundärseite. Sonstige Vorkehrungen zur Potenti alüberwindung zwischen Primär- und Sekundärseite müssen so nicht getroffen werden.In a further preferred embodiment the power source is a voltage-resistant power source with at least the maximum voltage difference between the primary and secondary side loadable is. Thus takes over the current source the separation or the interception of the potential difference between Primary- and secondary side. Other arrangements for the poten- tial overcoming between primary and secondary side must be so not to be met.

Eine besonders einfache Ausführungsform einer spannungsfesten Stromquelle ergibt sich, wenn die Stromquelle einen an die Verbindungsleitung angeschlossenen, spannungsfesten Hochvolttransistor enthält. Der Potentialschutz zwischen Primär- und Sekundärseite wird somit durch dieses eine Bauteil bewerkstelligt.A particularly simple embodiment of a voltage-resistant current source results when the power source a Contains connected to the connecting line, voltage-resistant high-voltage transistor. Of the Potential protection between primary and secondary side is thus accomplished by this one component.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungsleitung ein zwischen Primär- und Sekundärseite wirkender Verpolschutz und/oder eine zwischen den beiden Seiten wirkender Strombegrenzer zugeordnet. Der Verpolschutz sorgt z. B. dafür, dass kein Strom in unerlaubter Richtung durch die Stromquelle oder den Strom-Spannungswandler fließen kann. Der Strombegrenzer sorgt bei entsprechend großen Potentialdifferenzen zwischen Primär- und Sekundärseite für eine Begrenzung des maximal zulässigen, in der Verbindungsleitung und damit durch Stromquelle und Strom-Spannungswandler fließenden Stromes. Diese beiden Komponenten der Schaltung sind durch die entsprechenden Maßnahmen also geschützt.In a further preferred embodiment is the connecting line acting between the primary and secondary side Polarity reversal protection and / or acting between the two sides Associated with current limiters. The reverse polarity protection ensures z. B. for that no current in the unauthorized direction through the power source or the Current-voltage transformers flow can. The current limiter ensures correspondingly large potential differences between primary and secondary side for one Limitation of the maximum allowable, in the connecting line and thus by current source and current-voltage converter current flowing. These two components of the circuit are represented by the corresponding ones activities so protected.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verpolschutz eine in der Verbindungsleitung angeordnete Diode und/oder der Strombegrenzer ein in dieser angeordneter Widerstand.In a further preferred embodiment is the reverse polarity protection arranged in the connecting line Diode and / or the current limiter a resistor arranged in this.

Der Strombegrenzungswiderstand und/oder die Verpolschutzdiode bedämpfen somit die parasitären Effekte schneller Potentialverschiebungen zwischen Primär- und Sekundärseite.Of the Current limiting resistor and / or the polarity reversal protection diode thus dampen the parasitic Effects of faster potential shifts between primary and secondary side.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Schaltung ist der Strom-Spannungs-Wandler mit seiner der Verbindungsleitung abgewandten Seite an das Bezugspotential der Primärseite angeschlossen. Mit anderen Worten fließt der Strom von der Verbindungsleitung durch den Strom-Spannungs-Wandler so zum Bezugspotential der Primärseite. Somit ergeben sich primärseitig die entsprechenden Vorteile wie beim Anschluss der Stromquelle an die Versorgungsspannung der Sekundärseite, nämlich eine maximal mögliche Spannungsdifferenz zwischen den jeweiligen Enden des Pfades für den Strom, insbesondere wenn der Strom von der Sekundär- zur Primärseite fließt bzw. die Versorgungsspannung der Sekundärseite ein gegenüber dem Bezugspotential der Primärseite maximales Potential aufweist.In a further preferred embodiment the circuit is the current-voltage converter with its the connecting line opposite side connected to the reference potential of the primary side. In other words, flows the current from the connection line through the current-to-voltage converter so to the reference potential of the primary side. Thus arise on the primary side the corresponding advantages as when connecting the power source the supply voltage of the secondary side, namely a maximum possible voltage difference between the respective ends of the path for the stream, especially if the current from the secondary to the primary page flows or the supply voltage of the secondary side with respect to the Reference potential of the primary side has maximum potential.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Signalausgang der Primärseite auf das erste Bezugspotential bezogen. Die zweite Signalspannung kann somit analog zur ersten in eine weiter verarbeitende Logik der Primärseite auf einfache Weise ohne Potentialumwandlung eingespeist werden.In a further preferred embodiment is the signal output of the primary side related to the first reference potential. The second signal voltage can thus be analogous to the first in a further processing logic the primary side be fed in a simple manner without potential conversion.

Im Falle einer Stromquelle, die auf das Bezugspotential der Sekundärseite bezogen ist, ist das seitens der Stromquelle zur Verfügung stehende Potential, um den Strom zur Primärseite zu treiben, z. B. im Falle eines LO-Eingangssignals das Bezugspotential der Sekundärseite. In der Regel ist jedoch gewünscht, um die maximale Potentialdifferenz zur Primärseite zur Verfügung zu haben, dass der Strom in die Verbindungsleitung auf dem Potential der Versorgungsspannung der Sekundärseite eintritt. In einer bevorzugten Ausführungsform speist daher die Stromquelle den von ihr erzeugten Strom nicht direkt in die Verbindungsleitung ein, sondern in einen ihr zugeordneten sekundärseitigen Stromspiegel, der auf dem Potential der Ver sorgungsspannung der Sekundärseite liegt. Der Stromspiegel setzt den erzeugten Strom in einen Spiegelstrom um. Erst der Stromspiegel speist dann den Spiegelstrom anstelle des von der Stromquelle erzeugten Stromes in die Verbindungsleitung ein. Der Spiegelstrom ist in der Regel gleich dem ursprünglichen Strom, aber zumindest mit dem Strom korreliert und auf der Primärseite in die zweite Signalspannung zu wandeln.in the Case of a power source related to the reference potential of the secondary side is, is the potential available from the power source to the current to the primary side to drive, z. B. in the case of an LO input signal, the reference potential the secondary side. In general, however, it is desired to provide the maximum potential difference to the primary side have that current in the connecting line at the potential the supply voltage of the secondary side occurs. In a preferred embodiment Therefore, the power source does not directly feed the power generated by it the connection line, but in a secondary side associated with it Current mirror, which at the potential of Ver supply voltage of the secondary side lies. The current mirror sets the generated current in a mirror current around. Only the current mirror then feeds the mirror current instead of the current generated by the power source in the connecting line one. The mirror current is usually the same as the original one Electricity, but at least correlated with the current and on the primary side in to convert the second signal voltage.

In einer derartigen beispielhaften Konfiguration fließt dann der ursprüngliche Strom von der Versorgungsspannung der Sekundärseite durch die Stromquelle zum Bezugspotential der Sekundärseite. Der von der Sekundärseite zur Primärseite zu übertragende Spiegelstrom fließt von der Versorgungsspannung der Sekundärseite durch den Stromspiegel, die Verbindungsleitung und den Strom-Spannungswandler zum Bezugspotential der Primärseite. Der Spiegelstrom selbst ist dann leicht in eine auf das Bezugspotential der Primärseite bezogene zweite Signalspannung wandelbar.In such an exemplary configuration then flows the original one Current from the supply voltage of the secondary side through the current source to the reference potential of the secondary side. The one from the secondary side to the primary page to be transferred Mirror current flows from the supply voltage of the secondary side through the current mirror, the connection line and the current-voltage converter to the reference potential the primary side. The mirror current itself is then easily in one to the reference potential the primary side related second signal voltage convertible.

Der Stromspiegel kann ein Transistorstromspiegel sein, welcher beispielsweise zusätzlich Widerstände als Emittergegenkopplung zur Strombegrenzung enthalten kann.The current mirror may be a transistor current mirror which, for example, additionally Wi may contain resistors as an emitter negative feedback to the current limit.

Der Stromspiegel kann aber auch primärseitig angeordnet sein. Er ist dann mit der Versorgungsspannung der Primärseite verbunden. In einer derartigen Konfiguration fließt der Strom dann von der primärseitigen Versorgungsspannung zum sekundärseitigen Bezugspotential.Of the Current mirror can also be the primary side be arranged. It is then connected to the supply voltage of the primary side. In such a configuration, the current then flows from the primary side Supply voltage to the secondary side Reference potential.

Generell kann also ein Stromspiegel stets am höchsten in der Schaltung zu erwartenden Potential angeschlossen sein, um einen Strom von dort zum jeweils tiefsten Potential der Gegen seite zu treiben. So kann die maximale Potentialdifferenz zwischen Primär- und Sekundärseite zum Stromfluss genutzt werden.As a general rule So a current mirror can always be the highest in the circuit too expected potential to be a current from there to each to drive the deepest potential of the other side. So can the maximum potential difference between primary and secondary side to Electricity flow can be used.

Um eine besonders einfache Strom-Spannungs-Umsetzung für die zweite Signalspannung zur realisieren, kann der Strom-Spannungs-Wandler einen den Strom in die zweite Signalspannung umsetzenden Widerstand enthalten.Around a particularly simple current-voltage conversion for the second Signal voltage to realize the current-voltage converter can be a current in contain the second signal voltage converting resistor.

Für eine erfindungsgemäße Schaltung kann es auch erwünscht sein, dass Signalwechsel, also Änderungen der Signalspannung in zeitlichen Abständen, welche deutlich kürzer sind als typische Zeiten zur Informationsübertragung eines Informations-Bits, unterdrückt werden. Derartig kurzfristige Signalschwankungen können z. B. durch Schwankungen der ersten Signalspannung, Schwankungen des Stromes auf Grund der Spannungsdrift der Sekundärseite oder ähnliches entstehen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist daher in der Schaltung ein Dämpfungsglied für die zweite Signalspannung vorhanden, welches lediglich beispielsweise zum Abfangen von Schwankungen des Stromes dient, welche zur ersten Signalspannung unkorreliert sind, also beispielsweise durch die oben genannten Potentialdrift entstehenden. Entsprechende Dämpfungsglieder sind z. B. Tiefpassfilter, die der Stromquelle, der Verbindungsleitung, dem optionalen Stromspiegel oder dem Strom-Spannungs-Wandler zugeordnet sind.For a circuit according to the invention It may also be desirable be that signal change, so changes the signal voltage at intervals, which are significantly shorter as typical times for transmitting information of an information bit, can be suppressed. Such short-term signal fluctuations can z. B. by fluctuations the first signal voltage, fluctuations of the current due to Voltage drift of the secondary side or similar arise. In a further preferred embodiment is therefore in the Circuit an attenuator for the second signal voltage present, which only for example for Interception of fluctuations of the current, which is the first signal voltage are uncorrelated, so for example by the above potential drift emerging. Corresponding attenuators are z. B. low-pass filter, the power source, the connecting line, assigned to the optional current mirror or the current-voltage converter are.

Werden die entsprechenden Filterelemente zur Bedämpfung parasitärer Effekte entsprechend reduziert bzw. in ihren Zeitkonstanten gesenkt, eignet sich die erfindungsgemäße Schaltung neben der Übertragung von vergleichsweise langsamen Informationen, z. B. bezüglich des Schaltzustandes des Leistungshalblei terschalters, auch für die Übertragung eines schnellen Datenübertragungsprotokolls. Somit können z. B. umfangreiche Informationen wie z. B. Programmcode, durch die Signalspannungen von der Sekundär- zur Primärseite des Treibers übertragen werden.Become the corresponding filter elements for damping parasitic effects accordingly reduced or lowered in their time constants, is suitable the circuit according to the invention next to the transmission comparatively slow information, eg. B. with respect to Switching state of the power semiconductor switch, also for transmission a fast data transfer protocol. Consequently can z. B. extensive information such. B. Program code through which Signal voltages from the secondary to the primary page of the driver become.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Dämpfungsglied ein Kondensator, an dem die zweite Signalspannung anliegt. Mit anderen Worten verfügt der Signalausgang auf der Sekundärseite über einen Kondensator.In a particularly preferred embodiment is the attenuator a capacitor to which the second signal voltage is applied. With others Has words the signal output on the secondary side via a Capacitor.

Durch den dem Signalausgang parallel geschalteten Kondensator wird also die zweite Signalspannung gefiltert, wodurch sich eine berechenbare Mindestpulsdauer für die übertragene Information, also eine Kurzimpulsunterdrückung und insgesamt eine erhöhte Störfestigkeit der Schaltung ergeben.By So the capacitor connected in parallel to the signal output becomes filtered the second signal voltage, resulting in a calculable minimum pulse duration for the transferred Information, so a short-pulse suppression and overall increased immunity to interference the circuit result.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Schaltung zwischen Signaleingang und Strom-Spannungswandler jeweils zwei Stromquellen und zwei Verbindungsleitungen. Je eine Stromquelle und eine Verbindungsleitung zusammen bilden so einen separaten Signal- bzw. Strompfad zwischen Signaleingang und Strom-Spannungswandler. Der eine Signalpfad wird benutzt, wenn das Bezugspotential der Sekundärseite höher als das der Primärseite ist. Der Strom fließt dann physikalisch gesehen von der Sekundärseite zur Primärseite, also in die selbe Richtung, in der auch die Information transportiert wird. Der andere Signalpfad wird dann benutzt, wenn das Bezugspotential der Sekundärseite niedriger als das der Primärseite ist. Der Strom fließt dann physikalisch gesehen von der Primärseite zur Sekundärseite, also in die Gegenrichtung des Informationstransports.In a further preferred embodiment contains the circuit between signal input and current-voltage converter two power sources and two connecting lines. One power source each and a trunk together to form a separate signal or current path between signal input and current-voltage converter. The one signal path is used when the reference potential of the secondary side is higher than that of the primary side is. The power is on then physically from the secondary side to the primary side, that is, in the same direction in which the information is transported becomes. The other signal path is used when the reference potential the secondary side lower than that of the primary side is. The power is on then physically from the primary side to the secondary side, that is, in the opposite direction of information transport.

Somit wird für erfindungsgemäße Schaltung also ein zweiter Signalpfad zwischen Primär- und Sekundärseite zur Verfügung gestellt, der eine zum ersten Signalpfad komplementäre Stromrichtung aufweist und damit ein physikalisch komplementäres Signal tragen kann. Beide Signalpfade sind dabei derart logisch miteinander verschaltet, dass externe Einflüsse, wie z. B. eine sekundärseitige Potentialschwankung, die dieses von oberhalb nach unterhalb des primärseitigen Bezugspotentials bringt, kompensiert werden. Eine derartige Schwankung führt dann nicht mehr zum Abriss des physikalischen Stromflusses und einer damit verbundenen Verfälschung des Ausgangssignals, sondern dazu, dass der Stromfluss auf den alternativen Strompfad ausweicht, wobei der logische Signalfluss von der Sekundär- zur Primärseite korrekt erhalten bleibt.Consequently is for inventive circuit so a second signal path between the primary and secondary side to disposal provided, which is complementary to the first signal path current direction and thus can carry a physically complementary signal. Both Signal paths are interconnected so logically that external influences, such as B. a secondary side Potential variation, this from above to below the primary side Reference potential brings, be compensated. Such a fluctuation does not lead then more about the demolition of the physical flow of electricity and one with it associated adulteration the output signal, but that the current flow on the alternative Current path evades, with the logical signal flow from the secondary to the primary side correct preserved.

Am Signalausgang kann optional noch eine sogenannte Klemmschaltung, z. B. eine Diodenschaltung vorgesehen sein, die das Ausgangssignal auf einen Wertebereich zwischen einer minimalen und einer maximalen Spannung, z. B. bezüglich des Bezugspotentials der Primärseite, begrenzt. So kann die Ausgangsspannung, also die zweite Signalspannung z. B. auf zulässige Spannungswerte für eine weitere primärseitige Verarbeitung begrenzt werden.At the Signal output can optionally also have a so-called clamping circuit, z. B. a diode circuit may be provided which the output signal a range of values between a minimum and a maximum Tension, z. B. with respect the reference potential of the primary side, limited. So the output voltage, so the second signal voltage z. B. to allowable Voltage values for another primary-side Processing be limited.

Das sekundärseitige Eingangssignal, nämlich die erste Signalspannung, wird also jeweils proportional in ein Analogsignal, also den Strom bzw. die zweite Signalspannung gewandelt. Diese Übertragungsstrecke eignet sich damit auch für die Übertragung von Analogsignalen. Da die zweite Signalspannung bezüglich ihrer analogen Größe vom Wert der ersten Signalspannung und/oder auch vom Wert der sekundärseitigen Versorgungsspannung (z. B. im Falle eines sekundärseitigen Stromspiegels) abhängt, transportiert sie auch analoge Information, nämlich die Höhe der betreffenden Spannungen bzw. Potentiale. Derartige Größen stellen allgemein sekundärseitige Analoggrößen dar, die an der Übertragung der ersten Signalspannung zur zweiten Signalspannung beteiligt sind, also deren Höhe bzw. Wert mitbestimmen. Damit kann die zweite Signalspannung nicht nur digital, sondern auch analog von einer Auswerteeinheit auf der Primärseite ausgewertet werden. Hierzu eignen sich A/D-Wandler oder Komparatoren. Ermittelt wird der analoge Spannungswert der sekundärseitigen Analoggröße.The secondary-side input signal, näm Lich, the first signal voltage, so each proportional to an analog signal, ie the current or the second signal voltage is converted. This transmission path is therefore also suitable for the transmission of analog signals. Since the second signal voltage with respect to its analog magnitude depends on the value of the first signal voltage and / or the value of the secondary-side supply voltage (eg in the case of a secondary-side current mirror), it also transports analog information, namely the level of the relevant voltages or potentials , Such quantities generally represent secondary-side analog quantities which are involved in the transmission of the first signal voltage to the second signal voltage, that is to say, determine their height or value. Thus, the second signal voltage can be evaluated not only digitally but also analogously by an evaluation unit on the primary side. Suitable for this purpose are A / D converters or comparators. The analogue voltage value of the secondary-side analogue variable is determined.

Bei einem digitalen zu übertragenden Signal kann damit der digitalen Information auch analoge Information überlagert sein. Im einfachsten Fall lässt sich so aus der zweiten Signalspannung z. B. der Wert der sekundärseitigen Versorgungsspannung, also nach Art einer Spannungsmessung, rekonstruieren und so diese überwachen. Dies geschieht in Überlagerung zur Auswertung der eigentlichen digitalen Information.at a digital to be transmitted Signal can thus be superimposed on the digital information and analog information be. In the simplest case can be so from the second signal voltage z. B. the value of the secondary side Supply voltage, so in the manner of a voltage measurement, reconstruct and so monitor these. This happens in overlay to evaluate the actual digital information.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Signalspannungsübertragung innerhalb eines Treibers eines Leistungshalbleiterschalters mit folgenden Schritten: Am oben genannten Signaleingang der Sekundärseite des Treibers wird die erste Signalspannung angelegt, die Stromquelle erzeugt den mit der Signalspannung korrelierten Strom, die Verbindungsleitung führt den Strom von der Sekundär- zur Primärseite, der Strom-Spannungswandler wandelt den Strom in die zweite Signalspannung und diese wird am Signalausgang ausgegeben.Regarding of the method, the object is achieved by a method for Signal voltage transmission within a driver of a power semiconductor switch with following steps: At the above mentioned signal input of the secondary side of the driver the first signal voltage is generated which generates current source the current correlated with the signal voltage, the connecting line leads the stream from the secondary to the primary side, the current-voltage converter converts the current into the second signal voltage and this is output at the signal output.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltung erläutert.The Advantages of the method according to the invention were already in connection with the circuit according to the invention explained.

Wie bereits erwähnt, fließt bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Strom von der Versorgungsspannung der Sekundärseite zum Referenzpotential der Primärseite.As already mentioned, flows in a preferred embodiment the process of the current from the supply voltage of the secondary side to Reference potential of the primary side.

Wie ebenfalls erwähnt, wird bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der auf der Sekundärseite erzeugte Strom von einem sekundärseitigem Stromspiegel in einem zum erzeugten Strom korrelierten Spiegelstrom übersetzt und der Spiegelstrom anstelle des eigentlichen Stromes zur Primärseite übertragen, dort dem Strom-Spannungs-Wandler zugeführt und in die zweite Signalspannung umgewandelt.As also mentioned is in a further preferred embodiment of the method of on the secondary side generated electricity from a secondary side Current mirror translated in a correlated with the generated current mirror current and the mirror current is transferred to the primary instead of the actual current, there fed to the current-voltage converter and in the second signal voltage transformed.

Wie bereits erwähnt, können in bevorzugter Weise auch erste und/oder zweite Signalspannung und/oder der Strom tiefpassgefiltert werden.As already mentioned, can in a preferred manner also first and / or second signal voltage and / or the current is low-pass filtered.

Wie ebenfalls erwähnt, kann zusätzlich eine analoge Auswertung der zweiten Signalspannung erfolgen, um auf eine sekundärseitige Analoggröße, z. B. das dortige Bezugspotential oder die Versorgungsspannung zu schließen.As also mentioned can additionally an analog evaluation of the second signal voltage can be done to on a secondary side Analog size, z. B. close the local reference potential or the supply voltage.

Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:For another Description of the invention is directed to the embodiments of the drawings. They show, in each case in a schematic outline sketch:

1 das Prinzipbild einer erfindungsgemäßen Schaltung mit Halbleiterschalter und Auswerteelektronik mit Stromfluss zur Primärseite, 1 the schematic diagram of a circuit according to the invention with semiconductor switch and transmitter with current flow to the primary side,

2 ein konkretes Ausführungsbeispiel der Schaltung aus 1. 2 a concrete embodiment of the circuit 1 ,

3 eine alternative Ausführungsform zur Schaltung aus 2 mit einem zweiten alternativen Strompfad. 3 an alternative embodiment of the circuit 2 with a second alternative current path.

1 zeigt als Leistungshalbleiterschalter einen Schalter 2, dessen Schaltzustand ”Ein” E und ”Aus” A von einer Kontrolleinheit 3 erfasst wird. Die Kontrolleinheit erzeugt abhängig vom Schaltzustand eine erste Signalspannung U_S1, welche den Schaltzustand als digitale Information wiederspiegelt. Die Information soll von einer Auswerteeinheit 4 weiterverarbeitet werden. Zwischen Auswerteeinheit 4 und Schalter 2 befindet sich ein zum Betrieb des Halbleiterschalters 2 nötiger Treiber 6, welcher eine zur Auswerteeinheit 4 weisende Primärseite 8a und eine zum Schalter 2 weisende Sekundärseite 8b aufweist. Primärseite 8a und Sekundärseite 8b weisen, dargestellt durch die gestrichelte Linie 10, Potentialunterschiede auf. Beispielsweise weisen die Primärseite 8a als Masse ein erstes Bezugspotential P₁ und die Sekundärseite 8b ein Bezugspotential P₂ auf. 1 shows a power semiconductor switch a switch 2 , whose switching state "on" E and "off" A from a control unit 3 is detected. Depending on the switching state, the control unit generates a first signal voltage U _S1 , which reflects the switching state as digital information. The information should come from an evaluation unit 4 be further processed. Between evaluation unit 4 and switches 2 is located to operate the semiconductor switch 2 necessary driver 6 , which one to the evaluation unit 4 pointing primary page 8a and one to the switch 2 pointing secondary side 8b having. primary 8a and secondary side 8b show, represented by the dashed line 10 , Potential differences on. For example, the primary page 8a as ground, a first reference potential P ₁ and the secondary side 8b a reference potential P ₂ .

Der Treiber 6 enthält eine Schaltung 12, welche zur Informationsübertragung der von der Kontrolleinheit 3 kommenden ersten Signalspannung U_S1 von der Sekundär- 8b zur Primärseite 8a dient. Dort wird die Information in Form der zweiten Signalspannung U_S2 zur Auswerteeinheit 4 auf der Primärseite 8a übertragen.The driver 6 contains a circuit 12 which transmit information from the control unit 3 coming first signal voltage U _S1 from the secondary 8b to the primary page 8a serves. There, the information in the form of the second signal voltage U _S2 to the evaluation unit 4 on the primary side 8a transfer.

Die Schaltung 12 umfasst einen auf der Sekundärseite 8b angeordneten, zweipoligen Signaleingang 14a und eine Stromquelle 16, welche einen mit der Signalspannung U_S1 korrelierten, z. B. zu dieser proportionalen, Strom I erzeugt. Am Signaleingang 14a ist die Kontrolleinheit 3 angeschlossen.The circuit 12 includes one on the secondary side 8b arranged, two-pole signal input 14a and a power source 16 which correlate with the signal voltage U _S1 , z. B. to the proportional, generating current I. At the signal input 14a is the control unit 3 connected.

Die Stromquelle 16 ist mit ihrem ersten Stromanschluss 18a, der den Strom I führt, am Bezugspotential P₂ und mit ihrem zweiten, ebenfalls den Strom I führenden Stromanschluss 18b an einer Verbindungsleitung 20 angeschlossen, welche von der Sekundärseite 8b über die Potentialgrenze der Linie 10 hinweg zur Primärseite 8a führt. Die Verbindungsleitung 20 transportiert also den Strom I zur Primärseite 8a.The power source 16 is with her first power connection 18a , which carries the current I, at the reference potential P ₂ and with its second, also the current I leading power connection 18b on a connecting line 20 connected, which from the secondary side 8b beyond the potential limit of the line 10 away to the primary side 8a leads. The connection line 20 thus transports the current I to the primary side 8a ,

Auf der Primärseite 8a ist die Verbindungsleitung 20 an einen ersten Stromanschluss 22a eines Strom-Spannungswandlers 24 angeschlossen, wobei der Strom I den Strom-Spannungswandler 24 am Stromanschluss 22b verlässt, welcher zum Bezugspotential P₁ führt. Der Strom-Spannungswandler 24 wandelt den Strom I in eine zweite Signalspannung U_S2, welche er an einem zweipoligen Signalausgang 14b zur Verfügung stellt. Am Signalausgang 14b ist die Auswerteeinheit 4 angeschlossen.On the primary side 8a is the connection line 20 to a first power connection 22a a current-voltage converter 24 connected, wherein the current I, the current-voltage converter 24 at the electricity connection 22b leaves, which leads to the reference potential P ₁ . The current-voltage converter 24 converts the current I into a second signal voltage U _S2 which it supplies to a two-pole signal output 14b provides. At the signal output 14b is the evaluation unit 4 connected.

Im Folgenden besitzt die Kontrolleinheit 3 zunächst die logische Information ”Aus” A, die einer logischen ”0” entspricht, die Signalspannungen U_S1 und U_S2 betragen daher 0 V bezogen auf die jeweiligen Potentiale P₁ und P₂, der Strom I beträgt 0 A.The following has the control unit 3 First, the logical information "off" A, which corresponds to a logic "0", the signal voltages U _S1 and U _S2 are therefore 0 V relative to the respective potentials P ₁ and P ₂ , the current I is 0 A.

Bei Wechsel des Schaltzustandes des Schalters 2 in den Zustand ”Ein” E wechselt die Kontrolleinheit 3 ihren logischen Wert auf ”1”, wodurch eine Spannung U_S1 von + 5 V bezogen auf das Bezugspotential P₁ erzeugt wird. Die Stromquelle 16 liefert daraufhin einen Strom I von 1 mA, welcher im Strom-Spannungswandler 24 in eine zweite Signalspannung U_S2 von +15 V bezüglich des Bezugspotentials P₂ umgesetzt wird. Das Bezugspotential P₁ ist hierbei um eine Spannungsdifferenz von 10 V höher als das Bezugspotential P₂, weshalb der Strom I physikalisch von der Primär- 8a zur Sekundärseite 8b fließt. Die Information der Kontrolleinheit 3 zur Auswerteeinheit 4 wird jedoch durch die Information des fließenden Stromes I in Gegenrichtung übertragen.When changing the switching state of the switch 2 in the state "on" E changes the control unit 3 its logic value to "1", whereby a voltage U _S1 of + 5 V with respect to the reference potential P _{1 is} generated. The power source 16 then supplies a current I of 1 mA, which in the current-voltage converter 24 is converted into a second signal voltage U _S2 of +15 V with respect to the reference potential P ₂ . The reference potential P ₁ is in this case by a voltage difference of 10 V higher than the reference potential P ₂ , which is why the current I physically from the primary 8a to the secondary side 8b flows. The information of the control unit 3 to the evaluation unit 4 however, is transmitted by the information of the flowing current I in the opposite direction.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Schaltung 12, bei welcher das Bezugspotential P₂ im regulären Betrieb stets höher ist als das Bezugspotential P₁. In 2 enthält die Stromquelle 16 einen Transistor 48 und einen am Emitter des Transistors 48 angeschlossenen Emitterwiderstand 52 als Emittergegenkopplung. Zwischen den Signaleingang 14a und die Stromquelle 16 ist außerdem ein Spannungsteiler 53 geschaltet, der eine Pegelanpassung der Signalspannung US1 an die Stromquelle übernimmt. 2 shows an alternative embodiment of a circuit 12 in which the reference potential P ₂ in regular operation is always higher than the reference potential P ₁ . In 2 contains the power source 16 a transistor 48 and one at the emitter of the transistor 48 connected emitter resistor 52 as emitter negative feedback. Between the signal input 14a and the power source 16 is also a voltage divider 53 connected, which takes over a level adjustment of the signal voltage US1 to the power source.

Die Verbindungsleitung 20 enthält eine Klemmdiode 58 und als Strombegrenzungswiderstand einen Widerstand 60 zur Strombegrenzung zwischen Sekundärseite 8b und Primärseite 8a. Wegen der gegebenen Potentialdifferenzen der Bezugspotentiale P₂ und P₁ fließt der Strom I in 2 von der Versorgungsspannung V₂ der Sekundär- 8b zum Bezugspotential P₁ der Primärseite 8a.The connection line 20 contains a clamp diode 58 and a resistance as a current limiting resistor 60 for current limitation between secondary side 8b and primary side 8a , Because of the given potential differences of the reference potentials P ₂ and P ₁ , the current I flows in 2 from the supply voltage V _{2 of} the secondary 8b to the reference potential P _{1 of} the primary side 8a ,

Der Stromquelle 16 ist in 2 hierzu ein Stromspiegel 62 zugeteilt, welcher mit seinem Stromanschluss 22a mit der Verbindungsleitung 20 verbunden ist; der Strom I der Stromquelle 16 wird also über den Stromspiegel 62 bzw. seinen Spiegelwiderstand 64b zur Versorgungsspannung V₂ geführt. Am Spiegelwiderstand 64b wird der Strom I zunächst in eine Spiegelspannung U_SP gewandelt. Diese ist auf die Versorgungsspannung V₂ bezogen. Über den Stromspiegel 62 bzw. einen weiteren Spiegelwiderstand 64b wird die Spiegelspannung U_SP in einen Spiegelstrom I_SP gewandelt, welcher an Stelle des ursprünglichen Stroms I in die Verbindungsleitung 20 eingespeist wird.The power source 16 is in 2 this is a current mirror 62 allocated, which with its power connection 22a with the connection line 20 connected is; the current I of the power source 16 So it's about the current mirror 62 or its mirror resistance 64b led to the supply voltage V ₂ . At the mirror resistance 64b the current I is first converted into a mirror voltage U _SP . This is based on the supply voltage V ₂ . About the current mirror 62 or another mirror resistor 64b the mirror voltage U _{SP is converted} into a mirror current I _SP , which instead of the original current I in the connecting line 20 is fed.

Der Stromspiegel 62 enthält hierbei einen direkt an die Verbindungsleitung angeschlossenen Hochvolttransistor 50, welcher im Beispiel bis 200 V spannungsfest ist und damit bezüglich der maximalen Potentialdifferenz zwischen dem Bezugspotential P₁ und der Versorgungsspannung V₂ der Sekundärseite 8b spannungsfest ist.The current mirror 62 In this case contains a high-voltage transistor connected directly to the connecting line 50 , which in the example is voltage resistant up to 200 V and thus with respect to the maximum potential difference between the reference potential P ₁ and the supply voltage V _{2 of} the secondary side 8b is tense.

An der anderen Seite der Verbindungsleitung 20 ist ein Strom-Spannungswandler 24 angeschlossen, der einen zum Bezugspotential P₁ führenden Widerstand 66 und einen parallel hierzu angeordneten Kondensator 68 aufweist. Zwei Klemmdioden 56 begrenzen die vom Kondensator 68 abgegebene Signalspannung U_S2 als Ausgangsspannung gegen die Versorgungsspannung V₁ der Primärseite 8a und deren Bezugspotential P₁.On the other side of the connecting line 20 is a current-voltage converter 24 connected, the one leading to the reference potential P ₁ resistance 66 and a capacitor arranged in parallel therewith 68 having. Two clamping diodes 56 limit those of the capacitor 68 output signal voltage U _S2 as an output voltage against the supply voltage V _{1 of} the primary side 8a and their reference potential P ₁ .

In der vorliegenden Schaltung gemäß 2 sind während des Schaltvorgangs des Schalters 2 auch kurze Spannungsunterschwingungen, d. h. Schwankungen des Potentials P₂ auch unterhalb des Potentials P₁ erlaubt, solange diese die Sperrspannung der Diode 58 nicht unterschreiten. Auch derartige Unterschwingungen werden vom Kondensator 68 abgefiltert, so dass die Signalspannung U_S2 nicht unter denjenigen Wert fällt oder denjenigen übersteigt, der für eine primärseitige weiterverarbeitende, nicht dargestellte Logikschaltung unzulässig wäre.In the present circuit according to 2 are during the switching operation of the switch 2 Even short voltage undershoots, ie fluctuations of the potential P ₂ also allowed below the potential P ₁ , as long as this the reverse voltage of the diode 58 do not fall short. Even such sub-oscillations are from the capacitor 68 filtered, so that the signal voltage U _S2 does not fall below that value or exceeds that which would be inadmissible for a primary-side processing further, not shown logic circuit.

3 zeigt einen alternativen Strompfad für den Fall, dass das Bezugspotential P₁ höher als P₂ ist. Die Ausführungsform nach 3 kann auch mit der aus 2 kombiniert werden. Der Stromspiegel 62' ist hier an der Versorgungsspannung V₁ der Primärseite angeschlossen und bedient einerseits die Verbindungsleitung 20' mit dem Strom I und andererseits den Strom-Spannungswandler 24 mit dem Spiegelstrom I_Sp. Zwischen Verbin dungsleitung 20' und Stromquelle 16 ist noch eine Entkoppeldiode 72 eingefügt, die verhindert, dass bei Kombination der Schaltungen gemäß 2 und 3, bei der der Signalpfad nach 2 zwischen der Endkoppeldiode 72 und der Stromquelle 16 angeschlossen ist, die entsprechenden Stromrichtungen sichergestellt sind. Der Hochvolttransistor 50' befindet sich in dieser Ausführungsform in der Stromquelle 16. 3 shows an alternative current path in the event that the reference potential P _{1 is} higher than P ₂ . The embodiment according to 3 can also deal with the 2 be combined. The current mirror 62 ' is here connected to the supply voltage V _{1 of} the primary side and on the one hand serves the connection line 20 ' with the current I and on the other hand the current-voltage converter 24 with the Mirror current I _Sp . Between connec tion line 20 ' and power source 16 is still a decoupling diode 72 inserted, which prevents when combining the circuits according to 2 and 3 , where the signal path after 2 between the final coupling diode 72 and the power source 16 is connected, the corresponding current directions are ensured. The high-voltage transistor 50 ' is in the current source in this embodiment 16 ,

Claims

Circuit for signal voltage transmission within a driver ( 6 ) of a power semiconductor switch ( 2 ), comprising: - a secondary side having a second reference potential (P ₂ ) ( 8b ) of the driver ( 6 ) arranged signal input ( 14a ) for a first signal voltage (U _S1 ), - one on the secondary side ( 8b ) arranged power source ( 16 . 16 ' ) for generating a current (I, I ') correlated with the first signal voltage (U _S1 ), - one at the current source ( 16 . 16 ' ), from the secondary ( 8a ) to a first reference potential (P ₁ ) having primary side ( 8a ) of the driver ( 6 ) leading connection line ( 20 . 20 ' ) for guiding the current (I, I '), - one on the primary side ( 8a ), to the connecting line ( 20 . 20 ' ) connected current-voltage converter ( 24 . 24 ' ) for converting the current (I, I ') into a second signal voltage (U _S2 ) correlated with the current (I, I'), - one on the primary side ( 8a ) arranged signal output ( 14b ) for the second signal voltage (U _S2 ).

Circuit according to Claim 1, in which the power source ( 16 . 16 ' ) with its connecting line ( 20 ) facing away from the supply voltage (V ₂ ) of the secondary side ( 8b ) connected.

Circuit according to Claim 1 or 2, in which the signal input ( 14a ) is related to the second reference potential (P ₂ ).

Circuit according to one of the preceding claims, in which the current source ( 16 . 16 ' ) one of the first signal voltage (U _S1 ) controlled, the signal input ( 14a ), having a controlled current source.

Circuit according to one of the preceding claims, in which the current source ( 16 . 16 ' ) one for at least the maximum voltage difference between primary ( 8a ) and secondary side ( 8b ) is voltage-resistant power source.

Circuit according to Claim 5, in which the power source ( 16 . 16 ' ) one on the connecting line ( 20 . 20 ' ) connected, voltage-resistant high-voltage transistor ( 50 . 50 ' ) contains.

Circuit according to one of the preceding claims, in which the connecting line ( 20 . 20 ' ) between primary ( 8a ) and secondary side ( 8b ) acting reverse polarity protection ( 58 . 58 ' ) and / or current limiters ( 60 . 60 ' ) assigned.

Circuit according to Claim 7, in which the polarity reversal protection ( 58 . 58 ' ) a diode and / or the current limiter ( 60 . 60 ' ) a resistor in the connecting line ( 20 . 20 ' ).

Circuit according to one of the preceding claims, in which the current-voltage converter ( 24 . 24 ' ) with its the connecting line ( 20 . 20 ' ) facing away from the reference potential (P ₁ ) of the primary side ( 8a ) connected.

Circuit according to one of the preceding claims, in which the signal output ( 14b ) is related to the first reference potential (P ₁ ).

Circuit according to one of the preceding claims, in which the power source ( 16 . 16 ' ) on the secondary side ( 8b ) arranged current mirror ( 62 ) to implement the from the power source ( 16 . 16 ' ) generated current (I) in one of the connecting line ( 20 . 20 ' ) is assigned to be supplied mirror current (I _SP ).

Circuit according to one of the preceding claims, in which the current-voltage converter ( 24 ) a resistor (I, I ') to the second signal voltage (U _S2 ) converting resistor ( 66 ) contains.

Circuit according to one of the preceding claims, with an attenuator ( 68 ) for the second signal voltage (U _S2 ).

Circuit according to Claim 13, in which the attenuator ( 68 ) is a capacitor to which the second signal voltage (U _S2 ) is applied.

Circuit according to one of the preceding claims, wherein between signal input ( 14a ) and current-voltage converter ( 24 . 24 ' ) each power source ( 16 . 16 ' ) and connecting line ( 20 . 20 ' ) are in duplicate, each with a power source ( 16 . 16 ' ) together with a connecting line ( 20 . 20 ' ) is used for signal transmission for the respective case that the first reference potential (P ₁ ) is smaller or larger than the second reference potential (P ₂ ).

Circuit according to one of the preceding claims, having an evaluation unit ( 70 ) for determining the analog voltage value of a secondary side, at the transmission of the first (U _S1 ) to second signal voltage (U _S2 ) involved analog size (P ₂ , V ₂ ).

Circuit according to Claim 16, in which the analog variable (P ₂ , V ₂ ) has the second reference potential (P ₂ ) and / or the supply voltage (V ₂ ) of the secondary side ( 8b ).

Method for signal voltage transmission within a driver ( 6 ) of a power semiconductor switch, comprising the following steps: - at a secondary side having a second reference potential (P ₂ ) ( 8b ) of the driver ( 6 ) arranged signal input ( 14a ), a first signal voltage (U _S1 ) is applied, - one on the secondary side ( 8b ) arranged power source ( 16 . 16 ' ) generates a current (I, I ') correlated with the first signal voltage (U _S1 ), - one at the current source ( 16 . 16 ' ) connected connection line ( 20 . 20 ' ) carries the current (I, I ') from the secondary ( 8b ) to a first reference potential (P ₁ ) having primary side ( 8a ) of the driver ( 6 ), - one on the primary side ( 8a ), to the connecting line ( 20 . 20 ' ) connected current-voltage converter ( 24 . 24 ' ) converts the current (I, I ') into a second signal voltage (U _S2 ) correlated with the current (I, I'), - the second signal voltage (U _S2 ) is applied to one on the primary side ( 8a ) arranged signal output ( 14b ).

Method according to Claim 18, in which the current (I, I ') is dependent on the supply voltage (V ₂ ) of the secondary side ( 8b ) to the reference potential (P ₁ ) of the primary side ( 8a ) flows.

Method according to claim 18 or 19, in which - the current (I) on the secondary side ( 8b ) from a current mirror ( 62 ) is translated into a correlated mirror current (I _SP ) and - the current-voltage converter ( 24 ) converts the mirror current (I _SP ) into the second signal voltage (U _S2 ).

Method according to one of claims 18 to 20, wherein the first (U _S1 ) and / or second signal voltage (U _S2 ) and / or current (I, I ', I _SP ) are low-pass filtered.

Method according to one of Claims 18 to 20, in which a secondary-side analog variable (P ₂ , V ₂ ) participating in the transmission of the first (U _S1 ) to the second signal voltage (U _S2 ) from an evaluation unit ( 70 ) is determined from the second signal voltage (U _S2 ).