DE102010032717A1 - Method for operating of power semiconductor component e.g. insulated gate bipolar transistor (IGBT) , involves limiting gate-emitter voltage of power semiconductor component to critical voltage during starting phase of component - Google Patents

Method for operating of power semiconductor component e.g. insulated gate bipolar transistor (IGBT) , involves limiting gate-emitter voltage of power semiconductor component to critical voltage during starting phase of component Download PDF

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    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
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    • H03K17/08128Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in composite switches

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Abstract

The control voltage e.g. gate-emitter voltage of power semiconductor component (12) is limited to a critical voltage during a starting phase of the power semiconductor component. The gate-emitter during starting phase of component is smaller than in steady-state operation of the component. Independent claims are included for the following: (1) electric circuit; and (2) electrical power converter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine elektrische Schaltung zum Betreiben eines Leistungshalbleiter-Bauelements.The invention relates to a method and an electrical circuit for operating a power semiconductor device.

Aus der DE 102 44 266 A1 ist es bekannt, in der Umgebung eines Leistungshalbleiter-Bauelements beispielsweise eine Rogowski-Spule anzuordnen, mit der die Stromänderung im Leistungshalbleiter-Bauelement überwacht werden kann. Wird ein Überstrom oder ein Kurzschlussstrom im Leistungshalbleiter-Bauelement erkannt, so wird dasselbe abgeschaltet. Der Aufwand zur Realisierung der bekannten Vorgehensweise ist insbesondere aufgrund der erforderlichen Rogowski-Spule relativ hoch.From the DE 102 44 266 A1 For example, it is known to arrange, in the vicinity of a power semiconductor component, a Rogowski coil, with which the current change in the power semiconductor component can be monitored. If an overcurrent or a short-circuit current is detected in the power semiconductor device, the same is turned off. The cost of implementing the known procedure is relatively high, in particular due to the required Rogowski coil.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine elektrische Schaltung zu schaffen, die mit einem geringeren Aufwand eine Überwachung von Über- oder Kurzschlussströmen ermöglicht.This results in the object of the invention to provide a method and an electrical circuit that allows monitoring of over- or short-circuit currents with less effort.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und durch eine elektrische Schaltung nach dem Anspruch 2.The invention achieves this object by a method according to claim 1 and by an electrical circuit according to claim 2.

Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerspannung bzw. die Gate-Emitter-Spannung des Leistungshalbleiter-Bauelements während einer Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements auf eine kritische Spannung begrenzt wird.In the case of the invention, it is provided that the control voltage or the gate-emitter voltage of the power semiconductor component is limited to a critical voltage during a switch-on phase of the power semiconductor component.

Während der Einschaltphase befindet sich das Leistungshalbleiter-Bauelement in einem nicht-gesättigten, nicht-stationären Durchlass-Zustand. In diesem Zustand besteht ein direkter Zusammenhang zwischen dem Kollektor-Strom und der Gate-Emitter-Spannung des Leistungshalbleiter-Bauelements. Insbesondere steigt der Kollektor-Strom umso mehr an, je größer die Gate-Emitter-Spannung in der Einschaltphase wird. Wird daher durch die Erfindung die Gate-Emitter-Spannung auf eine kritische obere Spannung begrenzt, so hat dies zur Folge, dass auch der Anstieg des Kollektor-Stroms begrenzt wird. Durch diese erfindungsgemäße Begrenzung des Kollektor-Stroms kann somit ein für das Leistungshalbleiter-Bauelement gegebenenfalls kritischer Überstrom oder ein Kurzschlussstrom gar nicht erst entstehen. Ein derartiger Über- oder Kurzschlussstrom wird stattdessen schon bei seiner Entstehung auf die erläuterte Weise begrenzt.During the power up phase, the power semiconductor device is in a non-saturated, non-steady state, pass-through state. In this state, there is a direct relationship between the collector current and the gate-emitter voltage of the power semiconductor device. In particular, the larger the gate-emitter voltage in the switch-on phase, the more the collector current increases. If, therefore, the invention limits the gate-emitter voltage to a critical upper voltage, this has the consequence that the rise of the collector current is also limited. By means of this limitation of the collector current according to the invention, an overcurrent or a short-circuit current, which may be critical for the power semiconductor component, can thus not arise at all. Such an overcurrent or short-circuit current is instead limited in its formation in the manner explained.

Die Erfindung weist somit den wesentlichen Vorteil auf, dass nicht erst wie beim Stand der Technik abgewartet wird, bis ein Überstrom oder ein Kurzschlussstrom entsteht, um dann diesen Über- oder Kurzschlussstrom zu erkennen, und um danach das Leistungshalbleiter-Bauelement abzuschalten und es vor einer Zerstörung zu bewahren. Stattdessen wird die Entstehung eines Überstroms oder eines Kurzschlussstroms dadurch gar nicht zugelassen, dass der Kollektor-Strom auf die erfindungsgemäße Weise begrenzt wird.The invention thus has the significant advantage that it does not wait as in the prior art, until an overcurrent or a short-circuit current is generated, to then detect this overcurrent or short-circuit current, and then turn off the power semiconductor device and before a To preserve destruction. Instead, the emergence of an overcurrent or a short-circuit current is thereby not allowed at all that the collector current is limited in the manner according to the invention.

Mit der Erfindung wird somit einerseits ein wesentlich größerer Schutz des Leistungshalbleiter-Bauelements gegen Über- oder Kurzschlussströme erreicht, da diese von vorneherein begrenzt werden. Andererseits erfordert die Realisierung der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik nur wenig Aufwand, da eine Überwachung von Überströmen beispielsweise mittels einer Rogowski-Spule nicht erforderlich ist.Thus, on the one hand, a substantially greater protection of the power semiconductor component against overcurrent or short-circuit currents is achieved with the invention, since these are limited from the outset. On the other hand, the implementation of the invention requires little effort compared to the prior art, since a monitoring of overcurrents, for example by means of a Rogowski coil is not required.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während der Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements die Gate-Emitter-Spannung mit einer Referenz-Gate-Emitter-Spannung verglichen, und es wird das Leistungshalbleiter-Bauelement abgeschaltet, wenn die Gate-Emitter-Spannung gleich groß oder größer wird als die Referenz-Gate-Emitter-Spannung. Durch diese Maßnahme wird, zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Begrenzung des Kollektor-Stroms, erreicht, dass das Leistungshalbleiter-Bauelement abgeschaltet wird, wenn die Gate-Emitter-Spannung die vorgegebene Referenz-Gate-Emitter-Spannung erreicht. Diese Referenz-Gate-Emitter-Spannung kann dabei derart vorgegeben werden, dass das Erreichen dieses Referenzwertes gleichbedeutend ist mit einem an sich vorhandenen Überstrom oder Kurzschlussstrom.In a particularly advantageous development of the invention, during the switch-on phase of the power semiconductor component, the gate-emitter voltage is compared with a reference gate-emitter voltage, and the power semiconductor component is switched off when the gate-emitter voltage is the same size or greater than the reference gate-emitter voltage. By this measure, in addition to the inventive limitation of the collector current, it is achieved that the power semiconductor component is switched off when the gate-emitter voltage reaches the predetermined reference gate-emitter voltage. This reference gate-emitter voltage can be specified in such a way that the achievement of this reference value is equivalent to an existing overcurrent or short-circuit current.

Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass beispielsweise der in der Spannungsbegrenzungsschaltung fließende Strom zum Zwecke der Erkennung eines Überstroms oder eines Kurzschlussstroms ausgewertet wird.Alternatively or additionally, it is possible that, for example, the current flowing in the voltage limiting circuit is evaluated for the purpose of detecting an overcurrent or a short-circuit current.

Insgesamt wird damit erreicht, dass einerseits ein Überstrom oder Kurzschlussstrom, wie erläutert, erfindungsgemäß begrenzt wird, und dass andererseits dieser Über- oder Kurzschlussstrom trotzdem erkannt werden kann und das Leistungshalbleiter-Bauelement daraufhin abgeschaltet werden kann.Overall, it is thus achieved that, on the one hand, an overcurrent or short-circuit current, as explained, is limited according to the invention, and, on the other hand, this overcurrent or short-circuit current can still be detected and the power semiconductor component can then be switched off.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Leistungshalbleiter-Bauelement über einen vorhandenen Ausschalt-Widerstand abgeschaltet wird. Damit wird erreicht, dass im Zusammenhang mit der Erfindung kein besonderer Aufwand erforderlich ist, um das Leistungshalbleiter-Bauelement bei einem Überstrom oder einem Kurzschlussstrom abzuschalten. Stattdessen können in diesem Fall diejenigen Bauelemente verwendet werden, die bereits für das „normale” Abschalten des Leistungshalbleiter-Bauelements vorhanden sind.It is particularly advantageous if the power semiconductor device is switched off via an existing turn-off resistor. This ensures that in connection with the invention, no special effort is required to turn off the power semiconductor device in an overcurrent or a short-circuit current. Instead, in this case, those components that are already present for the "normal" shutdown of the power semiconductor device can be used.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Gate-Emitter-Spannung während der Einschaltphase vorübergehend eine im Wesentlichen konstante Plateau-Spannung auf, die kleiner ist als diejenige Spannung, die die Gate-Emitter-Spannung im stationären Zustand des Leistungshalbleiter-Bauelements aufweist, und es ist die kritische Spannung nur wenig größer als die Plateau-Spannung und kleiner als die Spannung des stationären Zustands des Leistungshalbleiter-Bauelements.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the gate-emitter Voltage during the switch-on phase temporarily a substantially constant plateau voltage, which is smaller than that voltage which has the gate-emitter voltage in the stationary state of the power semiconductor device, and it is the critical voltage only slightly larger than the plateau Voltage and smaller than the stationary state voltage of the power semiconductor device.

Diese Vorgaben für die kritische Spannung gewährleisten einerseits, dass das Leistungshalbleiter-Bauelement, sofern kein Überstrom oder Kurzschlussstrom vorliegt, „normal” betrieben werden kann, also insbesondere ohne zusätzlichen Aufwand hinsichtlich der Ansteuerung des Leistungshalbleiter-Bauelements. Andererseits wird durch die genannten Vorgaben erreicht, dass ein möglicher Überstrom oder Kurzschlussstrom erkannt und damit das Leistungshalbleiter-Bauelement abgeschaltet werden kann.On the one hand, these specifications for the critical voltage ensure that the power semiconductor component can be operated "normally", provided that there is no overcurrent or short-circuit current, that is to say in particular without additional effort with regard to the control of the power semiconductor component. On the other hand, it is achieved by the stated specifications that a possible overcurrent or short-circuit current is detected and thus the power semiconductor component can be switched off.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung des Leistungshalbleiter-Bauelements während der Einschaltphase mit Hilfe einer mit dem Gate des Leistungshalbleiter-Bauelements verbundenen Zenerdiode erreicht. Dies stellt eine einfache und zuverlässige Weise dar, die Gate-Emitter-Spannung und damit auch den Kollektor-Strom während der Einschaltphase zu begrenzen.In a first advantageous refinement of the invention, the limitation of the gate-emitter voltage of the power semiconductor component during the switch-on phase is achieved with the aid of a zener diode connected to the gate of the power semiconductor component. This provides a simple and reliable way to limit the gate-emitter voltage and thus also the collector current during the switch-on phase.

Bei einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung des Leistungshalbleiter-Bauelements dadurch erreicht wird, dass das Gate des Leistungshalbleiter-Bauelements während der Einschaltphase mit einer Spannung angesteuert wird, die kleiner ist als die Spannung des stationären Zustands des Leistungshalbleiter-Bauelements. Mit dieser speziellen Ansteuerung wird erreicht, dass die Gate-Emitter-Spannung gar nicht auf größere Werte ansteigen kann. Dies hat, wie erläutert wurde, zur Folge, dass auch der Kollektor-Strom begrenzt ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass für deren Realisierung nur ein sehr geringer Aufwand erforderlich ist.In a second advantageous embodiment of the invention, the limitation of the gate-emitter voltage of the power semiconductor device is achieved in that the gate of the power semiconductor device is driven during the switch-on with a voltage which is smaller than the voltage of the stationary state of the power semiconductor component. This special control ensures that the gate-emitter voltage can not rise to higher values. As has been explained, this has the consequence that the collector current is also limited. The advantage of this embodiment is that only a very small effort is required for their realization.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Schaltung bei einem elektrischen Stromrichter eingesetzt werden, der eine Mehrzahl von Leistungshalbleiter-Bauelementen aufweist.The circuit according to the invention can be used particularly advantageously in an electric power converter which has a plurality of power semiconductor components.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung zur Ansteuerung eines Leistungshalbleiter-Bauelements, 2 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Verläufen von Signalen der Schaltung der 1, 3 zeigt einen schematischen elektrischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerung des Leistungshalbleiter-Bauelements der 1, 4 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm von Verläufen von Signalen der Schaltung der 3 bei einem Kurschluss, und 5 zeigt einen schematischen elektrischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerung des Leistungshalbleiter-Bauelements der 1. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an inventive electrical circuit for driving a power semiconductor device, 2 shows a schematic timing diagram of waveforms of signals of the circuit of 1 . 3 shows a schematic electrical circuit diagram of a first embodiment of a drive of the power semiconductor device of 1 . 4 shows a schematic timing diagram of waveforms of signals of the circuit of 3 at a short-circuit, and 5 shows a schematic electrical circuit diagram of a second embodiment of a control of the power semiconductor device of 1 ,

In der 1 ist eine Schaltung 10 dargestellt, die eine Serienschaltung aus zwei Leistungshalbleiter-Bauelementen 12, 13 mit jeweils einer entgegengesetzt parallel geschalteten Diode 14, 15 aufweist. Bei den beiden Leistungshalbleiter-Bauelementen 12, 13 kann es sich um jegliche Art von spannungsgesteuerten, abschaltbaren Bauelementen handeln, insbesondere um IGBTs (IGBT = insulated gate bipolar transistor). Nachfolgend werden die beiden Leistungshalbleiter-Bauelemente 12, 13 zum Zwecke der Abkürzung nur noch als IGBTs 12, 13 bezeichnet. Damit soll jedoch keine Einschränkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels nur auf IGBTs zum Ausdruck gebracht werden.In the 1 is a circuit 10 shown, which is a series circuit of two power semiconductor devices 12 . 13 each with a diode connected in parallel in parallel 14 . 15 having. For the two power semiconductor components 12 . 13 they may be any kind of voltage-controlled, turn-off components, in particular IGBTs (IGBT = insulated gate bipolar transistor). The following are the two power semiconductor devices 12 . 13 for the sake of brevity only as IGBTs 12 . 13 designated. However, this is not meant to limit the present embodiment to IGBTs only.

Die beiden IGBTs 12, 13 sind mit jeweils einer Ansteuerung 17, 18 verbunden, und zwar kann einerseits das jeweilige Gate der beiden IGBTs 12, 13 von der zugehörigen Ansteuerung 17, 18 mit einem Strom iG beaufschlagt werden und andererseits ist der jeweilige Emitter der beiden IGBTs 12, 13 mit der zugehörigen Ansteuerung 17, 18 verbunden, so dass die jeweilige Gate-Emitter-Spannung uGE von der zugehörigen Ansteuerung 17, 18 ermittelbar ist.The two IGBTs 12 . 13 are each with a drive 17 . 18 connected, namely, on the one hand, the respective gate of the two IGBTs 12 . 13 from the associated control 17 . 18 with a current i G are applied and on the other hand, the respective emitter of the two IGBTs 12 . 13 with the associated control 17 . 18 connected, so that the respective gate-emitter voltage u GE of the associated control 17 . 18 can be determined.

Bei dem Gate und dem Emitter der beiden IGBTs 12, 13 handelt es sich um die Steueranschlüsse derselben und bei der Gate-Emitter-Spannung uGE handelt es sich um deren Steuerspannungen. Zum Zwecke der Abkürzung werden nachfolgend die Steueranschlüsse und die Steuerspannung immer nur als Gate, Emitter und Gate-Emitter-Spannung uGE der IGBTs 12, 13 bezeichnet. Damit soll jedoch keine Einschränkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels nur auf IGBTs zum Ausdruck gebracht werden.At the gate and the emitter of the two IGBTs 12 . 13 these are the control terminals of the same and the gate-emitter voltage u GE are their control voltages. For the sake of brevity, in the following, the control terminals and the control voltage will always only be the gate, emitter and gate-emitter voltage u GE of the IGBTs 12 . 13 designated. However, this is not meant to limit the present embodiment to IGBTs only.

Den beiden Ansteuerungen 17, 18 ist jeweils ein ON/OFF-Signal zugeführt, auf dessen Grundlage der zugehörige IGBT 12, 13 in den leitenden oder gesperrten Zustand geschaltet wird. Im leitenden Zustand fließt über den jeweiligen IGTB 12, 13 der Kollektor-Strom iC und es liegt die Spannung uCE an.The two controls 17 . 18 in each case an ON / OFF signal is supplied, on whose Basis of the associated IGBT 12 . 13 is switched to the conductive or locked state. In the conducting state flows over the respective IGTB 12 . 13 the collector current i C and there is the voltage u CE .

Zu der Serienschaltung der beiden IGBTs 12, 13 ist eine Serienschaltung aus einer Induktivität 20 und einer Kapazität 21 parallel geschaltet. Bei der Induktivität 20 handelt es sich üblicherweise um eine aufbaubedingt eher kleine Induktivität und bei der Kapazität 21 handelt es sich um eine meist eher große, sogenannte Stützkapazität. An der Kapazität 21 liegt üblicherweise eine Gleichspannung Ud an. An den Verbindungspunkt der beiden IGBTs 12, 13 bzw. der beiden Dioden 14, 15 kann eine Last angeschlossen werden, so dass über diesen Punkt ein Strom iL fließt.To the series connection of the two IGBTs 12 . 13 is a series circuit of an inductance 20 and a capacity 21 connected in parallel. At the inductance 20 it is usually a structurally rather small inductance and capacity 21 it is a usually rather large, so-called support capacity. At the capacity 21 is usually a DC voltage U d . At the connection point of the two IGBTs 12 . 13 or the two diodes 14 . 15 a load can be connected so that a current i L flows through this point.

In der 2 sind beispielhaft für einen Einschaltvorgang des IGBT 12 die Gate-Emitter-Spannung uGE, der Strom iG, sowie der Kollektor-Strom iC und die Spannung uCE über der Zeit t aufgetragen, wobei in der 2 davon ausgegangen wird, dass kein Kurzschluss vorhanden ist.In the 2 are exemplary of a switch-on of the IGBT 12 the gate-emitter voltage u GE , the current i G , and the collector current i C and the voltage u CE applied over the time t, wherein in the 2 it is assumed that there is no short circuit.

Im Zeitpunkt ton wird das Gate des IGBT 12 aufgrund des ON/OFF-Signals mit dem Strom iG beaufschlagt. Dies hat zur Folge, dass die Gate-Emitter-Spannung UGE von einer negativen Spannung Un-ansteigt und in einem Zeitpunkt t1 einen Schwellwert UGE,th übersteigt. Ab diesem Zeitpunkt t1 beginnt der Kollektor-Strom iC zu fliegen. Während der nunmehr folgenden Einschaltphase befindet sich der IGBT 12 in einem nicht-gesättigten und nicht-stationären Durchlass-Zustand, was auch am Verlauf der Spannung uCE zu erkennen ist, insbesondere an deren Abfall auf eine stationäre Spannung uCE,sat.At time t on becomes the gate of the IGBT 12 due to the ON / OFF signal with the current i G acted upon. As a result, the gate-emitter voltage U GE rises from a negative voltage U n and, at a time t1 , exceeds a threshold value U GE, th . From this time t1, the collector current i C starts flowing g s. During the following switch-on phase, the IGBT is located 12 in a non-saturated and non-stationary on-state, which can also be seen in the course of the voltage u CE , in particular its drop to a steady state voltage u CE, sat .

Nach dem Zeitpunkt t1 sinkt die Gate-Emitter-Spannung uGE auf eine im wesentlichen konstant bleibende Plateau-Spannung UGE,pl ab, die deutlich kleiner ist als diejenige Spannung Up+, die die Gate-Emitter-Spannung uGE im stationären Zustand des IGBT 12 aufweist. Beispielhaft kann die Plateau-Spannung UGE,pl etwa 10 V bis etwa 12 V betragen. Ausgehend von dem Zeitpunkt ton verbleibt die Gate-Emitter-Spannung uGE etwa bis zum Ablauf einer Zeitdauer Ton auf dieser Plateau-Spannung UGE,pl. Die Zeitdauer Ton kann beispielsweise etwa 3 μsec bis etwa 8 μsec betragen.After time t1, the gate-emitter voltage u GE drops to a substantially constant plateau voltage U GE, pl , which is significantly smaller than the voltage U p + , the gate-emitter voltage u GE in the steady state of the IGBT 12 having. By way of example, the plateau voltage U GE, pl may be about 10 V to about 12 V. Starting from the time t on , the gate-emitter voltage u GE remains approximately at the expiration of a time T on at this plateau voltage U GE, pl . The time duration T on can be, for example, about 3 μsec to about 8 μsec.

Nach Ablauf der Zeitdauer Ton steigt die Gate-Emitter-Spannung uGE auf die Spannung Up+ für den stationären Zustand des IGBT 12 an. Die Spannung Up+ beträgt dabei etwa 15 V bis etwa 18 V.After expiration of the time period T on , the gate-emitter voltage u GE rises to the voltage U p + for the stationary state of the IGBT 12 at. The voltage U p + is about 15 V to about 18 V.

Wie bereits erwähnt, befindet sich der IGBT 12 während seiner Einschaltphase in einem nicht-gesättigten und nichtstationären Durchlass-Zustand. In diesem Zustand ist der Kollektor-Strom iC direkt abhängig von dem Wert der Gate-Emitter-Spannung uGE. Insbesondere gilt hier im Wesentlichen die Gleichung: iC(t) = gfs·(uGE(t) – UGE,th) mit UGE,th ≈ konstant und gfs = f(iC)
wobei gfs die Übertragungssteilheit bzw. Transkonduktanz des IGBT 12 darstellt.
As already mentioned, the IGBT is located 12 during its power up phase in a non-saturated and nonstationary on-state. In this state, the collector current i C is directly dependent on the value of the gate-emitter voltage u GE . In particular, the equation essentially applies here: i C (t) = g fs * (u GE (t) -U GE, th ) with U GE, th ≈ constant and g fs = f (i C )
wherein g f s is the transconductance and transconductance of the IGBT 12 represents.

Dieser formale Zusammenhang zeigt, dass der Kollektor-Strom iC umso größer ist, je größer die Gate-Emitter-Spannung uGE ist. Mit einer entsprechenden Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung uGE kann somit ein Anstieg des Kollektor-Stroms iC begrenzt werden.This formal relationship shows that the larger the gate-emitter voltage u GE , the larger the collector current i C. With a corresponding limitation of the gate-emitter voltage u GE , an increase of the collector current i C can thus be limited.

Wird also während der Einschaltphase des IGBT 12 die Gate-Emitter-Spannung uGE auf eine kritische Spannung UGE,crit begrenzt, die nur wenig größer ist als die üblicherweise vorhandene Plateau-Spannung UGE,pl, so kann sich in einem Fehlerfall zwangsläufig nur ein Kurzschluss-Kollektor-Strom iSC,max ergeben, der ebenfalls nur wenig größer ist als der üblicherweise fließende Kollektor-Strom iC. Durch die vorgenannte Begrenzung auf die kritische Spannung UGE,crit kann somit ein Begrenzung eines möglichen Kurzschluss-Kollektor-Stroms erreicht werden.Will be so during the switch-on of the IGBT 12 the gate-emitter voltage u GE limited to a critical voltage U GE, crit , which is only slightly larger than the usually existing plateau voltage U GE, pl , so in an error case inevitably only a short-circuit collector current i SC, max , which is also only slightly larger than the usually flowing collector current i C. As a result of the aforementioned limitation to the critical voltage U GE, crit , a limitation of a possible short-circuit collector current can be achieved.

In der 3 ist beispielhaft die Ansteuerung 17 für den IGBT 12 im Detail dargestellt. Die Ansteuerung 17 weist einen Treiber 25 auf, dem in nicht-dargestellter Weise das ON/OFF-Signal zugeführt ist. Es sind zwei in Serie geschaltete Spannungsquellen 27, 28 vorgesehen, die die Spannungen Up+, Un– erzeugen. Der Verbindungspunkt der beiden Spannungsquellen 27, 28 liegt auf Masse bzw. 0 V. Mit diesem Verbindungspunkt ist auch der Emitter des IGBT 12 verbunden.In the 3 is an example of the control 17 for the IGBT 12 shown in detail. The control 17 has a driver 25 on which the ON / OFF signal is supplied in a manner not shown. There are two series-connected voltage sources 27 . 28 provided that generate the voltages U p + , U n- . The connection point of the two voltage sources 27 . 28 is at ground or 0 V. With this connection point is also the emitter of the IGBT 12 connected.

Die positive Spannung Up+ ist über einen ersten Schalter 31 und einen ersten Widerstand 32 mit dem Gate des IGBT 12 verbunden und die negative Spannung Un– ist über einen zweiten Schalter 33 und einen zweiten Widerstand 34 mit dem Gate des IGBT 12 verbunden. Die beiden Schalter 31, 33 werden alternativ von dem Treiber 25 in ihren geschlossenen oder geöffneten Zustand geschaltet. Die beiden Widerstände stellen den Einschalt- und den Ausschaltwiderstand dar, die üblicherweise bei einer derartigen Ansteuerung vorhanden sind.The positive voltage U p + is via a first switch 31 and a first resistance 32 with the gate of the IGBT 12 connected and the negative voltage U n- is via a second switch 33 and a second resistor 34 with the gate of the IGBT 12 connected. The two switches 31 . 33 are alternatively from the driver 25 switched to their closed or opened state. The two resistors represent the switch-on and the switch-off, which are usually present in such a control.

Zwischen das Gate und den Emitter des IGBT 12 ist eine Serienschaltung aus einer Zenerdiode 37 und einem Zenerdioden-Schalter 38 geschaltet, wobei die Durchlassrichtung der Zenerdiode 37 zum Gate des IGBT 12 gerichtet ist. Die Durchbruch-Spannung der Zenerdiode 37 liegt bei der kritischen Spannung UGE,crit. Der Zenerdioden-Schalter 38 wird von dem Treiber 25 in seinen geschlossenen oder geöffneten Zustand geschaltet. Es versteht sich, dass anstelle der Zenerdiode 37 auch andersartige Einrichtungen zur Spannungsbegrenzung eingesetzt werden können.Between the gate and the emitter of the IGBT 12 is a series circuit of a Zener diode 37 and a zener diode switch 38 switched, wherein the forward direction of the zener diode 37 to the gate of the IGBT 12 is directed. The breakdown voltage of the Zener diode 37 lies at the critical tension U GE, crit . The zener diode switch 38 is from the driver 25 in his closed or opened state. It is understood that instead of the Zener diode 37 also different types of voltage limiting devices can be used.

Es ist ein Vergleicher 41 vorgesehen, dem einerseits die Gate-Emitter-Spannung uGE sowie andererseits eine Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref zugeführt sind. Die Gate-Emitter-Spannung uGE wird dabei am Gate des IGBT 12 abgegriffen und die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref wird von dem Treiber 25 vorgegeben. Die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref ist größer als die Plateau-Spannung UGE,pl, aber kleiner/gleich als die kritische Spannung UGE,crit. In Abhängigkeit von den beiden genannten Eingangssignalen erzeugt der Vergleicher 41 ein Kurzschluss-Signal KS, das den Treiber 25 beaufschlagt.It is a comparator 41 provided, on the one hand, the gate-emitter voltage u GE and on the other hand, a reference gate-emitter voltage U GE, ref are supplied. The gate-emitter voltage u GE is thereby at the gate of the IGBT 12 tapped and the reference gate-emitter voltage U GE, ref is from the driver 25 specified. The reference gate-emitter voltage U GE, ref is greater than the plateau voltage U GE, pl , but less than / equal to the critical voltage U GE, crit . Depending on the two mentioned input signals, the comparator generates 41 a short-circuit signal KS, which is the driver 25 applied.

Zum Zwecke der Erläuterung wird davon ausgegangen, dass der erste Schalter 31 geöffnet und der zweite Schalter 33 geschlossen ist. Während der Einschaltphase des IGBT 12 wird der erste Schalter 31 von dem Treiber 25 geschlossen. Der zweite Schalter 33 ist dann geöffnet. Soll der IGBT 12 wieder abgeschaltet werden, so wird der erste Schalter 31 geöffnet und der zweite Schalter 33 wird von dem Treiber 25 geschlossen.For purposes of explanation, it is assumed that the first switch 31 opened and the second switch 33 closed is. During the switch-on phase of the IGBT 12 becomes the first switch 31 from the driver 25 closed. The second switch 33 is then open. Should the IGBT 12 be switched off again, then the first switch 31 opened and the second switch 33 is from the driver 25 closed.

Während der Einschaltphase des IGBT 12, und zwar während der Zeitdauer Ton, wird der Zenerdioden-Schalter 38 von dem Treiber 25 geschlossen. Damit liegt die Gate-Emitter-Spannung uGE während der Zeitdauer Ton an der Zenerdiode 37 an. Dies hat zur Folge, dass die Gate-Emitter-Spannung uGE während der Zeitdauer Ton aufgrund die Zenerdiode 37 maximal auf die kritische Spannung UGE,crit ansteigen kann und dann im Fehlerfall auf diese kritische Spannung UGE,crit begrenzt bzw. „geklemmt” wird.During the switch-on phase of the IGBT 12 during the period T on , the Zener diode switch becomes 38 from the driver 25 closed. Thus, the gate-emitter voltage u GE during the period T on to the Zener diode 37 at. This has the consequence that the gate-emitter voltage u GE during the period T on due to the Zener diode 37 can rise to a maximum of the critical voltage U GE, crit and then in the event of an error to this critical voltage U GE, crit limited or "clamped" is.

Der Vergleicher 41 wird nur während der Zeitdauer Ton aktiviert, ansonsten ist der Vergleicher 41 abgeschaltet. Während der Zeitdauer Ton werden die Gate-Emitter-Spannung uGE und die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref miteinander verglichen. Wird die Gate-Emitter-Spannung uGE größer als die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref, so wird das Kurzschluss-Signal KS von dem Vergleicher beispielsweise auf „1” gesetzt. Ansonsten ist das Kurzschluss-Signal KS gleich „0”. Tritt während der Einschaltphase des IGBT 12, genau genommen während der Zeitdauer Ton kein Kurzschluss auf, so bleibt die Gate-Emitter-Spannung uGE kleiner als die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref und das Kurzschluss-Signal KS bleibt gleich „0”. Der Treiber 41 ergreift insoweit keine Maßnahmen. Nach Ablauf der Zeitdauer Ton wird der Zenerdioden-Schalter 38 geöffnet und die Gate-Emitter-Spannung uGE kann ohne eine Begrenzung durch die Zenerdiode 37 auf die Spannung Up+ ansteigen und der IGBT 12 damit in den stationären Zustand übergehen.The comparator 41 is activated only during the time T on , otherwise the comparator 41 off. During the time period T on , the gate-emitter voltage u GE and the reference gate-emitter voltage U GE, ref are compared with each other. If the gate-emitter voltage u GE is greater than the reference gate-emitter voltage U GE, ref , the short-circuit signal KS is set by the comparator, for example, to "1". Otherwise, the short-circuit signal KS is equal to "0". Occurs during the switch-on of the IGBT 12 , Strictly speaking, during the period T on no short circuit, the gate-emitter voltage u GE remains smaller than the reference gate-emitter voltage U GE, ref and the short-circuit signal KS remains equal to "0". The driver 41 takes no action in this respect. After expiration of the time T on the Zener diode switch 38 opened and the gate-emitter voltage u GE can without a limitation by the zener diode 37 increase to the voltage U p + and the IGBT 12 to go to the stationary state.

In der 4 sind beispielhaft für den IGBT 12 die Gate-Emitter-Spannung uGE, der Strom iG, sowie der Kollektor-Strom iC und die Spannung uCE über der Zeit t aufgetragen. In der 4 tritt in einem Zeitpunkt tsc ein Kurzschluss auf, beispielsweise aufgrund eines Defekts der Diode 14. Die Diode 14 kann dabei beispielsweise schon vor dem Einschalten des IGBT 12 defekt gewesen sein oder sie kann auch im Zusammenhang mit dem durch das Einschalten des IGBT 12 eingeleiteten Abschaltvorgang der Diode 14 zerstört werden.In the 4 are exemplary for the IGBT 12 the gate-emitter voltage u GE , the current i G , and the collector current i C and the voltage u CE plotted against the time t. In the 4 a short circuit occurs at a time t sc , for example due to a defect in the diode 14 , The diode 14 can, for example, even before switching on the IGBT 12 may have been defective or it may also be related to turning on the IGBT 12 initiated shutdown of the diode 14 be destroyed.

Dieser Kurzschluss hat zur Folge, dass die Gate-Emitter-Spannung uGE praktisch im Zeitpunkt tsc zumindest gleich groß wird wie die Referenz-Gate-Emitter-Spannung UGE,ref. Das Kurzschluss-Signal KS wird zu „1”. Der Treiber 41 schaltet daraufhin den IGBT 12 dadurch sofort ab, dass er den ersten Schalter 31 öffnet und den zweiten Schalter 33 schließt. Dieser Abschaltvorgang nimmt etwa eine Zeitdauer Tsc in Anspruch, so dass der IGBT 12 im Zeitpunkt toff abgeschaltet ist. Zeitlich ist der IGBT 12 damit üblicherweise vor Ablauf der Zeitdauer Ton abgeschaltet.This short circuit with the result that the gate-emitter voltage u GE practically at the time t sc is at least equal to the reference gate-emitter voltage U GE, ref. The short-circuit signal KS becomes "1". The driver 41 then switches the IGBT 12 Immediately after that he made the first switch 31 opens and the second switch 33 closes. This switch-off process takes about a period T sc , so that the IGBT 12 is switched off at the time t off . Time is the IGBT 12 thus usually switched off before the expiration of the time T on .

Während der gesamten Zeitdauer Ton und damit auch während des Kurzschlusses wird die Gate-Emitter-Spannung uGE durch die Zenerdiode 37 auf die kritische Spannung UGE,crit begrenzt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass auch der Kollektor-Strom iC begrenzt wird, und zwar auf den bereits erwähnten Kurzschluss-Kollektor-Strom iSC,max. Nach dem Abschalten des IGBT 12 geht der Kollektor-Strom iC gegen Null und die Gate-Emitter-Spannung uGE geht auf die Spannung Un– zurück.During the entire time period T on, and thus also during the short circuit, the gate-emitter voltage u GE through the Zener diode 37 limited to the critical tension U GE, crit . This is equivalent to the fact that the collector current i C is limited, namely to the already mentioned short-circuit collector current i SC, max . After switching off the IGBT 12 the collector current i C goes to zero and the gate-emitter voltage u GE goes back to the voltage U n- .

In der 5 ist ein Alternative zu der anhand der 3 erläuterten Ansteuerung 17 für den IGBT 12 dargestellt. Diese alternative Ansteuerung ist in der 5 mit dem Bezugszeichen 17' gekennzeichnet.In the 5 is an alternative to using the 3 explained control 17 for the IGBT 12 shown. This alternative control is in the 5 with the reference number 17 ' characterized.

Eine Mehrzahl von Bauelementen der 5 stimmt mit Bauelementen der 3 überein. Diese Bauelemente tragen in der 5 dieselben Bezugszeichen wie in der 3. Derart übereinstimmende Bauelemente werden im Zusammenhang mit der 5 nicht nochmals erläutert, sondern es wird auf die Beschreibung der 3 verwiesen.A plurality of components of 5 agrees with components of 3 match. These components carry in the 5 the same reference numerals as in the 3 , Such matching components are associated with the 5 not explained again, but it is based on the description of 3 directed.

Im Unterschied zur 3 ist in der 5 keine Serienschaltung aus einer Zenerdiode und einem Zenerdioden-Schalter vorhanden. Statt dessen weist die Ansteuerung 17' der 5 einen dritten Schalter 45 auf, der zu dem ersten Schalter 31 parallel geschaltet ist, und der an einer positiven Spannung Up(Ton) anliegt, die kleiner ist als die Spannung Up+. Der dritte Schalter 45 wird von dem Treiber 25 in seinen geöffneten oder geschlossenen Zustand geschaltet.In contrast to 3 is in the 5 no series connection consisting of a zener diode and a zener diode switch. Instead, the drive indicates 17 ' of the 5 a third switch 45 on that to the first switch 31 is connected in parallel, and applied to a positive voltage U p (tone) , which is smaller than the voltage Up + . The third switch 45 is from the driver 25 switched to its open or closed state.

Während der Einschaltphase des IGBT 12, also während der Zeitdauer Ton, wird bei der Ansteuerung 17' zuerst der dritte Schalter 45 geschlossen und der erste Schalter 31 bleibt geöffnet. Damit liegt nur die Spannung Up(Ton) an dem Gate des IGBT 12 an. Da die Spannung Up(Ton) kleiner ist als die Spannung Up+, ist die Gate-Emitter-Spannung uGE zwangsläufig auf diese kleinere Spannung begrenzt. Wird die Spannung Up(Ton) der 5 etwa so groß vorgegeben wie die kritische Spannung UGE,crit der 3, so bedeutet dies, dass die Gate-Emitter-Spannung uGE bei der 5 während der Zeitdauer Ton im Wesentlichen nicht über diese kritische Spannung UGE,crit ansteigen kann. Die Gate-Emitter-Spannung uGE ist also über den dritten Schalter 45 auf die kritische Spannung UGE,crit begrenzt.During the switch-on phase of the IGBT 12 , ie during the time T on , is used in the control 17 ' first the third switch 45 closed and the first switch 31 stays open. Thus, only the voltage U p (tone) is present at the gate of the IGBT 12 at. Since the voltage U p (tone) is smaller than the voltage U p + , the gate-emitter voltage u GE is inevitably limited to this smaller voltage. If the voltage U p (tone) of 5 about as large as the critical voltage U GE, crit the 3 , this means that the gate-emitter voltage u GE at the 5 during the time period T on, it can not substantially rise above this critical voltage U GE, crit . The gate-emitter voltage u GE is therefore across the third switch 45 limited to the critical tension U GE, crit .

Nach Ablauf der Zeitdauer Ton wird der dritte Schalter 45 wieder geöffnet und es wird der erste Schalter 31 von dem Treiber 25 geschlossen. Damit liegt die Spannung Up+ an dem Gate des IGBT 12 an. Dies hat zur Folge, dass der IGBT 12 in seinen gesättigten Zustand übergehen kann.After the time T on the third switch 45 reopened and it becomes the first switch 31 from the driver 25 closed. Thus, the voltage U p + is at the gate of the IGBT 12 at. As a result, the IGBT 12 into its saturated state.

Tritt während der Zeitdauer Ton ein Kurzschluss auf, so wird dieser Kurzschluss von dem Vergleicher 41, wie im Zusammenhang mit der 3 erläutert, erkannt. Das Kurzschluss-Signal KS wird gleich „1” und der Treiber 25 schaltet den IGBT 12, wie ebenfalls im Zusammenhang mit der 3 erläutert wurde, sofort ab. Gleichzeitig wird während der Zeitdauer Ton und damit während des Kurzschlusses die Gate-Emitter-Spannung uGE und damit auch der Kollektor-Strom iC begrenzt.If a short circuit occurs during the time T on , then this short circuit will be from the comparator 41 as related to the 3 explained, recognized. The short-circuit signal KS becomes equal to "1" and the driver 25 turns on the IGBT 12 , as also related to the 3 was explained immediately. At the same time during the period T on and thus during the short circuit, the gate-emitter voltage u GE and thus also the collector current i C is limited.

Es versteht sich, dass die Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung uGE auf die kritische Spannung UGE,crit auch noch auf andere Weisen realisiert werden kann. Durch diese Begrenzung wird dabei immer erreicht, dass der von der Gate-Emitter-Spannung uGE abhängige Kollektor-Strom iC bei einem Kurzschluss ebenfalls auf einen Kurzschluss-Kollektor-Strom iSC,max begrenzt ist. Durch diese Begrenzung des Kurzschluss-Kollektor-Strom iSC,max kann der IGBT dann trotz des vorhandenen Kurzschlusses über den vorhandenen Ausschalt-Widerstand abgeschaltet werden.It is understood that the limitation of the gate-emitter voltage u GE to the critical voltage U GE, crit can also be realized in other ways. This limitation always ensures that the collector current i C dependent on the gate-emitter voltage u GE is also limited to a short-circuit collector current i SC, max in the event of a short circuit. Due to this limitation of the short-circuit collector current i SC, max , the IGBT can then be switched off, in spite of the existing short-circuit, via the existing switch-off resistor.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10244266 A1 [0002] DE 10244266 A1 [0002]

Claims (13)

Verfahren zum Betreiben eines Leistungshalbleiter-Bauelements, insbesondere eines IGBTs (12, 13), wobei das Leistungshalbleiter-Bauelement zwei Steueranschlüsse aufweist, insbesondere ein Gate und einen Emitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung des Leistungshalbleiter-Bauelements, insbesondere die Gate-Emitter-Spannung (uGE), während einer Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements auf eine kritische Spannung (UGE,crit) begrenzt wird.Method for operating a power semiconductor component, in particular an IGBT ( 12 . 13 ), wherein the power semiconductor component has two control terminals, in particular a gate and an emitter, characterized in that the control voltage of the power semiconductor device, in particular the gate-emitter voltage (u GE ) during a switch-on of the power semiconductor device to a critical voltage (U GE, crit ) is limited. Elektrische Schaltung (10) zum Betreiben eines Leistungshalbleiter-Bauelements, insbesondere eines IGBTs (12, 13), wobei das Leistungshalbleiter-Bauelement zwei Steueranschlüsse aufweist, insbesondere ein Gate und einen Emitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung des Leistungshalbleiter-Bauelements, insbesondere die Gate-Emitter-Spannung (uGE), während einer Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements auf eine kritische Spannung (UGE,crit) begrenzbar ist.Electrical circuit ( 10 ) for operating a power semiconductor device, in particular an IGBT ( 12 . 13 ), wherein the power semiconductor component has two control terminals, in particular a gate and an emitter, characterized in that the control voltage of the power semiconductor device, in particular the gate-emitter voltage (u GE ) during a switch-on of the power semiconductor device to a critical voltage (U GE, crit ) is limited. Verfahren nach Anspruch 1 oder Schaltung (10) nach Anspruch 2, wobei die Gate-Emitter-Spannung (uGE) während der Einschaltphase vorübergehend eine im Wesentlichen konstante Plateau-Spannung (UGE,pl) aufweist, die kleiner ist als diejenige Spannung (Up+), die die Gate-Emitter-Spannung (uGE) im stationären Zustand des Leistungshalbleiter-Bauelements aufweist, und wobei die kritische Spannung (UGE,crit) nur wenig größer ist als die Plateau-Spannung (UGE,pl) und kleiner ist als die Spannung (Up+) des stationären Zustands des Leistungshalbleiter-Bauelements.Method according to Claim 1 or circuit ( 10 ) according to claim 2, wherein the gate-emitter voltage (u GE ) during the switch-on phase temporarily has a substantially constant plateau voltage (U GE, pl ) which is smaller than the voltage (U p + ) which causes the gate Emitter voltage (u GE ) in the stationary state of the power semiconductor device, and wherein the critical voltage (U GE, crit ) is only slightly greater than the plateau voltage (U GE, pl ) and is smaller than the voltage (U p + ) of the steady state of the power semiconductor device. Verfahren oder Schaltung (10) nach Anspruch 3, wobei die Plateau-Spannung (UGE,pl) etwa 10 V bis etwa 12 V beträgt, und wobei die Spannung (Up+) des stationären Zustands des Leistungshalbleiter-Bauelements etwa 15 V bis etwa 18 V beträgt.Method or circuit ( 10 ) according to claim 3, wherein the plateau voltage (U GE, pl ) is about 10 V to about 12 V, and wherein the voltage (U p + ) of the stationary state of the power semiconductor device is about 15 V to about 18 V. Verfahren oder Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung (uGE) des Leistungshalbleiter-Bauelements während der Einschaltphase mit Hilfe einer mit dem Gate des Leistungshalbleiter-Bauelements verbundenen Zenerdiode (37) erreicht wird.Method or circuit ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the limitation of the gate-emitter voltage (u GE ) of the power semiconductor device during the switch-on using a Zener diode connected to the gate of the power semiconductor device ( 37 ) is achieved. Verfahren oder Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Begrenzung der Gate-Emitter-Spannung (uGE) des Leistungshalbleiter-Bauelements dadurch erreicht wird, dass das Gate des Leistungshalbleiter-Bauelements während der Einschaltphase mit einer Spannung (Up(Ton)) angesteuert wird, die kleiner ist als die Spannung (Up+) des stationären Zustands des Leistungshalbleiter-Bauelements.Method or circuit ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the limitation of the gate-emitter voltage (u GE ) of the power semiconductor device is achieved in that the gate of the power semiconductor device during the switch-on with a voltage (U p (sound) ) which is smaller than the voltage (U p + ) of the stationary state of the power semiconductor device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei während der Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements die Gate-Emitter-Spannung (uGE) mit einer Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref) verglichen wird, und wobei das Leistungshalbleiter-Bauelement abgeschaltet wird, wenn die Gate-Emitter-Spannung (uGE) gleich groß oder größer wird als die Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref).Method according to one of claims 1 to 6, wherein during the switch-on phase of the power semiconductor device, the gate-emitter voltage (u GE ) with a reference gate-emitter voltage (U GE, ref ) is compared, and wherein the power semiconductor Device is turned off when the gate-emitter voltage (u GE ) is equal to or greater than the reference gate-emitter voltage (U GE, ref ). Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Vergleicher (41) vorgesehen ist, der während der Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements die Gate-Emitter-Spannung (uGE) mit einer Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref) vergleicht, und wobei ein Treiber (25) vorgesehen ist, der das Leistungshalbleiter-Bauelement abschaltet, wenn die Gate-Emitter-Spannung (uGE) gleich groß oder größer wird als die Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref).Circuit ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, wherein a comparator ( 41 ) is provided which compares the gate-emitter voltage (u GE ) with a reference gate-emitter voltage (U GE, ref ) during the switch-on phase of the power semiconductor component, and wherein a driver ( 25 ) is provided, which turns off the power semiconductor device when the gate-emitter voltage (u GE ) is equal to or greater than the reference gate-emitter voltage (U GE, ref ). Verfahren oder Schaltung (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref) größer ist als die Plateau-Spannung UGE,pl.Method or circuit ( 10 ) according to claim 7 or 8, wherein the reference gate-emitter voltage (U GE, ref ) is greater than the plateau voltage U GE, pl . Verfahren oder Schaltung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, wobei die Referenz-Gate-Emitter-Spannung (UGE,ref) kleiner ist als die kritische Spannung (UGE,crit) oder gleich der kritischen Spannung (UGE,crit) ist.Method or circuit according to one of claims 7, 8 or 9, wherein the reference gate-emitter voltage (U GE, ref ) is less than the critical voltage (U GE, crit ) or equal to the critical voltage (U GE, crit ). Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 9 oder 10 oder Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, wobei das Leistungshalbleiter-Bauelement insbesondere im Kurzschlussfall über einen vorhandenen Ausschalt-Widerstand abgeschaltet wird.Method according to one of claims 7, 9 or 10 or circuit ( 10 ) according to any one of claims 8, 9 or 10, wherein the power semiconductor device is switched off, in particular in the event of a short circuit via an existing turn-off resistor. Verfahren oder Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einschaltphase des Leistungshalbleiter-Bauelements im Wesentlichen in einem Zeitpunkt (ton) beginnt, in dem die Gate-Emitter-Spannung (uGE) einen Schwellwert (UGE,th) überschreitet, und wobei die Einschaltphase etwa endet, bevor die Gate-Emitter-Spannung (uGE) größer wird als die vorübergehend vorhandene, im Wesentlichen konstante Plateau-Spannung (UGE,pl).Method or circuit ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the turn-on phase of the power semiconductor device substantially at a time (t on ) begins in which the gate-emitter voltage (u GE ) exceeds a threshold value (U GE, th ), and wherein the The switch-on phase ends approximately before the gate-emitter voltage (u GE ) becomes greater than the temporarily existing, essentially constant plateau voltage (U GE, pl ). Elektrischer Stromrichter mit einer Mehrzahl von Leistungshalbleiter-Bauelementen, dadurch gekennzeichnet; dass eine Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 12 vorhanden ist.Electric power converter with a plurality of power semiconductor components, characterized in that; that a circuit ( 10 ) according to one of claims 2 to 12 is present.
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