DE102013113218A1

DE102013113218A1 - Device for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch, semiconductor switch and method for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch

Info

Publication number: DE102013113218A1
Application number: DE102013113218.9A
Authority: DE
Inventors: Manfred Fuisting
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Bereitstellen eines Spannungssignals (70) für eine Treiberstufe (110) eines Halbleiterschalters (100), aufweisend eine mit der Treiberstufe (110) elektrisch verbindbare Ladungspumpe (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung (10) einen Kondensator (30) und eine Vergleichseinheit (40) aufweist, wobei der Kondensator (30) durch die Ladungspumpe (20) aufladbar und ferner elektrisch leitend mit der Treiberstufe (110) verbindbar und über diese entladbar ist, wobei ferner die Vergleichseinheit (40) zum Vergleichen eines Ladungszustandes des Kondensators (30) mit zumindest einem unteren Grenzwert ausgebildet ist und wobei die Ladungspumpe (20) in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs zum Aufladen des Kondensators (30) aktivierbar ist.The invention relates to a device (10) for providing a voltage signal (70) for a driver stage (110) of a semiconductor switch (100), comprising a charge pump (20) which can be electrically connected to the driver stage (110). According to the invention, the device (10) has a capacitor (30) and a comparison unit (40), wherein the capacitor (30) can be charged by the charge pump (20) and also electrically conductively connected to the driver stage (110) and via this wherein the comparison unit (40) for comparing a state of charge of the capacitor (30) is formed with at least one lower limit and wherein the charge pump (20) can be activated in response to a result of the comparison for charging the capacitor (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters, aufweisend eine mit der Treiberstufe elektrisch verbindbare Ladungspumpe. Ferner betrifft die Erfindung einen Halbleiterschalter, zumindest aufweisend eine Treiberstufe, eine Halbleiterschalteinheit und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Steuerspannung für die Treiberstufe des Halbleiterschalters sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters. The present invention relates to a device for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch, comprising a charge pump which can be electrically connected to the driver stage. Furthermore, the invention relates to a semiconductor switch, at least comprising a driver stage, a semiconductor switching unit and a device for providing a control voltage for the driver stage of the semiconductor switch and a method for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch.

Mit zunehmendem Einsatz von elektronischen Komponenten in Fahrzeugen ergeben sich neue Anforderungen und Problemstellungen für zukünftige Fahrzeuge. So wird beispielsweise ein Ersatz von Schmelzsicherungen bzw. von Schmelzsicherungen und Relais durch selbstschützende Halbleiterschalter diskutiert. Es ist dabei bekannt, Halbleiterschalter zum Schalten von elektrischen Strömen einzusetzen. Insbesondere stellen derartige Halbleiterschalter eine besonders schnelle Möglichkeit dar, elektrische Ströme zu schalten, wobei durch Halbleiterschalter verschiedenste Strombereiche, von sehr geringen Strömen im Bereich von Milliampere bis zu hohen Strömen jenseits von 100 A möglich sind. With the increasing use of electronic components in vehicles, new requirements and problems arise for future vehicles. For example, replacement of fuses or of fuses and relays by self-protective semiconductor switches is discussed. It is known to use semiconductor switches for switching electrical currents. In particular, such semiconductor switches are a particularly fast way to switch electrical currents, with semiconductor switches a variety of current ranges, very low currents in the range of milliamps up to high currents beyond 100 A are possible.

Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf einen möglichen Ersatz von Schmelzsicherungen und/oder Relais in Leistungspfaden eines Fahrzeugs gelegt, die permanent unter Spannung stehen. Bekannte Halbleiterschalter benötigen zur Aktivierung einen Strom im Bereich von 3–10mA pro aktivierten Kanal. In einem Fahrzeug können jedoch eine hohe Anzahl derartiger Kanäle, insbesondere zwischen 30 und 50, verbaut sein, so dass sich in Summe Ruheströme im Bereich von 90 bis 500mA einstellen. Derartig hohe Ruheströme können zu einem permanenten Entladen der Fahrzeugbatterie führen. Insbesondere bei einem abgestellten Fahrzeug kann dies zu einer völligen Entladung der Batterie des Fahrzeugs führen. Particular attention is paid to the possible replacement of fuses and / or relays in power paths of a vehicle that are permanently under voltage. Known solid-state switches require a current in the range of 3-10mA per activated channel to activate. In a vehicle, however, a high number of such channels, in particular between 30 and 50, be installed, so that set in total quiescent currents in the range of 90 to 500mA. Such high quiescent currents can lead to a permanent discharge of the vehicle battery. Especially with a parked vehicle, this can lead to a complete discharge of the battery of the vehicle.

Bei bekannten Halbleiterschaltern wird eine Halbleiterschalteinheit durch eine Kombination aus Ladungspumpe und Treiberstufe angesteuert. Bei diesen Halbleiterschaltern sind zwei Betriebsmodi bekannt, ein „Aus“-Zustand, in dem der Halbleiterschalter permanent geöffnet ist und ein „An“-Zustand, in dem der Halbleiterschalter geschlossen ist. In dem „An“-Zustand wird durch die Ladungspumpe die Treiberstufe ständig mit einem Spannungssignal versorgt, wodurch dies durch den Energiebedarf der Ladungspumpe zu dem hohen Ruhestrom im Bereich von 3–10mA führt. In known semiconductor switches, a semiconductor switching unit is driven by a combination of charge pump and driver stage. In these semiconductor switches, two modes of operation are known, an "off" state in which the semiconductor switch is permanently open and an "on" state in which the semiconductor switch is closed. In the "on" state, the charge pump continuously supplies the driver stage with a voltage signal, which, due to the energy requirement of the charge pump, leads to the high quiescent current in the range of 3-10mA.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehenden Probleme zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung in kostengünstiger und einfacher Weise eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters, einen Halbleiterschalter sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters zu schaffen, durch die ein Stromverbrauch eines derartigen Halbleiterschalters gesenkt werden kann. It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome the above problems. In particular, it is an object of the present invention in a cost effective and simple manner to provide a device for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch, a semiconductor switch and a method for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch, through which a power consumption of such a semiconductor switch can be lowered can.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Halbleiterschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Halbleiterschalter sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a device for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch with the features of claim 1, by a semiconductor switch with the features of claim 4 and by a method for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch having the features of the claim 8. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the device according to the invention, of course, also in connection with the semiconductor switch according to the invention and the method according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocally referred to or can be ,

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters, aufweisend eine mit der Treiberstufe elektrisch verbindbare Ladungspumpe. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Kondensator und eine Vergleichseinheit aufweist, wobei der Kondensator durch die Ladungspumpe aufladbar und ferner elektrisch leitend mit der Treiberstufe verbindbar und über diese entladbar ist, wobei ferner die Vergleichseinheit zum Vergleichen eines Ladungszustandes des Kondensators mit zumindest einem unteren Grenzwert ausgebildet ist und wobei die Ladungspumpe in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs zum Aufladen des Kondensators aktivierbar ist. Die Ladungspumpe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insbesondere dafür verwendet, ein Spannungssignal für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters bereitzustellen. Das Spannungssignal kann dabei insbesondere auch eine Versorgungsspannung der Treiberstufe darstellen. Durch die Treiberstufe kann im Anschluss daran eine Halbleiterschalteinheit eines Halbleiterschalters angesteuert und geschlossen werden. Von bekannten Ansteuerungen einer derartigen Halbleiterschalteinheit unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere darin, dass die Treiberstufe und die Ladungspumpe getrennt voneinander vorliegen. Bei einer Aktivierung der Ladungspumpe gibt die Ladungspumpe ein Spannungssignal bzw. eine Versorgungsspannung in Form einer Ladung an die Treiberstufe ab und lädt gleichzeitig zusätzlich den Kondensator der Vorrichtung auf. Der Kondensator kann dabei bzgl. der Vorrichtung intern oder extern angeordnet sein. Nach dem Aufladen des Kondensators wird die Ladungspumpe wieder deaktiviert. Der Kondensator ist ferner erfindungsgemäß über die Treiberstufe entladbar. Eine Ladung, die auf dem Kondensator gespeichert ist liefert somit im Anschluss weiterhin das Spannungssignal bzw. die Versorgungsspannung an die Treiberstufe, wodurch eine nachgeschaltete Halbleiterschalteinheit angesteuert und insbesondere ohne Unterbrechung geschlossen bleibt. Durch dieses kontinuierliche Liefern eines Spannungssignals durch den Kondensator entlädt sich der Kondensator. Um einen weiterhin unterbrechungsfreien Betrieb sicher zu stellen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vergleichseinheit auf, die zum Vergleichen eines Ladungszustandes des Kondensators mit zumindest einem unteren Grenzwert ausgebildet ist. Wenn der Kondensator zu weit entladen ist und dadurch der Ladungszustand des Kondensators unter einen unteren Grenzwert fällt, wird dies durch die Vergleichseinheit festgestellt. In diesem Fall ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, dass die Ladungspumpe aktivierbar ist und somit durch die Ladungspumpe der Kondensator wieder aufgeladen wird. Nach diesem erneuten Aufladen kann die Ladungspumpe dann wieder deaktiviert werden. Auf diese Weise ist es möglich, auf einen ständigen Betrieb der Ladungspumpe in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verzichten. Dabei kann selbstverständlich bevorzugt vorgesehen sein, dass der untere Grenzwert derart gewählt wird, dass zu jederzeit ein ausreichendes Spannungssignal und damit eine ausreichende Versorgungsspannung für die Treiberstufe bereitgestellt werden kann. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a device for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch, comprising a charge pump which can be electrically connected to the driver stage. A device according to the invention is characterized in that the device has a capacitor and a comparison unit, wherein the capacitor can be charged by the charge pump and further electrically conductively connected to the driver stage and discharged via this, wherein further the comparison unit for comparing a state of charge of the capacitor with at least a lower limit value is formed and wherein the charge pump can be activated in response to a result of the comparison for charging the capacitor. The charge pump of the device according to the invention is used in particular for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch. The voltage signal may in particular also represent a supply voltage of the driver stage. Following this, a semiconductor switching unit of a semiconductor switch can be triggered and closed by the driver stage. From known controls of such a semiconductor switching unit, the device according to the invention differs in particular in that the driver stage and the charge pump separated present each other. When the charge pump is activated, the charge pump delivers a voltage signal or a supply voltage in the form of a charge to the driver stage and at the same time additionally charges the capacitor of the device. The capacitor can be arranged internally or externally with respect to the device. After charging the capacitor, the charge pump is deactivated again. The capacitor can also be discharged according to the invention via the driver stage. A charge which is stored on the capacitor thus continues to supply subsequently the voltage signal or the supply voltage to the driver stage, whereby a downstream semiconductor switching unit is controlled and in particular remains closed without interruption. By continuously supplying a voltage signal through the capacitor, the capacitor discharges. In order to ensure continued uninterrupted operation, the device according to the invention has a comparison unit which is designed to compare a charge state of the capacitor with at least one lower limit value. If the capacitor is discharged too far and thereby the charge state of the capacitor falls below a lower limit, this is determined by the comparison unit. In this case, the device according to the invention is designed such that the charge pump can be activated and thus the capacitor is recharged by the charge pump. After this recharging, the charge pump can then be deactivated again. In this way it is possible to dispense with a continuous operation of the charge pump in a device according to the invention. It may of course be preferred that the lower limit is chosen so that at any time a sufficient voltage signal and thus a sufficient supply voltage for the driver stage can be provided.

Insbesondere ist durch die Vergleichseinheit auch ein Regelbetrieb der Ladungspumpe, das heißt eine bedarfsgesteuerte Ansteuerung der Aktivität der Ladungspumpe möglich. Dadurch, dass die Ladungspumpe nicht ständig in Betrieb ist, werden die Leistungsaufnahme und damit der Stromverbrauch durch die Ladungspumpe deutlich reduziert. Insbesondere bei einem Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Halbleiterschalter, der in einem Fahrzeug verbaut ist, ermöglicht dies längere Standzeiten für das entsprechende Fahrzeug, ohne dass eine völlige Entladung einer Batterie des Fahrzeugs befürchtet werden muss. Selbstverständlich sind neben dem oben beschriebenen Regelbetrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die bei bekannten Halbleiterschaltern eingesetzten Betriebsmodi „Aus“ und „An“ möglich. Die Umschaltung einer der derartigen Betriebsmodi ist beispielsweise durch eine Kontrolleinheit eines Halbleiterschalters denkbar. Zusammenfassend können durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Spannungssignal und damit eine Versorgungsspannung für eine Treiberstufe bereitgestellt werden, wobei der Stromverbrauch bei einem derartigen Bereitstellen deutlich gesenkt werden kann und gleichzeitig auf keine Betriebsmodi bekannter Ansteuerung von Treiberstufen und dadurch Funktionalitäten bekannter Halbleiterschalter verzichtet werden muss. In particular, by the comparison unit and a control mode of the charge pump, that is, an on-demand control of the activity of the charge pump possible. The fact that the charge pump is not constantly in operation, the power consumption and thus the power consumption by the charge pump are significantly reduced. In particular, when using a device according to the invention in a semiconductor switch, which is installed in a vehicle, this allows longer life for the corresponding vehicle without a complete discharge of a battery of the vehicle must be feared. Of course, in addition to the above-described control operation of a device according to the invention also used in known semiconductor switches operating modes "off" and "to" possible. The switching of one of such operating modes is conceivable, for example, by a control unit of a semiconductor switch. In summary, a voltage signal and thus a supply voltage for a driver stage can be provided by a device according to the invention, wherein the power consumption can be significantly reduced in such a provision and at the same time no operating modes of known control of driver stages and functionalities of known semiconductor switches must be omitted.

Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass als Grenzwert eine Referenzspannung und/oder eine Betriebsspannung des Halbleiterschalters verwendbar sind. Eine derartige Referenzspannung kann dabei insbesondere frei gewählt werden, wodurch eine besonders gute Anpassung an die Anforderungen der angesteuerten Treiberstufe möglich ist. In der zusätzlichen oder alternativen Möglichkeit der Verwendung einer Betriebsspannung hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass eine derartige Betriebsspannung, beispielsweise eine Betriebsspannung eines Halbleiterschalters, in dem die Vorrichtung verbaut ist, bereits vorhanden ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Betriebsspannung als Grenzwert verwendet, kann somit einfacher und kompakter ausgebildet sein. Furthermore, in a device according to the invention it can be provided that a reference voltage and / or an operating voltage of the semiconductor switch can be used as the limit value. Such a reference voltage can in particular be chosen freely, whereby a particularly good adaptation to the requirements of the driven driver stage is possible. In the additional or alternative possibility of using an operating voltage has proven to be advantageous that such an operating voltage, for example, an operating voltage of a semiconductor switch in which the device is installed, already exists. A device according to the invention, which uses an operating voltage as a limit, can thus be made simpler and more compact.

Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Frequenzgenerator, insbesondere einen Frequenz-Pulsweitenmodulations-Generator, aufweist, der bei der Aktivierung der Ladungspumpe verwendbar ist. Ein derartiger Frequenzgenerator stellt dabei eine besonders effektive Ansteuerung einer Ladungspumpe da. Er kann dabei als Ausgangssignal insbesondere ein Rechteckssignal liefern, das die Aktivität der Ladungspumpe steuert. Insbesondere bei einem Frequenz-Pulsweitenmodulations-Generator kann die Dauer eines derartigen Rechteckssignals an die nötige Dauer der Aktivierung der Ladungspumpe angepasst sein. Dadurch ist es möglich, eine besonders bedarfsgerechte Aktivierung der Ladungspumpe bereitzustellen. In addition, it can be provided in a device according to the invention that the device has a frequency generator, in particular a frequency pulse width modulation generator, which is used in the activation of the charge pump. Such a frequency generator thereby provides a particularly effective control of a charge pump. In this case, it can deliver, in particular, a square-wave signal as the output signal, which controls the activity of the charge pump. In particular, in the case of a frequency pulse width modulation generator, the duration of such a rectangular signal can be adapted to the required duration of the activation of the charge pump. This makes it possible to provide a particularly needs-based activation of the charge pump.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Halbleiterschalter, zumindest aufweisend eine Treiberstufe, eine Halbleiterschalteinheit und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Steuerspannung für die Treiberstufe des Halbleiterschalters. Ein erfindungsgemäßer Halbleiterschalter ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für die Treiberstufe des Halbleiterschalters gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die zu einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit selbstverständlich auch für einen erfindungsgemäßen Halbleiterschalter, der eine derartige Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Insbesondere ist es durch die Verwendung einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung möglich, den Halbleiterschalter in einem Modus zu betreiben, in dem die Energieaufnahme des Halbeleiterschalters deutlich reduziert ist. Insbesondere bei einem Einsatz des Halbleiterschalters als Ersatz für ein Relais und/oder eine Schmelzsicherung in einem Fahrzeug kann dadurch sichergestellt werden, dass auch bei einem längeren Abstellen des Fahrzeugs, insbesondere bei einem Abstellen über mehrere Wochen, eine vollständige Entladung einer Batterie des Fahrzeugs verhindert wird. Dies ist insbesondere aus dem Grund wichtig, da ein einem Ersatz einer Sicherung durch einen derartigen erfindungsgemäßen Halbleiterschalter die Treiberstufe oftmals über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs aktiv gehalten werden muss. Die durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Halbleiterschalters mögliche Reduzierung der dabei verbrauchten Energie ist somit besonders vorteilhaft. In a second aspect of the invention, the object is achieved by a semiconductor switch, at least comprising a driver stage, a semiconductor switching unit and a device for providing a control voltage for the driver stage of the semiconductor switch. An inventive semiconductor switch is characterized in that the device is designed to provide a voltage signal for the driver stage of the semiconductor switch according to the first aspect of the invention. All the advantages that have been described for a device according to the first aspect of the invention, thus, of course, also result for a semiconductor switch according to the invention comprising such a device according to the first aspect of the invention. In particular It is possible by the use of a device according to the first aspect of the invention, to operate the semiconductor switch in a mode in which the power consumption of the semiconductor switch is significantly reduced. In particular, when using the semiconductor switch as a replacement for a relay and / or a fuse in a vehicle can be ensured that even with a longer shutdown of the vehicle, especially when turning off for several weeks, a complete discharge of a battery of the vehicle is prevented , This is particularly important for the reason that a replacement of a fuse by such a semiconductor switch according to the invention the driver stage often has to be kept active over the entire life of the vehicle. The possible reduction of the energy consumed by the use of a semiconductor switch according to the invention is thus particularly advantageous.

Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Halbleiterschalter vorgesehen sein, dass der Halbleiterschalter zu einem Betrieb in einem Energiesparmodus ausgebildet ist. Durch einen derartigen Energiesparmodus, in dem insbesondere Funktionalitäten des Halbleiterschalters wie beispielsweise Signalaufbereitung von Überwachungssignalen, abgeschaltet sind, kann der Energieverbrauch eines derartigen erfindungsgemäßen Halbleiterschalters weiter gesenkt werden. In addition, it can be provided in a semiconductor switch according to the invention that the semiconductor switch is designed for operation in an energy-saving mode. By such an energy-saving mode in which in particular functionalities of the semiconductor switch, such as signal conditioning of monitoring signals, are turned off, the power consumption of such a semiconductor switch according to the invention can be further reduced.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Halbleiterschalters kann ferner vorgesehen sein, dass der Energiesparmodus und eine Aktivität der Ladungspumpe koppelbar sind. So kann beispielsweise die Vorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass der oben beschriebene Regelbetrieb der Ladungspumpe aktiviert wird, sobald der Energiesparmodus des Halbleiterschalters aktiviert ist. Auch ist denkbar, dass beispielsweise der Energiesparmodus des Halbleiterschalters beendet wird, sobald die Ladungspumpe aktiviert ist. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass eine Beendigung des Energiesparmodus des Halbleiterschalters auch derart an eine aktivierte Ladungspumpte gekoppelt ist, dass der Energiesparmodus beendet wird, wenn eine bestimmte Häufigkeit einer Aktivierung der Ladungspumpe vorliegt, insbesondere beispielsweise wenn die Ladungspumpe ständig aktiv ist. Durch eine derartige Koppelung des Energiesparmodus und einer Aktivität der Ladungspumpe ist somit eine besonders große Senkung des Energie- und/oder Stromverbrauchs eines erfindungsgemäßen Halbleiterschalters ermöglicht. According to a preferred further development of a semiconductor switch according to the invention, it can further be provided that the energy-saving mode and an activity of the charge pump can be coupled. Thus, for example, the device may be designed such that the above-described regulating operation of the charge pump is activated as soon as the energy-saving mode of the semiconductor switch is activated. It is also conceivable that, for example, the energy-saving mode of the semiconductor switch is terminated as soon as the charge pump is activated. In this case, it can also be provided in particular that a termination of the energy-saving mode of the semiconductor switch is also coupled to an activated charge pump that the energy-saving mode is terminated when a certain frequency of activation of the charge pump is present, especially for example when the charge pump is constantly active. By such a coupling of the energy-saving mode and an activity of the charge pump, a particularly large reduction of the energy and / or power consumption of a semiconductor switch according to the invention is thus made possible.

Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßer Halbleiterschalter dahingehend ausgebildet sein, dass der Halbleiterschalter eine Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit insbesondere zum Überwachen eines durch den Halbleiterschalter geschalteten Stroms ausgebildet ist. Durch eine derartige Kontrolleinheit kann die Funktionalität des Halbleiterschalters und insbesondere auch einer im Halbleiterschalter verbauten Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kontrolliert werden. Beispielsweise können durch die Kontrolleinheit die verschiedenen Betriebsmodi, „Aus“, „Regelbetrieb“ und „An“ der Ladungspumpe der erfindungsgemäßen Vorrichtung aktiviert werden. Dafür kann die Kontrolleinheit insbesondere mit der Vergleichseinheit und/oder einem vorhandenen Frequenzgenerator der Vorrichtung gekoppelt sein. Durch ein Überwachen eines durch den Halbleiterschalter geschalteten Stroms durch eine Kontrolleinheit ist es ferner möglich, den Halbleiterschalter als selbstschützenden Halbleiterschalter zu betreiben. Durch die Überwachung des durch den Halbleiterschalter geschalteten Stroms ist es beispielsweise möglich, bei Detektion eines Kurzschlusses oder einer Überlast den Halbleiterschalter zu öffnen und somit den Stromkreis zu unterbrechen. Eine Ersetzung eines Relais und/oder einer Schmelzsicherung durch einen derartigen erfindungsgemäßen Halbleiterschalter ist dadurch ermöglicht. Insbesondere bei einem Einsatz in einem Fahrzeug ist es dadurch möglich, die im Fahrzeug verbauten Leitungsquerschnitte, insbesondere der zentralen Spannungsversorgung, zu reduzieren. Dies ist insbesondere darin begründet, dass durch einen selbstschützenden Halbleiterschalter die Schutzfunktion des Halbleiterschalters im Vergleich zu einer Schmelzsicherung besser an die zu erwartenden Belastungen angepasst werden kann. Darüber hinaus weist ein selbstschützender Halbleiterschalter eine geringere Verlustleistung als die herkömmlich in Fahrzeugen verwendeten Relais auf. Zusammenfasst ergibt sich dadurch insbesondere auch eine Steigerung der Effizienz beim Betrieb des Fahrzeugs und daraus folgend beispielsweise auch eine Reduktion von Abgasen. Particularly preferably, a semiconductor switch according to the invention may be designed such that the semiconductor switch has a control unit, wherein the control unit is designed in particular for monitoring a current which is switched by the semiconductor switch. By such a control unit, the functionality of the semiconductor switch and in particular a built-in semiconductor switch device according to the first aspect of the invention can be controlled. For example, the control unit can activate the various operating modes "off", "regular operation" and "on" of the charge pump of the device according to the invention. For this purpose, the control unit can in particular be coupled to the comparison unit and / or an existing frequency generator of the device. By monitoring a current through the semiconductor switch by a control unit, it is also possible to operate the semiconductor switch as a self-protective semiconductor switch. By monitoring the current switched by the semiconductor switch, it is possible, for example, to open the semiconductor switch upon detection of a short circuit or overload and thus to interrupt the circuit. A replacement of a relay and / or a fuse by such a semiconductor switch according to the invention is made possible. In particular, when used in a vehicle, it is thereby possible to reduce the built-in vehicle cross-sections, in particular the central power supply. This is due, in particular, to the fact that the protective function of the semiconductor switch can be better adapted to the expected loads by a self-protecting semiconductor switch in comparison to a fuse. In addition, a self-protecting semiconductor switch has a lower power dissipation than the relays conventionally used in vehicles. In summary, this results in particular in an increase in the efficiency of the operation of the vehicle and consequently, for example, a reduction of exhaust gases.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines Spannungssignals für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

– Laden eines elektrisch mit der Treiberstufe verbundenen und über diese entladbaren Kondensators durch eine Ladungspumpe bis zum Erreichen eines ersten Ladungszustands des Kondensators,
– Vergleichen des Ladungszustands des Kondensators mit einem unteren Grenzwert und
– Bei Detektion eines Unterschreitens des unteren Grenzwerts durch den Ladungszustand Wiederherstellen des ersten Ladungszustands des Kondensators durch Laden des Kondensators durch die Ladungspumpe.

According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a method for providing a voltage signal for a driver stage of a semiconductor switch. A method according to the invention is characterized by the following steps:

Charging a capacitor electrically connected to and dischargeable by the driver stage by a charge pump until a first charge state of the capacitor is reached,
Comparing the state of charge of the capacitor with a lower limit and
- Upon detection of falling below the lower limit by the charge state Restoring the first state of charge of the capacitor by charging the capacitor by the charge pump.

Durch die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, auf einen ständigen Betrieb der Ladungspumpe zu verzichten. Die Ladungspumpe wird nur dann aktiviert, wenn auf dem Kondensator zu wenig Ladung zur Verfügung steht, um ein ausreichendes Spannungssignal bzw. eine ausreichende Versorgungsspannung für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters bereitzustellen. Solange der untere Grenzwert nicht unterschritten wird, kann allein durch die auf dem Kondensator gespeicherte Ladung ein ausreichendes Spannungssignal bereitgestellt werden und die Ladungspumpe bleibt inaktiv. Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit eine deutliche Stromeinsparung gegenüber bekannten Ladungspumpen, die ständig aktiv sind, erreicht werden. Insbesondere ermöglicht auch die wiederholte Ausführung der letzten beiden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Regelbetrieb der Ladungspumpe. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zum einen zu jeder Zeit ein ausreichendes Spannungssignal bzw. eine ausreichende Versorgungsspannung für eine Treiberstufe eines Halbleiterschalters zur Verfügung stehen und gleichzeitig jedoch der Stromverbrauch beim Bereitstellen des Spannungssignals reduziert wird. Selbstverständlich ist dieser Regelbetrieb nur einer von mehreren Betriebsmodi in denen die Ladungspumpe betrieben werden kann. Beispielsweise kann die Ladungspumpe auch im Modus „Aus“ bzw. „An“ betrieben werden, in denen sie entweder völlig deaktiviert oder ständig aktiviert ist. By carrying out a method according to the invention, it is in particular possible to dispense with a continuous operation of the charge pump. The charge pump is activated only if there is too little charge available on the capacitor in order to provide a sufficient voltage signal or a sufficient supply voltage for a driver stage of a semiconductor switch. As long as the lower limit is not exceeded, a sufficient voltage signal can be provided solely by the charge stored on the capacitor and the charge pump remains inactive. In carrying out a method according to the invention can thus be achieved a significant power savings over known charge pumps, which are constantly active. In particular, the repeated execution of the last two steps of the method according to the invention also makes possible a regular operation of the charge pump. As a result, it can be ensured that, on the one hand, a sufficient voltage signal or a sufficient supply voltage for a driver stage of a semiconductor switch is available at all times, and at the same time, however, the power consumption when providing the voltage signal is reduced. Of course, this control operation is only one of several operating modes in which the charge pump can be operated. For example, the charge pump can also be operated in the "off" or "on" mode, in which it is either completely deactivated or permanently activated.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass das Verfahren durch einen Halbleiterschalter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, insbesondere noch eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Spannungssignals für die Treiberstufe des Halbleiterschalters und/oder eine Kontrolleinheit des Halbleiterschalters ausgeführt wird. Sämtliche Vorteile, die zu einem Halbleiterschalter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit selbstverständlich auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren, das durch einen derartigen Halbleiterschalter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgeführt wird. According to a preferred further development of the method according to the invention, it may further be provided that the method is carried out by a semiconductor switch according to the second aspect of the invention, in particular a device for providing a voltage signal for the driver stage of the semiconductor switch and / or a control unit of the semiconductor switch. All the advantages that have been described for a semiconductor switch according to the second aspect of the invention, thus, of course, also result for a method according to the invention, which is carried out by such a semiconductor switch according to the second aspect of the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschreiben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which an embodiment of the invention is described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:

1 ein Halbleiterschalter gemäß dem Stand der Technik und 1 a semiconductor switch according to the prior art and

2 einen erfindungsgemäßen Halbleiterschalter. 2 a semiconductor switch according to the invention.

In 1 ist ein Halbleiterschalter 100 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Der Halbleiterschalter 100 weist dabei insbesondere eine Kontrolleinheit 150 und eine Halbleiterschalteinheit 120 auf. Über Steuerleitung 140 ist an die Kontrolleinheit 150 eine elektronische Einheit 20, 110, aufweisend eine Ladungspumpe 20 und eine Treiberstufe 110 angeschlossen. Diese elektronische Einheit 20, 110 ist zum direkten Ansteuern der Halbleiterschalteinheit 120 ausgebildet. Die Kontrolleinheit 150 weist ferner einen Anschluss 170 auf, mit dem die Kontrolleinheit 150 und damit der gesamte Halbleiterschalter 100 mit beispielsweise einer Bordelektronik eines Fahrzeugs verbindbar ist. Ferner weist die Kontrolleinheit 150 eine Diagnoseschnittstelle 180 auf, die ebenfalls zum Anschluss an eine externe Elektronik, beispielsweise eine weitere Auswerte-, Anzeige- oder Speicherungsvorrichtung dient. Der Halbleiterschalter 100 wird durch eine Betriebsspannung 130 mit Energie versorgt und ist zum Liefern für Strom für einen externen Verbraucher 200 ausgebildet. Durch eine Signalaufbereitungseinheit 160 werden interne Messsignale, wie beispielsweise eine Temperatur- oder Strommessung, derart aufbereitet, dass sie in der Kontrolleinheit 150 auswertbar und zur Steuerung des Halbleiterschalters 100 verwendbar sind. In einem derartigen Halbleiterschalter 100 gemäß dem Stand der Technik ist insbesondere die Ladungspumpe 20 und die Treiberstufe 110 direkt mit einer elektronischen Einheit 20, 110 verbunden, wobei insbesondere die Ladungspumpe 20 nur ständig aktiviert oder völlig deaktiviert sein kann. In einem aktivierten Zustand der Ladungspumpe 20 wird durch die Treiberstufe 110 die Halbleiterschalteinheit 120 geschlossen, in einem inaktivierten Zustand der Ladungspumpe 20 ist die Halbleiterschaltereinheit 120 dementsprechend geöffnet. Somit wird für einen geschlossenen Zustand der Halbleiterschaltereinheit 120 und damit des Halbleiterschalters 100 durch die Ladungspumpe 20 ständig Energie verbraucht. Die Stromaufnahme einer derartigen Ladungspumpe 20 kann dabei beispielsweise zwischen 3 und 10 mA betragen. Insbesondere in Fahrzeugen, in denen mehrere, insbesondere 30 bis 50 derartige Halbleiterschalter 100 als Sicherungen eingesetzt werden können, können dadurch hohe Ruheströme, beispielsweise im Bereich von 90–500 mA, auftreten. Besonders bei einem Fahrzeug, das über lange Zeit abgestellt ist, kann dies zu einer völligen Entleerung einer Fahrzeugbatterie führen. In 1 is a semiconductor switch 100 shown in the prior art. The semiconductor switch 100 has in particular a control unit 150 and a semiconductor switching unit 120 on. Via control line 140 is to the control unit 150 an electronic unit 20 . 110 comprising a charge pump 20 and a driver stage 110 connected. This electronic unit 20 . 110 is for direct driving of the semiconductor switching unit 120 educated. The control unit 150 also has a connection 170 on, with which the control unit 150 and thus the entire semiconductor switch 100 can be connected to, for example, an on-board electronics of a vehicle. Furthermore, the control unit 150 a diagnostic interface 180 on, which also serves for connection to an external electronics, for example, a further evaluation, display or storage device. The semiconductor switch 100 is due to an operating voltage 130 energized and is to deliver for electricity to an external consumer 200 educated. Through a signal conditioning unit 160 Internal measurement signals, such as a temperature or current measurement, processed in such a way that they are in the control unit 150 evaluable and for controlling the semiconductor switch 100 are usable. In such a semiconductor switch 100 According to the prior art, in particular, the charge pump 20 and the driver stage 110 directly with an electronic unit 20 . 110 connected, in particular the charge pump 20 only constantly activated or completely deactivated. In an activated state of the charge pump 20 is through the driver stage 110 the semiconductor switching unit 120 closed, in an inactivated state of the charge pump 20 is the semiconductor switch unit 120 opened accordingly. Thus, for a closed state, the semiconductor switch unit 120 and thus the semiconductor switch 100 through the charge pump 20 constantly consumes energy. The current consumption of such a charge pump 20 may be, for example, between 3 and 10 mA. Particularly in vehicles in which several, in particular 30 to 50 such semiconductor switches 100 As fuses can be used, thereby high quiescent currents, for example in the range of 90-500 mA, occur. Especially with a vehicle that is parked for a long time, this can lead to a complete emptying of a vehicle battery.

2 zeigt einen Halbleiterschalter 100, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Insbesondere weist dabei der Halbleiterschalter 100 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 auf. Ferner weist der Halbleiterschalter 100 eine von der Vorrichtung 10 separierte Treiberstufe 110, eine Halbleiterschalteinheit 120, eine Kontrolleinheit 150 und eine Signalaufbereitungseinheit 160 auf. Auch die Kontrolleinheit 150 des erfindungsgemäßen Halbleiterschalters 100 weist einen Anschluss 170 und eine Diagnoseschnittstelle 180 auf, mit dem die Kontrolleinheit 150 und damit der gesamte Halbleiterschalter 100 mit beispielsweise einer Bordelektronik eines Fahrzeugs verbindbar ist. Der Halbleiterschalter 100 wird durch eine Betriebsspannung 130 mit Energie versorgt und ist zum Liefern für Strom für einen externen Verbraucher 200 (nicht gezeigt) ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist zum Bereitstellen eines Spannungssignals 70 und damit einer Versorgungsspannung für die Treiberstufe 110 ausgebildet. Durch die Treiberstufe 110 wird die Halbleiterschalteinheit 120 des Halbleiterschalters 100 angesteuert. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist in der dargestellten Ausbildungsform eine Ladungspumpe 20, ein Kondensator 30, eine Vergleichseinheit 40, ein Frequenzgenerator 50 und eine Referenzspannung 60 vorgesehen. Durch die Ladungspumpe 20 wird der Kondensator 30 aufgeladen und gleichzeitig ein Spannungssignal 70 an die Treiberstufe 110 ausgesandt. Dies ist dadurch möglich, dass die Ladungspumpe 20 sowohl mit dem Kondensator 30 als auch mit der Treiberstufe 110 elektrisch verbunden ist. Nach dem Aufladen des Kondensators 30 wird die Ladungspumpe 20 deaktiviert. Ab diesem Zeitpunkt wird nur noch durch den Kondensator 30 das Spannungssignal 70 an die Treiberstufe 110 gesandt. Dies ist dadurch ermöglicht, dass der Kondensator 30 derart mit der Treiberstufe 110 verbunden ist, dass er sich über diese entladen kann. Der Ladungszustand des Kondensators 30 wird durch die Vergleichseinheit 40 mit der Referenzspannung 60 als unteren Grenzwert verglichen. Wird der untere Grenzwert unterschritten, wird durch die Vergleichseinheit 40 und den Frequenzgenerator 50 über ein Ansteuerungssignal 80 die Ladungspumpe 20 wieder aktiviert. Die Ladungspumpe 20 lädt in diesem Fall den Kondensator 30 wieder auf und kann im Anschluss daran wieder deaktiviert werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein ausreichendes Spannungssignal 70 und damit eine ausreichende Versorgungsspannung für die Treiberstufe 110 des Halbleiterschalters 100 zu jeder Zeit bereitzustellen, und gleichzeitig den Stromverbrauch der Ladungspumpe 20 und damit des gesamten Halbleiterschalters 100 deutlich zu senken. Dies ist insbesondere darin begründet, dass ein wesentlicher Stromverbraucher beim Betrieb des Halbleiterschalters 100 die Ladungspumpe 20 darstellt. Dadurch, dass die Ladungspumpe 20 im eben beschriebenen Regelbetrieb nur bedarfsgerecht angesteuert und aktiviert ist, kann dieser Stromverbrauch deutlich gesenkt werden. Darüber hinaus weist der gezeigte erfindungsgemäße Halbleiterschalter 100 mehrere Steuerleitungen 140 auf, die verschiedene Komponenten des Halbleiterschalters 100, insbesondere die Ladungspumpe 20, die Vergleichseinheit 40, den Frequenzgenerator 50, die Treiberstufe 110 und die Signalaufbereitungseinheit 160 mit der Kontrolleinheit 150 verbinden. Über derartige Steuerleitungen 140 ist zum einen ein Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmodi, beispielsweise „Aus“, „Regelbetrieb“ oder „An“, möglich, als auch, beispielsweise wenn der Halbleiterschalter 100 in einem Energiesparmodus betrieben wird, zum teilweisen Deaktivieren von Funktionalitäten der einzelnen Komponenten. Dadurch ist es insbesondere möglich, die Energieaufnahme eines Halbleiterschalters 100 nochmals zu senken. 2 shows a semiconductor switch 100 , which is formed according to the invention. In particular, in this case, the semiconductor switch 100 a device according to the invention 10 on. Furthermore, the semiconductor switch 100 one from the device 10 separated driver stage 110 , a semiconductor switching unit 120 , a control unit 150 and a signal conditioning unit 160 on. Also the control unit 150 of the semiconductor switch according to the invention 100 has a connection 170 and a diagnostic interface 180 on, with which the control unit 150 and thus the entire semiconductor switch 100 can be connected to, for example, an on-board electronics of a vehicle. The semiconductor switch 100 is due to an operating voltage 130 energized and is to deliver for electricity to an external consumer 200 (not shown) formed. The device according to the invention 10 is for providing a voltage signal 70 and thus a supply voltage for the driver stage 110 educated. Through the driver stage 110 becomes the semiconductor switching unit 120 of the semiconductor switch 100 driven. In the device according to the invention 10 is a charge pump in the illustrated embodiment 20 , a capacitor 30 , a comparison unit 40 , a frequency generator 50 and a reference voltage 60 intended. Through the charge pump 20 becomes the capacitor 30 charged and at the same time a voltage signal 70 to the driver stage 110 sent. This is possible because of the charge pump 20 both with the capacitor 30 as well as with the driver stage 110 electrically connected. After charging the capacitor 30 becomes the charge pump 20 disabled. From this point on, only through the capacitor 30 the voltage signal 70 to the driver stage 110 sent. This is made possible by the fact that the capacitor 30 so with the driver stage 110 is connected, that he can discharge over these. The state of charge of the capacitor 30 is through the comparison unit 40 with the reference voltage 60 compared as the lower limit. If the lower limit value is exceeded, is by the comparison unit 40 and the frequency generator 50 via a drive signal 80 the charge pump 20 activated again. The charge pump 20 in this case charges the capacitor 30 back on and can then be disabled again. In this way it is possible to have a sufficient voltage signal 70 and thus a sufficient supply voltage for the driver stage 110 of the semiconductor switch 100 at any time, and at the same time the power consumption of the charge pump 20 and thus the entire semiconductor switch 100 significantly lower. This is due, in particular, to the fact that a significant current consumer during operation of the semiconductor switch 100 the charge pump 20 represents. By doing that, the charge pump 20 In the control operation just described only needs driven and activated, this power consumption can be significantly reduced. In addition, the illustrated semiconductor switch according to the invention 100 several control lines 140 on, the various components of the semiconductor switch 100 , in particular the charge pump 20 , the comparison unit 40 , the frequency generator 50 , the driver stage 110 and the signal conditioning unit 160 with the control unit 150 connect. About such control lines 140 On the one hand switching between different operating modes, such as "off", "control mode" or "on", possible, as well as, for example, when the semiconductor switch 100 is operated in a power-saving mode, for partially deactivating functionalities of the individual components. This makes it possible, in particular, the energy consumption of a semiconductor switch 100 lower again.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Vorrichtung contraption
20 20: Ladungspumpe charge pump
30 30: Kondensator capacitor
40 40: Vergleichseinheit comparing unit
50 50: Frequenzgenerator frequency generator
60 60: Referenzspannung reference voltage
70 70: Spannungssignal voltage signal
80 80: Ansteuerungssignal control signal
100 100: Halbleiterschalter Semiconductor switches
110 110: Treiberstufe driver stage
120 120: Halbleiterschalteinheit Semiconductor switching unit
130 130: Betriebsspannung operating voltage
140 140: Steuerleitung control line
150 150: Kontrolleinheit control unit
160 160: Signalaufbereitungseinheit Signal conditioning unit
170 170: Anschluss connection
180 180: Diagnoseschnittstelle Diagnostic interface
200 200: Verbraucher consumer

Claims

Contraption ( 10 ) for providing a voltage signal ( 70 ) for a driver stage ( 110 ) of a semiconductor switch ( 100 ), having one with the driver stage ( 110 ) electrically connectable charge pump ( 20 ), characterized in that the device ( 10 ) a capacitor ( 30 ) and a comparison unit ( 40 ), wherein the capacitor ( 30 ) through the charge pump ( 20 ) and further electrically conductive with the driver stage ( 110 ) is connectable and dischargeable via this, wherein furthermore the comparison unit ( 40 ) for comparing a state of charge of the capacitor ( 30 ) is formed with at least a lower limit and wherein the charge pump ( 20 ) depending on a result of the comparison for charging the capacitor ( 30 ) is activated.

Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a reference voltage ( 60 ) and / or an operating voltage ( 130 ) of the semiconductor switch ( 100 ) are usable.

Contraption ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a frequency generator ( 50 ) In particular, a frequency pulse width modulation generator, which in the activation of the charge pump ( 20 ) is usable.

Semiconductor switch ( 100 ), at least comprising a driver stage ( 110 ), a semiconductor switching unit ( 120 ) and a device ( 10 ) for providing a control voltage ( 70 ) for the driver stage ( 110 ) of the semiconductor switch ( 100 ), characterized in that the device ( 10 ) for providing a voltage signal ( 70 ) for the driver stage ( 110 ) of the semiconductor switch ( 100 ) is formed according to one of the preceding claims.

Semiconductor switch ( 100 ) according to claim 4, characterized in that the semiconductor switch ( 100 ) is designed for operation in a power-saving mode.

Semiconductor switch ( 100 ) according to claim 5, characterized in that the energy-saving mode and an activity of the charge pump ( 20 ) can be coupled.

Semiconductor switch ( 100 ) according to one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the semiconductor switch ( 100 ) a control unit ( 150 ), the control unit ( 150 ) in particular for monitoring by the semiconductor switch ( 100 ) connected current is formed.

Method for providing a voltage signal ( 70 ) for a driver stage ( 110 ) of a semiconductor switch ( 100 ), characterized by the following steps: - Charging one electrically with the driver stage ( 110 ) and via this dischargeable capacitor ( 30 ) by a charge pump ( 20 ) until a first state of charge of the capacitor ( 30 ), - comparing the state of charge of the capacitor ( 30 ) with a lower limit value and upon detection of a falling below of the lower limit value by the state of charge restoring the first state of charge of the capacitor ( 30 ) by charging the capacitor ( 30 ) through the charge pump ( 20 ).

A method according to claim 8, characterized in that the method by a semiconductor switch ( 100 ) according to one of the preceding claims 4 to 7, in particular by the device ( 10 ) for providing a voltage signal for the driver stage ( 110 ) of the semiconductor switch ( 100 ) and / or a control unit ( 150 ) of the semiconductor switch ( 100 ), is performed.