-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Schaltung, ein elektrisches System mit dem Steuergerät, ein Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
-
Stand der Technik
-
Zum Betreiben elektrischer Antriebe werden üblicherweise Wechselrichter eingesetzt, die die elektrische Energie aus einer Gleichspannungsquelle, z. B. einer Batterie, in eine Wechselspannung umwandeln, um eine elektrische Maschine, z.B. eine Asynchronmaschine, mit Wechselspannung bzw. Wechselstrom zu versorgen. Der Wechselrichter weist hierzu sogenannte Halbbrücken auf. Diese Halbbrücken weisen Leistungshalbleiterschalter auf mittels denen der Gleichstrom und die Gleichspannung getaktet geschaltet werden, so dass an den Ausgangsklemmen des Wechselrichters eine Wechselspannung und ein Wechselstrom entsteht. Für diese Leistungshalbleiterschalter sind Stromobergrenzen vorgegeben, bei deren Überschreitung die Leistungshalbleiterschalter irreversibel geschädigt werden. Wenn nun höhere Ströme für den Betrieb des elektrischen Antriebs benötigt werden, werden daher diese Leistungshalbleiterschalter in den Wechselrichtern parallel geschaltet. Aufgrund von Bauteiltoleranzen werden jedoch die Leistungshalbleiterschalter auch beim parallelen Betrieb unterschiedlich stark belastet, da die Halbleiter nicht gleichzeitig einschalten und daher einer der Halbleiter gegebenenfalls früher einschaltet als ein anderer. Dies kann dazu führen, dass sich der Stromfluss zwischen den Schaltern ungleich aufteilt und somit einzelne Leistungshalbleiterschalter stärker thermisch belastet werden und somit schneller ausfallen. Ein Schaltungsaufbau, der die bei der Ansteuerung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter ebenfalls zu berücksichtigenden Laufzeitunterschiede der Ansteuersignale minimiert, ist aus der
WO 2011/120728 A2 bekannt.
-
Es besteht daher das Bedürfnis hierzu Alternativen zu entwickeln, die eine gleichmäßige Belastung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter ermöglichen. So wird verhindert, dass einzelne Leistungshalbleiterschalter überlastet werden und vorzeitig ausfallen. Somit erhöht sich auch die Robustheit des Gesamtgerätes.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es wird ein Verfahren zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt, wobei mindestens einem der Leistungshalbleiterschalter ein Gesamtgatevorwiderstand zugeordnet ist, welches die folgenden Schritte aufweist:
Ermitteln einer Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters; Bilden des Gesamtgatevorwiderstands für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter in Abhängigkeit der Sollgröße und Betreiben des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters mit dem zugehörigen Gesamtgatevorwiderstand.
-
Parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter sind mehrere, also eine Vielzahl von Leistungshalbleiterschaltern, die in Abhängigkeit eines gemeinsamen Signals geöffnet oder geschlossen werden, also angesteuert werden. Ein Stromfluss durch einen Leistungshalbleiterschalter wird verhindert, solange der Leitungshalbleiterschalter geöffnet ist – Ein Stromfluss durch einen Leistungshalbleiterschalter wird ermöglicht, solange der Leitungshalbleiterschalter geschlossen ist. Zum Schließen eines Leistungshalbleiterschalters wird mittels einer Spannungsquelle eine Spannung an den Gateanschluss angelegt. Zwischen die Spannungsquelle und den Gateanschluss ist üblicherweise ein Gatevorwiderstand geschaltet. Aufgrund der elektrodynamischen Vorgänge in einer derartigen elektrischen Schaltung schaltet in Abhängigkeit der Größe dieses Gatevorwiderstands ein Leistungshalbleiterschalter etwas früher oder später nach dem Zu- oder Abschalten der Spannungsquelle von Öffnen auf Schließen oder umgekehrt um. Bei kleineren Gatevorwiderständen erfolgt ein schnelleres Umschalten, bei größeren Gatevorwiderständen ist das Umschalten verzögert. Somit lässt sich der Schaltzeitpunkt variieren, indem ein Gatevorwiderstand vergrößert oder verkleinert wird. Entsprechend weist das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt zum Ermitteln einer Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand für mindestens einen der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter auf. Erfindungsgemäß ist der Gesamtgatevorwiderstände variabel einstellbar. In Abhängigkeit von aktuellen Betriebsbedingungen des parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalters wird daher eine Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand des Leistungshalbleiterschalters ermittelt. Als weiterer Schritt ist vorgesehen, diesen Gesamtgatevorwiderstand für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgröße auszubilden. Der variable Gesamtgatevorwiderstand erhält somit einen Widerstandswert entsprechend der Sollgröße. Nachdem der Gesamtgatevorwiderstand entsprechend seiner Sollgröße ausgebildet ist, wird der entsprechende Leistungshalbleiterschalter mittels des zugehörigen Gesamtgatevorwiderstands betrieben.
-
Vorteilhaft wird somit durch Ermitteln bzw. durch Vorgabe einer Sollgröße für den mindestens einen Gesamtgatevorwiderstand und dem Bilden des Gesamtgatevorwiderstands ein Verfahren zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt, welches es ermöglicht, die einzelnen Leistungshalbleiterschalter entsprechend ihres aktuellen Betriebszustands zu betreiben. So ist ein individueller Betrieb der einzelnen parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter in Abhängigkeit ihrer aktuellen Eigenschaften möglich. So wird die Möglichkeit geschaffen, die einzelnen Leistungshalbleiterschalter individuell zu belasten und insbesondere die Leistungshalbleiterschalter gleichmäßig zu belasten. Vorteilhaft ergibt sich somit die Möglichkeit der Verwendung von Bauteilen mit größerer Toleranz beziehungsweise Streuung. Es ist sogar ein Verzicht auf eine vorherige Toleranzbestimmung bzw. Klassifizierung der Bauteile vor der Verwendung möglich. Weiter ergibt sich dadurch eine Erhöhung der Bauteilausbeute, der Prüfprozess beim Hersteller kann vereinfacht werden. Nicht zuletzt werden somit die Kosten gesenkt. Ferner besteht die Möglichkeit der Parallelschaltung von Leistungshalbleiterschaltern unterschiedlicher Leistungsklassen oder Chipflächen, wobei aufgrund der individuellen Belastung eine Überlastung eines schwächeren Bauteil vermieden wird. Auch die Skalierbarkeit der Leistungsfläche des Gesamtgerätes wird vereinfacht, da Leistungshalbleiterschaltermodule mit unterschiedlichen Leistungshalbleiterschaltern zusammen verwendet werden können.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren zusätzliche Schritte auf: Bereitstellen einer Vielzahl von Gatevorwiderständen, die dem mindestens einen Gesamtgatevorwiderstand zuordenbar sind, und das Auswählen einer Auswahl aus der Vielzahl der Gatevorwiderstände in Abhängigkeit der ermittelten Sollgröße, wobei das Bilden des mindestens einen Gesamtgatevorwiderstands durch ein Zusammenschalten der ausgewählten Gatevorwiderstände erfolgt.
-
Für die Realisierung der variablen Gesamtgatevorwiderstände gibt es sicherlich verschiedene Möglichkeiten. Eine davon ist beispielsweise das Vorhalten einer Vielzahl von Gatevorwiderständen. Diese Gatevorwiderstände sind dem Gesamtgatevorwiderstand des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter zuordenbar. Dies bedeutet, dass statt eines konstanten Gesamtgatevorwiderstandes, eine Vielzahl von, insbesondere konstanten oder unveränderlichen, Gatevorwiderständen bereitgestellt werden, die mindestens teilweise einem Gesamtgatevorwiderstand zuordenbar sind. In Abhängigkeit der ermittelten Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand wird nun eine Auswahl oder eine Anzahl aus der Vielzahl der Gatevorwiderstände ausgewählt. Durch ein anschließendes elektrisches Zusammenschalten, insbesondere mindestens teilweise in Reihe und/ oder parallel schalten, der einzelnen Gatevorwiderstände aus der Auswahl wird der Gesamtgatevorwiderstand für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter gebildet. Insbesondere eignen sich hierfür Auswahlen von Gatevorwiderständen, die beispielsweise Widerstandswerte entsprechend der binären Zahlenfolge (1, 2, 4, 8, 16, ...) aufweisen. Damit lässt sich ein Gesamtgatevowiderstand mit jedem beliebigen Widerstandswert entsprechend der ermittelten Sollgröße durch elektrisches Zusammenschalten, insbesondere mittels Reihenschaltung, realisieren.
-
Vorteilhaft wird mit diesem Verfahren eine Möglichkeit geschaffen, variable Gesamtgatevorwiderstände für die parallele Ansteuerung von Leistungshalbleiterschaltern bereitzustellen.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren folgenden zusätzlichen Schritt auf: Ermitteln von jeweils mindestens einer Temperatur von mindestens einem ersten und einem zweiten der Leistungshalbleiterschalter, wobei das Ermitteln der Sollgröße in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturen erfolgt.
-
Je stärker ein Leistungshalbleiterschalter belastet wird, also je größer der Strom ist, der durch den Leistungshalbleiterschalter fließt, desto stärker erwärmt sich der Leistungshalbleiterschalter. Bei parallel geschalteten und betriebenen Leistungshalbleiterschaltern ist folglich derjenige stärker belastet, der wärmer ist. Durch Ermitteln und Vergleichen der Temperatur zweier Leistungshalbleiterschalter kann somit festgestellt werden, welcher der beiden Leistungshalbleiterschalter stärker belastet ist. Das Ermitteln der Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters erfolgt beispielsweise mittels eines Temperatursensors, der innerhalb des Leistungshalbleiterschaltermoduls angebracht ist. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, die Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters zu bestimmen, z.B. mittels einer sehr genauen Strommessung durch den Leistungshalbleiterschalter, da die Erwärmung des Leistungshalbleiterschalters mit dem Strom korreliert. Durch Variation des Gesamtgatevorwiderstandes wird bei dem weiteren Betrieb des Leistungshalbleiterschalters der wärmere, also der bisher stärker oder überdurchschnittlich belastete, weniger belastet werden und der schwächer belastete stärker belastet werden. Die unterschiedlich starke Belastung der Leistungshalbleiterschalter wird durch Variation beziehungsweise durch Einstellen des Gesamtgatevorwiderstands beeinflusst. Hierzu wird die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand in Abhängigkeit der gemessenen Temperaturen bestimmt und ermittelt. Vorteilhaft wird hier ein Verfahren bereitgestellt, zur Ermittlung der Sollgröße für den mindestens einen Gesamtgatevorwiderstand.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand in Abhängigkeit einer Differenz der ermittelten Temperaturen der mindestens ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalter ermittelt.
-
Dies bedeutet, dass die Differenz der Temperaturen zwischen zwei Leistungshalbleiterschaltern ein Maß dafür ist, wie stark die Belastung der beiden Leistungshalbleiterschalter voneinander abweicht. Die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand oder insbesondere die Differenz der Sollgrößen für die Gesamtvorwiderstände der entsprechenden Leistungshalbleiterschalter werden somit in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen mindestens zwei der Leistungshalbleiterschalter festgelegt.
-
Vorteilhaft wird somit ein Verfahren bereit gestellt, welches die Ermittlung der Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter oder für die Gesamtgatevorwiderstände des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterschalters ermöglicht.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren einen weiteren zusätzlichen Schritt auf: Ermitteln von jeweils einem Strom durch mindestens einen ersten und einen zweiten der Leistungshalbleiterschalter, wobei das Ermitteln der mindestens einen Sollgröße in Abhängigkeit der ermittelten Ströme erfolgt.
-
Dies bedeutet, dass die Ströme mindestens zweier der Leistungshalbleiterschalter gemessen werden. Beispielsweise ist dies mittels eines Sense-Ausgangs an den einzelnen Leistungshalbleiterschaltern möglich, wobei auch andere Verfahren zur Messung des Stroms durch einen Leistungshalbleiterschalter denkbar sind. Wiederum wird die Sollgröße des Gesamtgatevorwiderstands in Abhängigkeit der ermittelten Ströme durchgeführt. Derjenige Leistungshalbleiterschalter wird stärker belastet, durch den der größere elektrische Strom fließt. Zur Realisierung einer gleichmäßigen oder ausgeglichenen Belastung der Leistungshalbleiterschalter, wird in Abhängigkeit der ermittelten Ströme die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand ermittelt.
-
Vorteilhaft wird ein weiteres Verfahren bereitgestellt, zur Ermittlung der Sollgröße für den mindestens einen Gesamtgatevorwiderstand.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand in Abhängigkeit einer Differenz der ermittelten Ströme durch den mindestens ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalter ermittelt.
-
Dies bedeutet, dass beispielsweise mittels Subtraktion die Differenz der zwei durch die Leistungshalbleiterschalter fließenden Ströme ermittelt wird, und die Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand in Abhängigkeit der Differenz festgelegt wird. Je stärker die Stromdifferenz, desto stärker weichen auch die Sollgrößen für die jeweiligen Gesamtgatevorwiderstände voneinander ab.
-
Vorteilhaft wird ein weiteres Verfahren bereitgestellt, zur Ermittlung der Sollgröße für den mindestens einen Gesamtgatevorwiderstand.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ermitteln einer Sollgröße, das Bilden des Gesamtgatevorwiderstands und das Betreiben mindestens eines der Leistungshalbleiterschalters mittels mindestens einer Logikeinheit.
-
Dies bedeutet, dass eine Logikeinheit, zum Beispiel ein Mikroprozessor für die Ermittlung der Sollgröße, für das Bilden des Gesamtgatevorwiderstands und das Betreiben des mindestens einen der Leistungshalbleiterschalters vorgesehen ist. Unter Betreiben eines Leistungshalbleiterschalters ist hier insbesondere zu verstehen, dass eine Spannung zugeschaltet oder weggeschaltet wird, um die Stromleitfähigkeit des Leistungshalbleiterschalters zu beeinflussen.
-
Vorteilhaft wird somit ein Verfahren bereitgestellt, welches die Schritte des Verfahrens steuern und abarbeiten kann.
-
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden als parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter mindestens teilweise parallel geschaltete Leistungshalbleitermodule verwendet, wobei ein Leistungshalbleitermodul parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter umfasst.
-
Das bedeutet, dass statt einzelnen einzeln ansteuerbaren parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern mindestens teilweise parallel geschaltete Leistungshalbleitermodule verwendet werden. Ein Leistungshalbleitermodul entspricht dabei einer Parallelschaltung mehrerer Leistungshalbleiterschalter, deren Eingangs-, Ausgangs und Ansteueranschlüsse jeweils zusammengeführt sind. Solche Leistungshalbleitermodule sind in verschiedenen Größen und Leistungsklassen bekannt und werden für die Stromführung und Unterbrechung höherer elektrischer Leistungen mittels eines Ansteuersignals verwendet.
-
Vorteilhaft wird somit ein Betrieb parallel geschalteter Leistungshalbleitermodule ermöglicht, bei dem die einzelnen Leistungshalbleitermodule ebenfalls gleichmäßiger belastet werden, als wenn alle Leistungshalbleitermodule mittels einem Ansteuersignal angesteuert werden und aufgrund ihrer Bauteiltoleranzen oder ihrer unterschiedlichen Dimensionierung unterschiedlich schnell und sensitiv auf ein Ansteuersignal reagieren. Es ergeben sich somit für den Betrieb der parallel geschalteten Leistungshalbleitermodule vergleichbare Vorteile wie für den Betrieb parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter.
-
Ferner wird ein Steuergerät zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt, wobei mindestens einem der Leistungshalbleiterschalter ein Gesamtgatevorwiderstand zugeordnet ist und das Steuergerät ausgebildet ist, eine Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters zu ermitteln, den Gesamtgatevorwiderstand des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgröße zu bilden, und den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter mit dem zugehörigen Gesamtgatevorwiderstand zu betreiben.
-
Erfindungsgemäß sind die Gesamtgatevorwiderstände mittels des Steuergeräts variabel einstellbar. In Abhängigkeit von aktuellen Betriebsbedingungen der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter wird daher eine Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter ermittelt. Als weiterer Schritt ist vorgesehen, diesen Gesamtgatevorwiderstand des Leistungshalbleiterschalters in Abhängigkeit der Sollgröße auszubilden. Der variable Gesamtgatevorwiderstand erhält somit einen Widerstandswert entsprechend der Sollgröße. Nachdem der Gesamtgatevorwiderstand entsprechend seiner Sollgröße ausgebildet ist, wird der entsprechende Leistungshalbleiterschalter mittels des zugehörigen Gesamtgatevorwiderstands betrieben.
-
Vorteilhaft wird somit durch Ermitteln bzw. durch Vorgabe einer Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand und dem Bilden des Gesamtgatevorwiderstands ein Steuergerät zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt, welches es ermöglicht, die Leistungshalbleiterschalter entsprechend ihres aktuellen Betriebszustands zu betreiben. Es wird die Möglichkeit geschaffen, die Leistungshalbleiter individuell zu betreiben und zu belasten, und somit auch, insbesondere in Abhängigkeit ihrer aktuellen Eigenschaften, die Leistungshalbleiterschalter gleichmäßig zu belasten. Vorteilhaft ergibt sich somit die Möglichkeit der Verwendung von Bauteilen mit größerer Toleranz bzw. Streuung. Beziehungsweise ist sogar ein Verzicht auf eine vorherige Toleranzbestimmung bzw. Klassifizierung der Bauteile vor der Verwendung möglich.
-
Ferner wird eine elektrische Schaltung, insbesondere ein Wechselrichter oder ein Pulswechselrichter, bereitgestellt. Sie weist parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter auf, wobei mindestens einem der Leistungshalbleiterschalter ein Gesamtgatevorwiderstand zugeordnet ist. Die Größe des Gesamtgatevorwiderstands ist variabel einstellbar.
-
Vorteilhaft wird eine Schaltung bereitgestellt, die eine individuelle Ansteuerung des mindestens einen der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter ermöglicht. Mittels eines variabel einstellbaren Gesamtgatevorwiderstands kann durch Variation des Widerstandswerts das Schaltverhalten des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters im Vergleich zu den parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern beschleunigt oder verlangsamt werden.
-
Ferner wird ein elektrisches System mit parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern bereitgestellt mit Gesamtgatevorwiderständen und einem Steuergerät zum Betreiben der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter.
-
Vorteilhaft wird somit ein elektrisches System mit parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern bereit gestellt. Es sind variable Gesamtgatevorwiderstände vorgesehen, die es ermöglichen, die parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter zu betreiben und dabei die Leistungshalbleiterschalter gleichmäßig oder ausgeglichen zu belasten.
-
Ferner wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
-
Ferner wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.
-
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend auf das erfindungsgemäße Steuergerät bzw. auf das elektrische System und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind.
-
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Im folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden. Dazu zeigen:
-
1 Ein elektrisches System mit einem Steuergerät in einer schematischen Darstellung
-
2 Ein Ausschnitt des elektrischen Systems aus 1
-
3 Ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Die 1 zeigt ein elektrisches System 10 in einer schematischen Darstellung. Das elektrische System 10 umfasst Leistungshalbleiterschalter LH1, LH2, LH3...LHn, die parallel geschaltet sind und im geschlossenen Zustand einen elektrischen Strom von dem Potential T+ zu dem Potential T– leiten und im offenen Zustand die Potentiale trennen. Die Gateanschlüsse der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn sind mit den jeweiligen Gesamtgatevorwiderständen GGV1, GGV2, GGV3...GGVn verbunden. Weiter ist ein Steuergerät SG vorgesehen, welches über die einzelnen Gesamtgatevorwiderstände GGV1...GGVn mit den einzelnen Gateanschlüssen der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn verbunden ist. Durch Anlegen einer Spannung mittels einer nicht dargestellten Spannungsquelle an den Gateanschlüssen der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn werden die Leistungsschalter angesteuert beziehungsweise wird ein Stromfluss durch diese ermöglicht, durch wegnehmen oder wegschalten der Spannung an den Gateanschlüssen der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn wird der Stromfluss durch diese unterbrochen. Ferner sind Temperatursensoren T1, T2, T3...Tn vorgesehen zur Ermittlung der Temperaturen an den einzelnen Leistungshalbleiterschaltern. Die Temperatursensoren können direkt an den einzelnen Halbleitern angebracht sein. Auch eine andere Position der Temperatursensoren ist denkbar, wenn der ermittelte Temperarturwert einem entsprechenden Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn zugeordnet werden kann und daraus auf die Temperatur des entsprechenden Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn geschlossen werden kann. Weiter verfügen die Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn über die Sense-Anschlüsse. Mittels dieser kann das Steuergerät die Stromstärke durch die einzelnen Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn bestimmen. Auch hier sind andere Varianten zur Messung des Stroms durch die einzelnen Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn denkbar. Es sollte wiederum möglich sein, einen ermittelten Stromwert einem Leistungshalbleiterschalter zuzuordnen. In Abhängigkeit der ermittelten Temperaturen und/ oder der ermittelten Ströme ermittelt das Steuergerät jeweils Sollgrößen für die Gesamtgatevorwiderstände GGV1...GGVn mittels der die Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn betrieben werden. Insbesondere bei einer kombinierten Ermittlung der Sollgrößen in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturen und Ströme ist eine noch exaktere Vorgabe der Sollgrößen für die Gesamtgatevorwiderstände GGV1...GGVn möglich. Das Steuergerät SG umfasst ferner eine Logikeinheit LE, welche das Ermitteln der Sollgröße, das Bilden des Gesamtgatevorwiderstands GGVn und das Betreiben des mindestens einen der Leistungshalbleiterschalters LHn ausführt und steuert.
-
2 zeigt insbesondere in einer schematischen Form den Aufbau eines variabel einstellbaren Gesamtgatevorwiderstandes GGVn. Dem Gesamtgatevorwiderstand GGVn sind eine Vielzahl von Gatevorwiderständen GVn, GV1, GV2, GV3...GVn zugeordnet. Mit Hilfe der Schalter S1, S2, S3...Sn lassen sich die Gatevorwiderstände GV1...GVn beliebig zusammenschalten oder kombinieren, so dass sich letztendlich ein Gesamtgatevorwiderstand GGVn mit einer der Sollgröße entsprechenden Größe, also einem der Sollgröße entsprechendem Widerstandswert, ergibt. In der 2 ist lediglich ein parallele Schaltung der Gatevorwiderstände dargestellt, aber auch eine Reihenschaltung oder eine Kombination aus Reihen- und parallel Schaltung ist je nach Bedarf einsetzbar. Durch Ansteuern der Schalter S1...Sn lassen sich somit Gesamtgatevorwiderstände GGVn in beliebiger Sollgröße konfigurieren. Die Ansteuerung der Schalter S1...Sn kann dabei insbesondere durch das Steuergerät erfolgen. Eine entsprechende Verbindung vom Steuergerät zu den Schaltern S1...Sn ist aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht enthalten aber selbstverständlich vorgesehen. In Abhängigkeit der Betriebsbedingung des Leistungsschalters LHn, also insbesondere in Abhängigkeit der Temperatur Tn und oder des Stroms In ermittelt das Steuergerät SG eine Sollgröße für den Gesamtgatevorwiderstand GGVn. Aus der bereitgestellten Vielzahl von Gatevorwiderständen wird mittels Auswahl über die Schalter S1...Sn ein Gesamtgatevorwiderstand GGVn entsprechend der Sollgröße konfiguriert. Ein Betrieb des Leistungshalbleiterschalters LHn durch das Steuergerät SG erfolgt somit über den entsprechend eingestellten Gesamtgatevorwiderstand GGVn.
-
Die 3 zeigt ein Verfahren 200 zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter. Im Schritt 210 startet das Verfahren. In Schritt 220 wird eine Sollgröße für einen Gesamtgatevorwiderstand GGVn für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter LHn ermittelt. Im Schritt 230 werden optional eine Vielzahl von Gatevorwiderständen GVn, die dem Gesamtgatevorwiderstand GGVn zuordenbar sind, bereitgestellt und eine Auswahl der Gatevorwiderstände GVn in Abhängigkeit der ermittelten Sollgröße ausgewählt. In Schritt 240 wird der Gesamtgatevorwiderstand GGVn für den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter LHn in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgröße gebildet, insbesondere durch ein Zusammenschalten der Auswahl der Gatevorwiderstände GVn. In Schritt 250 wird der mindestens eine Leistungshalbleiterschalter mit dem zugehörigen Gesamtgatevorwiderstand GGVn betrieben. Im Schritt 260 endet das Verfahren.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
