DE102015120166B3 - Control device for a power semiconductor switch - Google Patents

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DE102015120166B3 DE102015120166.6A DE102015120166A DE102015120166B3 DE 102015120166 B3 DE102015120166 B3 DE 102015120166B3 DE 102015120166 A DE102015120166 A DE 102015120166A DE 102015120166 B3 DE102015120166 B3 DE 102015120166B3
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter aufweisend, – einen ersten Steuereinrichtungsanschluss, einen zweiten Steuereinrichtungsanschluss und einen dritten Steuereinrichtungsanschluss, – eine Ansteuereinrichtung, die ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals am dritten Steuereinrichtungsanschluss eine Ansteuerspannung zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters zu erzeugen, – eine Überstromdetektionsschaltung mit einem, einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisenden, ersten Vergleicher, wobei der erste Vergleicher ausgebildet ist ein Überstromdetektionssignal zu erzeugen, wenn eine am ersten Eingang des ersten Vergleichers anliegende erste Spannung höher ist als eine am zweiten Eingang des ersten Vergleichers anliegende zweite Spannung, – eine Auswertschaltung, die ausgebildet ist, nach einer bestimmten Wartezeit ab Beginn der Erzeugung einer Ansteuerspannung zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters durch die Ansteuereinrichtung ein Freigabesignal zu erzeugen, wobei die Auswerteinrichtung ausgebildet ist, bei gleichzeitigem Vorliegen des Überstromdetektionssignals und des Freigabesignals, ein Überstromfehlersignal zu erzeugen.The invention relates to a control device for a power semiconductor switch having - a first control device connection, a second control device connection and a third control device connection, - a drive device which is designed to generate a drive voltage for driving the power semiconductor switch in response to a control signal at the third control device connection, - an overcurrent detection circuit a first comparator having first and second inputs, wherein the first comparator is configured to generate an overcurrent detection signal when a first voltage applied to the first input of the first comparator is higher than a second voltage applied to the second input of the first comparator, an evaluation circuit, which is designed after a certain waiting time from the beginning of the generation of a drive voltage for switching on the power semiconductor switch du The control device is used to generate an enable signal, wherein the evaluation device is designed to generate an overcurrent error signal in the presence of the overcurrent detection signal and the enable signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter. The invention relates to a control device for a power semiconductor switch.

Aus der DE 10 2014 110 768 B3 ist eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter bekannt, die den durch den Leistungshalbleiterschalter fließenden Strom überwacht. Falls der durch den Leistungshalbleiterschalter fließende Strom im eingeschalteten Zustand des Leistungshalbleiterschalters, z.B. bei einem Kurzschluss, sehr groß wird, steigt die zwischen dem ersten und zweiten Laststromanschluss des Leistungshalbleiterschalters anliegende Spannung stark an, was zu einem Spannungsanstieg an einem ersten Kondensator der Steuereinrichtung führt, so dass der erste Kondensator aufgeladen wird. Wenn die Kondensatorspannung eine Referenzspannung übersteigt, wird von einem Vergleicher der Steuereinrichtung ein Überstromfehlersignal erzeugt, das ein Abschalten des Leistungshalbleiterschalters bewirkt. Der Leistungshalbleiterschalter wird hierdurch vor dem durch ihn fließenden Überstrom geschützt. Diese Steuereinrichtung weist den Nachteil auf, dass von Leistungshalbleiterschalterseite einkoppelnde Störspannungen zu Fehlauslösungen führen können. From the DE 10 2014 110 768 B3 a control device for a power semiconductor switch is known, which monitors the current flowing through the power semiconductor switch current. If the current flowing through the power semiconductor switch in the switched-on state of the power semiconductor switch, for example in the case of a short circuit, becomes very large, the voltage applied between the first and second load current terminals of the power semiconductor switch increases sharply, resulting in a voltage increase at a first capacitor of the control device that the first capacitor is charged. When the capacitor voltage exceeds a reference voltage, an overcurrent error signal is generated by a comparator of the controller causing the power semiconductor switch to shut down. The power semiconductor switch is thereby protected from the overcurrent flowing through it. This control device has the disadvantage that interference voltages coupling in from the power semiconductor switch side can lead to false triggering.

Aus der DE 31 41 471 A1 ist eine Kurzschlussschutzeinrichtung für Transistoren beı der einem ersten NAND-Glied über seinen ersten Eingang Ansteuersignale für den Transistor sowıe über seinen zweiten Eingang Ausgangssignale eınes zweiten NAND-Gliedes zugeführt werden, bekannt. Am ersten Eingang des zweıten NAND-Gliedes liegen Ansteuersignale für den Transistor über eine Verzögerungsschaltung an und am zweıten Eingang des zweiten NAND-Gliedes lıegt eine von der Spannung des Transıstors abhängige Signalspannung an. Der Ausgang des ersten NAND-Glıedes ıst über einen Inverter mit dem Steueranschluss des Transıstors verbunden. Bei Kurzschluss oder Überlastung des Transistors steigt die Spannung am Transistor an und die Anschlusssignale werden infolge Durchschaltens des zweiten NAND-Gliedes unterdrückt. From the DE 31 41 471 A1 is a short-circuit protection device for transistors in the first NAND gate via its first input drive signals for the transistor Sowıe via its second input output signals of a second NAND gate are supplied known. At the first input of the second NAND gate, drive signals for the transistor are applied via a delay circuit and the second input of the second NAND gate carries a signal voltage that depends on the voltage of the transistor. The output of the first NAND glide is connected via an inverter to the control terminal of the transistor. In case of short circuit or overload of the transistor, the voltage at the transistor increases and the terminal signals are suppressed as a result of switching through the second NAND gate.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter zu schaffen, die im Falle eines durch den Leistungshalbleiterschalter fließenden Überstroms, den Überstrom schnell detektiert und gegenüber von Leistungshalbleiterschalterseite einkoppelnden Störspannungen eine hohe Resistenz aufweist. It is an object of the invention to provide a control device for a power semiconductor switch, which quickly detects the overcurrent in the case of an overcurrent flowing through the power semiconductor switch and has a high resistance to interference voltages coupled in from the power semiconductor switch side.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter, der einen ersten und einen zweiten Laststromanschluss und einen Steueranschluss aufweist, aufweisend,

  • – einen elektrischen ersten Steuereinrichtungsanschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem ersten Laststromanschluss vorgesehen ist, einen elektrischen zweiten Steuereinrichtungsanschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem zweiten Laststromanschluss vorgesehen ist und einen elektrischen dritten Steuereinrichtungsanschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem Steueranschluss vorgesehen ist,
  • – eine Ansteuereinrichtung, die ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals am dritten Steuereinrichtungsanschluss eine Ansteuerspannung zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters zu erzeugen,
  • – eine Überstromdetektionsschaltung, mit einer elektrischen ersten Reihenschaltung, die einen ersten, zweiten und dritten Widerstand aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei der erste und zweite Widerstand über einen ersten Stromzweig und der zweite und dritte Widerstand über einen zweiten Stromzweig elektrisch verbunden sind, wobei die erste Reihenschaltung elektrisch zwischen eine Spannungsquelle und dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, und mit einer Diode, die elektrisch zwischen den ersten Stromzweig und den ersten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist und/oder einem Entkopplungskondensator, der elektrisch zwischen den ersten Stromzweig und den ersten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, und mit einem ersten Kondensator, der elektrisch zwischen den ersten Stromzweig und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, und mit einem, einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisenden, ersten Vergleicher, wobei der erste Eingang des ersten Vergleichers mit dem zweiten Stromzweig elektrisch verbunden ist, wobei der erste Vergleicher ausgebildet ist ein Überstromdetektionssignal zu erzeugen, wenn eine am ersten Eingang des ersten Vergleichers anliegende erste Spannung höher ist als eine am zweiten Eingang des ersten Vergleichers anliegende zweite Spannung,
  • – eine Auswertschaltung, die ausgebildet ist, nach einer bestimmten Wartezeit ab Beginn der Erzeugung einer Ansteuerspannung zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters durch die Ansteuereinrichtung ein Freigabesignal zu erzeugen, wobei die Auswerteinrichtung ausgebildet ist, bei gleichzeitigem Vorliegen des Überstromdetektionssignals und des Freigabesignals, ein Überstromfehlersignal zu erzeugen.
This object is achieved by a control device for a power semiconductor switch which has a first and a second load current connection and a control connection, comprising
  • An electrical first controller terminal provided for electrical connection to the first load power terminal, an electrical second controller terminal provided for electrical connection to the second load power terminal, and an electrical third controller terminal provided for electrical connection to the control terminal;
  • A drive device which is designed to generate a drive voltage for driving the power semiconductor switch in response to a control signal at the third control device connection,
  • An overcurrent detection circuit having an electrical first series circuit having first, second and third resistances electrically connected in series, the first and second resistors being electrically connected via a first branch and the second and third resistances electrically connected via a second branch wherein the first series circuit is electrically connected between a voltage source and the second controller terminal, and a diode electrically connected between the first current branch and the first controller terminal and / or a decoupling capacitor electrically connected between the first current branch and the first controller terminal and with a first capacitor electrically connected between the first current branch and the second controller terminal, and having a first comparator having first and second inputs, the first input the first comparator is configured to generate an overcurrent detection signal when a first voltage applied to the first input of the first comparator is higher than a second voltage applied to the second input of the first comparator,
  • - An evaluation circuit, which is designed to generate after a certain waiting time from the beginning of the generation of a drive voltage for switching on the power semiconductor switch by the drive means an enable signal, wherein the evaluation device is formed, simultaneously with the presence of the overcurrent detection signal and the enable signal to generate an overcurrent error signal.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die zweite Spannung einen zeitlich konstanten Spannungswert aufweist, da dann nach dem vollständigen Einschalten des Leistungshalbleiterschalters eine einheitliche Überstromdetektionsempfindlichkeit erzielt wird. It proves to be advantageous if the second voltage has a time constant voltage value, since then after the complete turn-on of the power semiconductor switch a uniform overcurrent detection sensitivity is achieved.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Überstromdetektionsschaltung eine elektrische zweite Reihenschaltung aufweist, die einen vierten und einen fünften Widerstand aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei der vierte und fünfte Widerstand über einen dritten Stromzweig elektrisch verbunden sind, wobei die zweite Reihenschaltung elektrisch zwischen die Spannungsquelle und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, wobei der zweite Eingang des ersten Vergleichers mit dem dritten Stromzweig elektrisch verbunden ist. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise eine zuverlässige Erzeugung der zweiten Spannung erzielt. In this context, it proves to be advantageous if the overcurrent detection circuit comprises an electrical second series circuit having a fourth and a fifth resistor, which are electrically connected in series, wherein the fourth and fifth resistor are electrically connected via a third current branch, wherein the second series connection is electrically connected between the voltage source and the second control device terminal, wherein the second input of the first comparator is electrically connected to the third current branch. As a result, a reliable generation of the second voltage is achieved in a simple manner.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der die Auswerteschaltung einen, einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisenden, zweiten Vergleicher aufweist, wobei am ersten Eingang des zweiten Vergleichers eine Vergleichsspannung anliegt und der zweite Eingang des zweiten Vergleichers über einen Halbleiterschalter mit der Spannungsquelle verbunden ist und über einen zweiten Kondensator zu dem eine Stromquelle elektrisch parallel geschaltet ist, mit dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss elektrisch verbunden ist, wobei die Ansteuereinrichtung ausgebildet ist, bei Beginn der Erzeugung einer Ansteuerspannung zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters ein Ausschalten des Halbleiterschalters zu bewirken und bei Erzeugung einer Ansteuerspannung zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters ein Einschalten des Halbleiterschalters zu bewirken. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise eine zuverlässige Erzeugung des Freigabesignals erzielt. Furthermore, it proves to be advantageous if the evaluation circuit has a second comparator having first and second inputs, a comparison voltage being present at the first input of the second comparator and the second input of the second comparator being connected to the voltage source via a semiconductor switch and via a second capacitor to which a current source is electrically connected in parallel, is electrically connected to the second control device terminal, wherein the driving means is adapted to cause a turn-off of the semiconductor switch at the beginning of the generation of a drive voltage for switching on the power semiconductor switch and when generating a drive voltage for Turning off the power semiconductor switch to cause a turn on the semiconductor switch. As a result, a reliable generation of the enable signal is achieved in a simple manner.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Leistungshalbleiterschalter als n-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildet ist und die Diode elektrisch zwischen den ersten Stromzweig und den ersten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, wobei die Kathode der Diode elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss zugewandt angeordnet ist. Die Überstromdetektionsschaltung ist dann besonders einfach und zuverlässig ausgebildet. Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor switch is formed as an n-channel power semiconductor switch and the diode is electrically connected between the first current branch and the first control device terminal, wherein the cathode of the diode is arranged electrically facing the first control device terminal. The overcurrent detection circuit is then designed to be particularly simple and reliable.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Leistungshalbleiterschalter als p-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildet ist und die Diode elektrisch zwischen den ersten Stromzweig und den ersten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist, wobei die Kathode der Diode elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss zugewandt angeordnet ist. Die Überstromdetektionsschaltung ist dann besonders einfach und zuverlässig ausgebildet. Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor switch is formed as a p-channel power semiconductor switch and the diode is electrically connected between the first branch and the first control device terminal, wherein the cathode of the diode is arranged electrically facing the first control device terminal. The overcurrent detection circuit is then designed to be particularly simple and reliable.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Wartezeit mindestens eine so große Zeitdauer aufweist, dass der Leistungshalbleiterschalter am Ende der Wartezeit vollständig eingeschaltet ist, da dann die Steuereinrichtung gegenüber einkoppelnden Störspannungen eine besonders hohe Resistenz aufweist und so eine fehlerhafte Detektion eines Überstroms auch bei vorhanden sein von sehr hohen Störspannungen zuverlässig vermieden wird. Furthermore, it proves to be advantageous if the waiting time has at least such a long period of time that the power semiconductor switch is fully switched on at the end of the waiting time, since then the control device has a particularly high resistance to coupling interference voltages and thus an erroneous detection of an overcurrent even when present be reliably avoided by very high interference voltages.

Weiterhin erweist sich eine Leistungshalbleiterschaltung mit einem Leistungshalbleiterschalter und mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für den Leistungshalbleiterschalter, wobei der erste Steuereinrichtungsanschluss elektrisch mit dem ersten Lastromanschluss des Leistungshalbleiterschalters und der zweite Steuereinrichtungsanschluss elektrisch mit dem zweiten Lastromanschluss des Leistungshalbleiterschalters und der dritte Steuereinrichtungsanschluss elektrisch mit Steueranschluss des Leistungshalbleiterschalters verbunden ist, als vorteilhaft, da dann ein durch den Leistungshalbleiterschalter der Leistungshalbleiterschaltung fließender Überstrom schnell und zuverlässig detektiert werden kann. Furthermore, a power semiconductor circuit with a power semiconductor switch and with a control device according to the invention for the power semiconductor switch, wherein the first control terminal is electrically connected to the first load terminal of the power semiconductor switch and the second control terminal electrically connected to the second load terminal of the power semiconductor switch and the third control terminal electrically connected to the control terminal of the power semiconductor switch , as advantageous because then a current flowing through the power semiconductor switch of the power semiconductor circuit overcurrent can be detected quickly and reliably.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen: Embodiments of the invention will be explained below with reference to the figures below. Showing:

1 eine Leistungshalbleiterschaltung mit einem als n-Kanal ausgebildeten Leistungshalbleiterschalter und mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für den Leistungshalbleiterschalter, 1 a power semiconductor circuit having a power semiconductor switch designed as an n-channel and having a control device for the power semiconductor switch according to the invention,

2 in einer Überstromdetektionsschaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung auftretende Spannungsverläufe bei einem als n-Kanal ausgebildeten Leistungshalbleiterschalter, 2 occurring in an overcurrent detection circuit of the control device according to the invention voltage waveforms in a designed as n-channel power semiconductor switch,

3 in einer Auswerteschaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung auftretende Spannungsverläufe bei einem als n-Kanal ausgebildeten Leistungshalbleiterschalter und 3 occurring in an evaluation circuit of the control device according to the invention voltage waveforms in a designed as an n-channel power semiconductor switch and

4 eine Leistungshalbleiterschaltung mit einem als p-Kanal ausgebildeten Leistungshalbleiterschalter und mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für den Leistungshalbleiterschalter. 4 a power semiconductor circuit with a p-channel power semiconductor switch and with a control device according to the invention for the power semiconductor switch.

In 1 ist eine Leistungshalbleiterschaltung 1 dargestellt, die einen als n-Kanal ausgebildeten Leistungshalbleiterschalter T und eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1 für den Leistungshalbleiterschalter T aufweist, wobei die Steuereinrichtung 1 mit dem Leistungshalbleiterschalter T elektrisch verbunden ist. In 1 is a power semiconductor circuit 1 illustrated, which is designed as an n-channel power semiconductor switch T and a control device according to the invention 1 for the power semiconductor switch T, wherein the control device 1 is electrically connected to the power semiconductor switch T.

Der Leistungshalbleiterschalter T weist einen ersten und einen zweiten Laststromanschluss C und E und einen Steueranschluss G auf. Der Leistungshalbleiterunterschalter T liegt vorzugsweise in Form eines Transistors, wie z.B. eines IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder eines MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) vor. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels liegt der Leistungshalbleiterschalter T in Form eines IGBTs vor, wobei der erste Laststromanschluss C in Form des Kollektors des IGBTs, der zweite Laststromanschluss E in Form des Emitters des IGBTs und der Steueranschluss G in Form des Gates des IGBTs vorliegt. The power semiconductor switch T has a first and a second load current connection C and E and a control terminal G on. The power semiconductor sub-switch T is preferably in the form of a transistor, such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) before. In the context of the exemplary embodiment, the power semiconductor switch T is in the form of an IGBT, the first load current connection C in the form of the collector of the IGBT, the second load current connection E in the form of the emitter of the IGBT and the control connection G in the form of the gate of the IGBT.

Die Steuereinrichtung 1 weist einen elektrischen ersten Steuereinrichtungsanschluss A1, der zur elektrischen Verbindung mit dem ersten Laststromanschluss C des Leistungshalbleiterschalters T vorgesehen ist, einen elektrischen zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2, der zur elektrischen Verbindung mit dem zweiten Laststromanschluss E vorgesehen ist und einen elektrischen dritten Steuereinrichtungsanschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem Steueranschluss G des Leistungshalbleiterschalters T vorgesehen ist, auf. The control device 1 has an electrical first controller terminal A1, which is provided for electrical connection to the first load current terminal C of the power semiconductor switch T, an electrical second controller terminal A2, which is provided for electrical connection to the second load current terminal E and an electrical third controller terminal, for electrical connection with the control terminal G of the power semiconductor switch T is provided on.

Der erste Steuereinrichtungsanschluss A1 ist bei der Leistungshalbleiterschaltung 1 elektrisch mit dem ersten Lastromanschluss C des Leistungshalbleiterschalters T, der zweite Steuereinrichtungsanschluss A2 ist elektrisch mit dem zweiten Lastromanschluss E des Leistungshalbleiterschalters T und der dritte Steuereinrichtungsanschluss A3 ist elektrisch mit Steueranschluss G des Leistungshalbleiterschalters T verbunden. The first controller terminal A1 is in the power semiconductor circuit 1 electrically to the first load terminal C of the power semiconductor switch T, the second control terminal A2 is electrically connected to the second load terminal E of the power semiconductor switch T, and the third control terminal A3 is electrically connected to the control terminal G of the power semiconductor switch T.

Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine Ansteuereinrichtung 3 auf, die ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals A am dritten Steuereinrichtungsanschluss A3 eine Ansteuerspannung Ua zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters T zu erzeugen. Die Ansteuereinrichtung 3 erzeugt hierzu in Abhängigkeit von einem Steuersignal A, welches z.B. von einer übergeordneten Steuerung (nicht dargestellt) erzeugt wird, die Ansteuerspannung Ua am Steuereinrichtungsanschluss A3 und damit am Steueranschluss G des Leistungshalbleiterschalters T. Beim Ausführungsbeispiel erzeugt die Ansteuereinrichtung 3 eine Ansteuerspannung Ua von 15V zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T und eine Ansteuerspannung Ua von –8V zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T. Der Leistungshalbleiterschalters T schaltet sich in Abhängigkeit vom Spannungswert der Ansteuerspannung Ua ein und aus. The control device 1 also has a drive device 3 auf which is formed in response to a control signal A at the third controller terminal A3 to generate a drive voltage Ua for driving the power semiconductor switch T. The drive device 3 generates for this purpose in response to a control signal A, which is generated for example by a higher-level control (not shown), the drive voltage Ua at the controller terminal A3 and thus at the control terminal G of the power semiconductor switch T. In the embodiment generates the control device 3 a drive voltage Ua of 15V for turning on the power semiconductor switch T and a drive voltage Ua of -8V for turning off the power semiconductor switch T. The power semiconductor switch T turns on and off depending on the voltage value of the drive voltage Ua.

Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine Überstromdetektionsschaltung 8 auf, die eine elektrische erste Reihenschaltung 10, eine Diode D, einen ersten Kondensator C1, eine Spannungsquelle 4 und einen ersten Vergleicher V1 aufweist. Die erste Reihenschaltung 10 weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Widerstand R1, R2 und R3 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und solchermaßen eine Spannungsteilerschaltung ausbilden. Der erste und zweite Widerstand R1 und R2 sind über einen ersten Stromzweig 5 und der zweite und dritte Widerstand R2 und R3 sind über einen zweiten Stromzweig 6 elektrisch verbunden. Die erste Reihenschaltung 10 ist elektrisch zwischen die Spannungsquelle 4, die eine Versorgungsspannung Uv erzeugt und dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2 geschaltet. Die Diode D ist elektrisch zwischen den ersten Stromzweig 5 und den ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 geschaltet. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist die Anode der Diode D mit dem ersten und zweiten Widerstand R1 und R2 elektrisch verbunden und die Kathode der Diode D ist elektrisch mit dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 verbunden. Die Kathode der Diode D ist somit im Rahmen des Ausführungsbeispiels dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 zugewandt angeordnet. Der erste Kondensator C1 ist elektrisch zwischen den ersten Stromzweig 5 und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2 geschalten. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist ein elektrischer erster Anschluss des ersten Kondensators C1 elektrisch mit dem ersten und zweiten Widerstand R1 und R2 und der Anode der Diode D verbunden und ein elektrischer zweiter Anschluss des ersten Kondensators C1 ist elektrisch mit dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2 verbunden. Der erste Vergleicher V1 weist einen ersten und einen zweiten Eingang E1 und E2 auf, wobei der erste Eingang E1 des ersten Vergleichers V1 mit dem zweiten Stromzweig 6 elektrisch verbunden ist. Der erste Eingang E1 des ersten Vergleichers V1 ist somit elektrisch mit dem zweiten und dritten Widerstand R2 und R3 verbunden. Der erste Vergleicher V1 erzeugt ein Überstromdetektionssignal US, wenn eine am ersten Eingang E1 des ersten Vergleichers V1 anliegende erste Spannung U1 höher ist als eine am zweiten Eingang E2 des ersten Vergleichers V1 anliegende zweite Spannung U2. auf. Der erste Vergleicher V1 liegt in Form eines Komparators, der z.B. in Form eines Operationsverstärkers vorliegen kann, vor. The control device 1 also has an overcurrent detection circuit 8th on, which is an electrical first series connection 10 , a diode D, a first capacitor C1, a voltage source 4 and a first comparator V1. The first series connection 10 has a first, a second and a third resistor R1, R2 and R3, which are electrically connected in series and thus form a voltage divider circuit. The first and second resistors R1 and R2 are across a first branch 5 and the second and third resistors R2 and R3 are via a second current branch 6 electrically connected. The first series connection 10 is electrically between the voltage source 4 which generates a supply voltage Uv and connected to the second controller terminal A2. The diode D is electrically connected between the first branch 5 and the first controller port A1 is switched. In the embodiment, the anode of the diode D is electrically connected to the first and second resistors R1 and R2, and the cathode of the diode D is electrically connected to the first controller terminal A1. The cathode of the diode D is thus arranged facing the first control device connection A1 in the context of the embodiment. The first capacitor C1 is electrically connected between the first branch 5 and the second controller terminal A2. In the embodiment, an electrical first terminal of the first capacitor C1 is electrically connected to the first and second resistors R1 and R2 and the anode of the diode D, and an electrical second terminal of the first capacitor C1 is electrically connected to the second controller terminal A2. The first comparator V1 has a first and a second input E1 and E2, wherein the first input E1 of the first comparator V1 with the second current branch 6 electrically connected. The first entrance E1 of the first comparator V1 is thus electrically connected to the second and third resistors R2 and R3. The first comparator V1 generates an overcurrent detection signal US when a first voltage U1 applied to the first input E1 of the first comparator V1 is higher than a second voltage U2 applied to the second input E2 of the first comparator V1. on. The first comparator V1 is in the form of a comparator, which may be in the form of an operational amplifier, for example.

Die zweite Spannung U2 weist vorzugsweise einen zeitlich konstanten Spannungswert Uc (siehe 2) auf. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist die Überstromdetektionsschaltung 8 zur Erzeugung der zweiten Spannung U2 eine elektrische zweite Reihenschaltung 11 auf, die einen vierten und einen fünften Widerstand R4 und R5 aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei der vierte und fünfte Widerstand R4 und R5 über einen dritten Stromzweig 7 elektrisch verbunden sind. Die zweite Reihenschaltung 11 ist elektrisch zwischen die Spannungsquelle 4 und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2 geschaltet. Der zweite Eingang E2 des ersten Vergleichers V1 ist mit dem dritten Stromzweig 7 elektrisch verbunden. Der zweite Eingang E2 des ersten Vergleichers V1 ist somit elektrisch mit dem vierten und fünften Widerstand R4 und R5 verbunden. Die Reihenschaltung 11 bildet einen Spannungsteiler aus, der die Versorgungsspannung Uv herunterteilt, so dass am dritten Stromzweig 7 die zweite Spannung U2 anliegt. Die zweite Spannung U2 fällt über dem fünften Widerstand R5 ab. The second voltage U2 preferably has a time-constant voltage value Uc (see 2 ) on. In the context of the embodiment, the overcurrent detection circuit 8th for generating the second voltage U2, an electrical second series circuit 11 which has a fourth and a fifth resistor R4 and R5, which are electrically connected in series, wherein the fourth and fifth resistor R4 and R5 via a third branch current 7 are electrically connected. The second series connection 11 is electrically between the voltage source 4 and the second controller terminal A2. The second input E2 of the first comparator V1 is connected to the third current branch 7 electrically connected. The second input E2 of the first comparator V1 is thus electrically connected to the fourth and fifth resistors R4 and R5. The series connection 11 forms a voltage divider, which divides the supply voltage Uv, so that at the third branch 7 the second voltage U2 is applied. The second voltage U2 drops across the fifth resistor R5.

Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine Auswertschaltung 9 auf, die ausgebildet ist, nach einer bestimmten Wartezeit Tw ab Beginn t0 (siehe 3) der Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T durch die Ansteuereinrichtung 3 ein Freigabesignal FR zu erzeugen, wobei die Auswerteinrichtung 9 ausgebildet ist, bei gleichzeitigem Vorliegen des Überstromdetektionssignals US und des Freigabesignals FR, ein Überstromfehlersignal FS zu erzeugen. Die Wartezeit Tw weist vorzugsweise mindestens eine so große Zeitdauer auf, dass der Leistungshalbleiterschalter T am Ende der Wartezeit Tw vollständig eingeschaltet ist. The control device 1 also has an evaluation circuit 9 which is formed, after a certain waiting time Tw from the beginning t0 (see 3 ) of the generation of a drive voltage Ua for turning on the power semiconductor switch T by the drive means 3 to generate a release signal FR, wherein the evaluation device 9 is formed, in the presence of the overcurrent detection signal US and the enable signal FR, to generate an overcurrent error signal FS. The waiting time Tw preferably has at least such a long period of time that the power semiconductor switch T is completely switched on at the end of the waiting time Tw.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist die Auswertschaltung 9 einen, einen ersten und einen zweiten Eingang E1‘ und E2‘ aufweisenden, zweiten Vergleicher V2, einen zweiten Kondensator C2, einen Halbleiterschalter S, eine Stromquelle SQ und ein logisches UND-Gatter AND, das eine logische UND-Verknüpfung seiner Eingangssignale durchführt, auf. Am ersten Eingang E1‘ des zweiten Vergleichers V2 liegt eine Vergleichsspannung Ug, die vorzugsweise einen konstanten Spannungswert aufweist, an. Der zweite Eingang E2‘ des zweiten Vergleichers V2 ist elektrisch über den Halbleiterschalter S mit der Spannungsquelle 4 verbunden und über einen zweiten Kondensator C2 zu dem die Stromquelle SQ, die solange die dritte Spannung U3 nicht Null ist, einen konstanten Strom Is erzeugt, elektrisch parallel geschaltet ist, mit dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss A2 elektrisch verbunden. Die Stromquelle SQ kann z.B. einem Transistor und eine Ansteuerschaltung, die den Transistor ansteuert, aufweisen, wobei die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, den Transistor derart anzusteuern um dessen Durchlasswiderstand derart zu ändern, dass bei einer sich zeitlich verändernden dritten Spannung U3 ein konstanter Strom Is fließt. Der zweite Vergleicher V2 erzeugt das Freigabesignal FR, wenn eine am zweiten Eingang E2‘ des zweiten Vergleichers V2 anliegende dritte Spannung U3 kleiner ist als die am ersten Eingang E1‘ des zweiten Vergleichers V2 anliegende Vergleichsspannung Ug. Der zweite Vergleicher V2 liegt in Form eines Komparators, der z.B. in Form eines Operationsverstärkers vorliegen kann, vor. Die Ansteuereinrichtung 3 ist ausgebildet, bei Beginn t0 der Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T ein Ausschalten des Halbleiterschalters S zu bewirken und bei Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T ein Einschalten des Halbleiterschalters S zu bewirken. Der Halbleiterschalters S kann z.B. in Form eines MOSFET vorliegen. Die Ansteuereinrichtung 3 bewirkt im Rahmen des Ausführungsbeispiels das Ein- und Ausschalten des Halbleiterschalters S, indem sie ein entsprechendes Halbleiterschalteransteuersignal Sa an den Steuereingang des Halbleiterschalters S sendet. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weisen das Überstromdetektionssignal US, das Freigabesignal FR, und das Überstromfehlersignal FS bei Ihrem Vorhandensein einen Wert von logisch „1“ auf und bei Ihrem nicht Vorhandensein einen Wert von logisch „0“ auf. Das Überstromdetektionssignal US und das Freigabesignal FR werden dem UND-Gatter AND als Eingangsgrößen zugeführt, das ausgangsseitig das Überstromfehlersignal FS erzeugt, das signalisiert, dass ein Überstrom durch den Leistungshalbleiterschalters T fließt. In the context of the embodiment, the evaluation circuit 9 a, a first and a second input E1 'and E2' having, the second comparator V2, a second capacitor C2, a semiconductor switch S, a current source SQ and an AND logic gate AND, which performs a logical AND of its input signals on , At the first input E1 'of the second comparator V2 is a comparison voltage Ug, which preferably has a constant voltage value to. The second input E2 'of the second comparator V2 is electrically connected via the semiconductor switch S to the voltage source 4 connected and electrically connected in parallel via a second capacitor C2 to the current source SQ, which as long as the third voltage U3 is not zero, a constant current Is connected in parallel with the second control device terminal A2. The current source SQ may include, for example, a transistor and a drive circuit, which drives the transistor, wherein the drive circuit is designed to drive the transistor in such a way to change its on resistance so that at a time-varying third voltage U3, a constant current Is flows , The second comparator V2 generates the enable signal FR when a third voltage U3 applied to the second input E2 'of the second comparator V2 is smaller than the reference voltage Ug applied to the first input E1' of the second comparator V2. The second comparator V2 is in the form of a comparator, which may be in the form of an operational amplifier, for example. The drive device 3 is formed at the beginning t0 of the generation of a drive voltage Ua to turn on the power semiconductor switch T to turn off the semiconductor switch S and to cause a switch on the semiconductor switch S when generating a drive voltage Ua to turn off the power semiconductor switch T. The semiconductor switch S may be in the form of a MOSFET, for example. The drive device 3 causes in the context of the embodiment, the switching on and off of the semiconductor switch S by sending a corresponding Halbleiterschalteransteuersignal Sa to the control input of the semiconductor switch S. In the context of the embodiment, the overcurrent detection signal US, the enable signal FR, and the overcurrent error signal FS have a value of logic "1" in their presence and a value of logic "0" if they are not present. The overcurrent detection signal US and the enable signal FR are supplied to the AND gate AND as input variables, which on the output side generates the overcurrent error signal FS, which signals that an overcurrent flows through the power semiconductor switch T.

Die Ansteuereinrichtung 3 ist vorzugsweise ausgebildet, bei vorhanden sein des Überstromfehlersignals FS eine Ansteuerspannung Ua zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T zu erzeugen. Hierzu wird das Überstromfehlersignal FS der Ansteuereinrichtung 3 als Eingangsgröße zugeführt, worauf die Ansteuereinrichtung 3 eine Ansteuerspannung Ua erzeugt, die eine Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T bewirkt. Die Ansteuereinrichtung 3 schützt solchermaßen den Leistungshalbleiterschalter T vor dem durch ihn fließenden Überstrom. Alternativ hierzu könnte das Überstromfehlersignal FS z.B. aber auch an eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) übermittelt werden, die komplexere Maßnahmen zur Behebung des Überstromzustands veranlasst. The drive device 3 is preferably designed to be present in the presence of the overcurrent error signal FS to generate a drive voltage Ua for switching off the power semiconductor switch T. For this purpose, the overcurrent error signal FS of the drive device 3 supplied as input, whereupon the drive device 3 generates a drive voltage Ua, which causes a turn-off of the power semiconductor switch T. The drive device 3 in this way protects the power semiconductor switch T from the overcurrent flowing through it. Alternatively, however, the overcurrent error signal FS could also be transmitted to a higher-level control (not shown), for example, which causes more complex measures for overcoming the overcurrent condition.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Steuereinrichtung 2 beschrieben. In 2 sind die in der Überstromdetektionsschaltung 8 und in 3 die in der Auswerteschaltung 9 auftretenden Spannungsverläufe im Falle, dass der Leistungshalbleiterschalter T als n-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildet ist dargestellt. The following is the operation of the controller 2 described. In 2 are in the overcurrent detection circuit 8th and in 3 in the evaluation circuit 9 occurring voltage waveforms in the event that the power semiconductor switch T is designed as an n-channel power semiconductor switch is shown.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist der zweite Laststromanschluss E des Leistungshalbleiterschalters T mit einer elektrischen Last L (z.B. einem Elektromotor) elektrisch verbunden. In dem vor dem Zeitpunkt t0 in 2 und 3 dargestellten Zeitraum ist der Leistungshalbleiterschalter T ausgeschaltet. Die zwischen dem ersten und zweiten Laststromanschluss C und E anliegende elektrische Leistungshalbleiterschalterspannung Uce ist deshalb sehr hoch und entspricht im Rahmen des Ausführungsbeispiels einer am ersten Laststromanschluss C des Leistungshalbleiterschalter T anliegenden hohen externen Spannung Ue von über 1000V. Die Versorgungsspannung Uv beträgt im Rahmen des Ausführungsbeispiels 15V. Die Diode D ist infolge bei ausgeschalteten Leistungshalbleiterschalter T in einem gesperrten Zustand und entkoppelt das auf Seite des Leistungshalbleiterschalter T auftretende hohe Spannungsniveau vor dem auf Seite der Steuereinrichtung 2 vorhandenen niedrigen Spannungsniveau. Der Spannungswert Ua der am ersten Stromzweig 5 anliegenden vierten Spannung U4 ergibt sich aus den ohmschen Widerstandwerten des ersten, zweiten und dritten Widerstands R1, R2 und R3 der ersten Reihenschaltung 10. Der ohmsche Widerstandswert des ersten Widerstands R1 ist vorzugsweise erheblich niedriger wie die ohmschen Widerstandswerte des zweiten und dritten Widerstands R2 und R3, so dass der Spannungswert Ua nur geringfügig kleiner ist als die Versorgungsspannung Uv. Der Spannungswert Ub der am ersten Eingang E1 des ersten Vergleichers V1 anliegenden ersten Spannung U1 ergibt sich ebenfalls aus den ohmschen Widerstandwerten des ersten, zweiten und dritten Widerstands R1, R2 und R3 der ersten Reihenschaltung 10. Die erste Spannung U1 ist ein Bruchteil der vierten Spannung U4, die am ersten Stromzweig 5 anliegt bzw. über dem ersten Kondensator C1 abfällt. Der erste Kondensator C1 ist auf den Spannungswert Ua aufgeladen. Der Spannungswert Uc der am zweiten Eingang E2 des ersten Vergleichers V1 anliegenden zweiten Spannung U2 ergibt sich aus den ohmschen Widerstandswerten des vierten und fünften Widerstands R4 und R5, die die Versorgungspannung Uv herunterteilen. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist die zweite Spannung U2 somit den zeitlich konstanten Spannungswert Uc auf. In dem vor dem Zeitpunkt t0 in 2 und 3 dargestellten Zeitraum ist der Halbleiterschalter S eingeschaltet, d.h. geschlossen. Der Spannungswert der dritten Spannung U3 entspricht somit der Versorgungsspannung Uv. Der zweite Kondensator C2 ist somit elektrisch auf den Spannungswert von 15V der Versorgungsspannung Uv aufgeladen. Beim Ausführungsbeispiel erzeugt die Ansteuereinrichtung 3 in dem vor dem Zeitpunkt t0 in 2 und 3 dargestellten Zeitraum eine Ansteuerspannung Ua von –8V, so dass der Leistungshalbleiterschalter T ausgeschaltet, d.h. geöffnet, ist. In the context of the exemplary embodiment, the second load current connection E of the power semiconductor switch T is electrically connected to an electrical load L (eg an electric motor). In the before the time t0 in 2 and 3 shown period, the power semiconductor switch T is turned off. The voltage applied between the first and second load current connection C and E electrical power semiconductor switch voltage Uce is therefore very high and corresponds in the context of the embodiment of the first load current terminal C of the power semiconductor switch T applied high external voltage Ue of about 1000V. The supply voltage Uv is within the scope of the embodiment 15V. The diode D is due to turned off power semiconductor switch T in a locked state and decouples occurring on the side of the power semiconductor switch T high voltage level before on the side of the control device 2 existing low voltage level. The voltage value Ua of the first current branch 5 applied fourth voltage U4 results from the ohmic resistance values of the first, second and third resistors R1, R2 and R3 of the first series circuit 10 , The ohmic resistance of the first resistor R1 is preferably considerably lower than the ohmic resistance values of the second and third resistors R2 and R3, so that the voltage value Ua is only slightly smaller than the supply voltage Uv. The voltage value Ub of the first voltage U1 applied to the first input E1 of the first comparator V1 likewise results from the ohmic resistance values of the first, second and third resistors R1, R2 and R3 of the first series circuit 10 , The first voltage U1 is a fraction of the fourth voltage U4 that is present at the first current branch 5 is applied or drops over the first capacitor C1. The first capacitor C1 is charged to the voltage value Ua. The voltage value Uc of the second voltage U2 applied to the second input E2 of the first comparator V1 results from the ohmic resistance values of the fourth and fifth resistors R4 and R5, which divide down the supply voltage Uv. In the context of the exemplary embodiment, the second voltage U2 thus has the time-constant voltage value Uc. In the before the time t0 in 2 and 3 shown period, the semiconductor switch S is turned on, ie closed. The voltage value of the third voltage U3 thus corresponds to the supply voltage Uv. The second capacitor C2 is thus electrically charged to the voltage value of 15V of the supply voltage Uv. In the embodiment, the drive generates 3 in the before the time t0 in 2 and 3 Period shown a drive voltage Ua of -8V, so that the power semiconductor switch T off, that is open, is.

Zum Zeitpunkt t0 erhält die Ansteuereinrichtung 3 ein Steuersignal A, das vorgibt, dass der Leistungshalbleiterschalter T eingeschaltet werden soll, worauf die Ansteuereinrichtung 3 zum Zeitpunkt t0 mit der Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T beginnt, d.h. beginnt mit der Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua, die ein Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T bewirkt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiel erhöht die Ansteuereinrichtung 3 hierzu, beginnend zum Zeitpunkt t0, die Ansteuerspannung Ua von –8V auf +15V. Wenn die Ansteuerspannung Ua zum Zeitpunkt t2 ca. auf 10V angestiegen ist, ist der Leistungshalbleiterschalter T beim Ausführungsbeispiel vollständig eingeschaltet, was daran zu erkennen ist, dass die vierte Spannung U4 (und damit die erste Spannung U1) nicht weiter sinkt, sondern auf einem Spannungswert verbleibt, der der Summe aus der über der Diode D abfallenden Diodenspannung Ud und der im Durchlasszustand des Leistungshalbleiterschalters T noch vorhandenen Leistungshalbleiterschalterspannung Uce entspricht. Zum Zeitpunkt t1 ist der Einschaltvorgang des Leistungshalbleiterschalters T bereits so weit fortgeschritten, dass die Leistungshalbleiterschalterspannung Uce soweit abgesunken ist, dass die Diode D in ihren leitfähigen Zustand übergeht, wodurch der erste Kondensator C1 im Zeitraum vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 über die Diode D entladen wird. At time t0 receives the drive device 3 a control signal A, which pretends that the power semiconductor switch T should be turned on, whereupon the drive means 3 begins at the time t0 with the generation of a drive voltage Ua for turning on the power semiconductor switch T, ie, begins with the generation of a drive voltage Ua, which causes a turn on of the power semiconductor switch T. In the context of the embodiment, the drive means increases 3 For this purpose, starting at time t0, the drive voltage Ua of -8V to + 15V. When the drive voltage Ua has risen to about 10 V at time t2, the power semiconductor switch T is fully turned on in the embodiment, which can be seen from the fact that the fourth voltage U4 (and thus the first voltage U1) does not decrease further, but at a voltage value remains, which corresponds to the sum of the drop across the diode D diode voltage Ud and in the on state of the power semiconductor switch T still existing power semiconductor switch voltage Uce. At time t1, the turn-on operation of the power semiconductor switch T has already progressed so far that the power semiconductor switch voltage Uce has dropped so far that the diode D is in its conductive state, whereby the first capacitor C1 in the period from time t1 to time t2 via the diode D. unloaded.

Weiterhin schaltet die Ansteuereinrichtung 3 zum Zeitpunkt t0 den Halbleiterschalter S mittels des Halbleiterschalteransteuersignals Sa aus. Der zweite Kondensator C2 wird infolge durch die Stromquelle SQ mit einem konstanten Strom Is entladen, so dass die dritte Spannung U3 zeitlich linear sinkt. Die Kapazität des zweiten Kondensators C2 und die Stromstärke des Stroms Is sind dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels so gewählt, dass zum Zeitpunkt t2 die dritte Spannung U3 die Vergleichsspannung Ug unterschreitet, wodurch infolge der zweite Vergleicher V2 ab dem Zeitpunkt t2, das Freigabesignal FR erzeugt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels entspricht die bestimmte Wartezeit Tw somit der Zeitdauer vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t2. Wie aus 2 ersichtlich kann die Wartezeit Tw gegebenenfalls noch etwas reduziert werden oder gegebenenfalls vergrößert werden. Die Wartezeit Tw muss mindestens eine so lange Zeitdauer aufweisen, dass ab Beginn der Erzeugung einer Ansteuerspannung Ua zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T durch die Ansteuereinrichtung 3, die Erzeugung des Freigabesignals FR zeitlich nach dem Zeitpunkt tk liegt an dem die erste Spannung U1 die zweite Spannung U2 unterschreitet. Furthermore, the drive device switches 3 at time t0, the semiconductor switch S by means of the Halbleiterschalteransteuersignals Sa from. The second capacitor C2 is discharged as a result of the current source SQ with a constant current Is, so that the third voltage U3 linearly decreases in time. The capacitance of the second capacitor C2 and the current intensity of the current Is are selected within the scope of the exemplary embodiment such that the voltage U3 drops below the reference voltage Ug at the instant t2, whereby the enable signal FR is generated as a result of the second comparator V2 from the instant t2. In the context of the exemplary embodiment, the specific waiting time Tw thus corresponds to the time duration from the time t0 to the time t2. How out 2 If necessary, the waiting time Tw can possibly be reduced somewhat or increased if necessary. The waiting time Tw must have at least such a long period of time that from the beginning of the generation of a drive voltage Ua for switching on the power semiconductor switch T by the drive means 3 , the generation of the enable signal FR is temporally after the time tk at which the first voltage U1 falls below the second voltage U2.

Beim Ausführungsbeispiel entsteht auf Leistungshalbleiterschalterseite zum Zeitpunkt t3 ein Fehler, z.B. ein elektrischer Kurzschluss, der zu einem starken Anstieg des durch den Leistungshalbleiterschalters T fließenden Strom I1 führt und somit zu einem durch den Leistungshalbleiterschalter T fließenden Überstrom führt. Infolge des durch den Leistungshalbleiterschalter T ansteigenden fließenden Stroms I1, steigt die Leistungshalbleiterschalterspannung Uce und somit auch die vierte und erste Spannung U4 und U1 an. Zum Zeitpunkt t4 ist die am ersten Eingang E1 des ersten Vergleichers V1 anliegende erste Spannung U1 höher als die am zweiten Eingang E2 des ersten Vergleichers V1 anliegende zweite Spannung U2, so dass der erste Vergleicher V1 zum Zeitpunkt t4 das Überstromdetektionssignal US erzeugt. Somit liegen zum Zeitpunkt t4 sowohl das Überstromdetektionssignal US als auch das Freigabesignal FR vor, d.h. es liegt ein gleichzeitiges Vorliegen des Überstromdetektionssignals US und des Freigabesignals FR vor, so dass das UND-Gatter AND das Überstromfehlersignal FS erzeugt und im Rahmen des Ausführungsbeispiels an die Ansteuereinrichtung 3 übermittelt. In the exemplary embodiment, an error occurs on the power semiconductor switch side at time t3, for example an electrical short circuit, which leads to a sharp rise of the current I1 flowing through the power semiconductor switch T and thus leads to an overcurrent flowing through the power semiconductor switch T. As a result of rising through the power semiconductor switch T flowing current I1, the power semiconductor switch voltage Uce and thus also increases the fourth and first voltage U4 and U1. At time t4, the first voltage U1 applied to the first input E1 of the first comparator V1 is higher than the second voltage U2 applied to the second input E2 of the first comparator V1, so that the first comparator V1 generates the overcurrent detection signal US at the instant t4. Thus, both the overcurrent detection signal US and the enable signal FR are present at the time t4, ie there is a simultaneous one Presence of the overcurrent detection signal US and the enable signal FR before, so that the AND gate AND generates the overcurrent error signal FS and in the embodiment to the drive means 3 transmitted.

Die Ansteuereinrichtung 3 erzeugt im Rahmen des Ausführungsbeispiels bei vorhanden sein des Überstromfehlersignals FS eine Ansteuerspannung Ua zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T, d.h. eine Ansteuerspannung Ua, die ein Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T bewirkt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiel erniedrigt die Ansteuereinrichtung 3 hierzu, beginnend zum Zeitpunkt t4, die Ansteuerspannung Ua von 15V auf –8V. Zum Zeitpunkt t5 ist die Leistungshalbleiterschalterspannung Uce soweit angestiegen, dass die Diode D in ihren sperrenden Zustand übergeht und die vierte Spannung U4 auf den Spannungswert Ua begrenzt und somit die erste Spannung U1 auf den Spannungswert Ub begrenzt. The drive device 3 generated in the embodiment, when there is the overcurrent error signal FS a drive voltage Ua to turn off the power semiconductor switch T, ie, a drive voltage Ua, which causes a turning off of the power semiconductor switch T. In the context of the embodiment, the drive device lowers 3 For this purpose, starting at time t4, the drive voltage Ua of 15V to -8V. At time t5, the power semiconductor switch voltage Uce has risen so far that the diode D transitions into its blocking state and limits the fourth voltage U4 to the voltage value Ua and thus limits the first voltage U1 to the voltage value Ub.

Die Überstromdetektionsschaltung 8 kann anstatt der Diode D oder zusätzlich zur Diode D, wie in 1 beispielhaft gestrichelt gezeichnet dargestellt, einen Entkopplungskondensator Ce, der elektrisch zwischen den ersten Stromzweig 5 und den ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 geschaltet ist, aufweisen. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist somit der erste Anschluss des Kondensators Ce elektrisch mit dem ersten und zweiten Widerstand R1 und R2 verbunden und der zweite Anschluss des Kondensators Ce ist elektrisch mit dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 verbunden. Der als Entkopplungskondensator Ce bezeichnete elektrische Kondensator führt ähnlich wie die Diode D1 eine elektrische Entkopplung der auf Leistungshalbleiterschalterseite vorhanden Hochspannung von der auf Seite der Steuereinrichtung 2 vorhandenen Niederspannung durch. The overcurrent detection circuit 8th can instead of the diode D or in addition to the diode D, as in 1 illustrated by dashed lines, a decoupling capacitor Ce, which is electrically connected between the first branch 5 and the first controller terminal A1 is connected. In the exemplary embodiment, the first terminal of the capacitor Ce is thus electrically connected to the first and second resistors R1 and R2, and the second terminal of the capacitor Ce is electrically connected to the first control terminal A1. The designated as decoupling capacitor Ce electrical capacitor leads similar to the diode D1, an electrical decoupling of the power semiconductor switch side high voltage from the on the side of the control device 2 existing low voltage through.

Von der Leistungshalbleiterschalterseite über die Diode D und/oder über den Entkopplungskondensator Ce in die Steuereinrichtung 2 einkoppelnde Störspannungen, werden durch die erste Reihenschaltung 10 heruntergeteilt, wodurch sie nur eine geringe Auswirkung auf den im Vergleicher V1 durchgeführten Vergleich der ersten Spannung U1 mit der zweiten Spannung U2 haben. Innerhalb der Auswertschaltung 9, wird zuverlässig in für Fehlauslösungen kritischen Zeitabschnitten, die Erzeugung des Überstromfehlersignals blockiert, so dass die Auslöseschwelle, d.h. der Spannungswert Uc der zweiten Spannung U2 in 2 relativ niedrig gewählt werden kann, so dass im Falle eines Überstroms die erste Spannung U1 die zweite Spannung U2 zeitlich sehr schnell überschreitet und der Überstrom somit sehr schnell detektiert werden kann. Hierdurch wird bei einem durch den Leistungshalbleiterschalter T fließen Überstrom ein schnelles Abschalten des Leistungshalbleiterschalter T ermöglicht. From the power semiconductor switch side via the diode D and / or via the decoupling capacitor Ce in the control device 2 einkoppelnde interference voltages are through the first series circuit 10 divided, whereby they have only a small effect on the comparison carried out in the comparator V1 of the first voltage U1 with the second voltage U2. Within the evaluation circuit 9 , is reliably blocked in false-critical time periods, the generation of the overcurrent error signal, so that the triggering threshold, ie the voltage value Uc of the second voltage U2 in 2 can be chosen relatively low, so that in the case of an overcurrent, the first voltage U1, the second voltage U2 very quickly over time and the overcurrent can thus be detected very quickly. As a result, in a current flowing through the power semiconductor switch T overcurrent rapid shutdown of the power semiconductor switch T allows.

Die Vergleichsspannung Ug wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels von der Steuereinrichtung 2 erzeugt, was der Übersichtlichkeit halber und da zum Verständnis der Erfindung unwesentlich in den Figuren nicht dargestellt ist. The comparison voltage Ug is within the scope of the embodiment of the control device 2 produced, which for the sake of clarity and because of the understanding of the invention is not shown insignificantly in the figures.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels gemäß 1 ist der Leistungshalbleiterschalter T als n-Kanal Leistungshalbleiterschalter, genauer ausgedrückt als n-Kanal IGBT ausgebildet und die Kathode der Diode D ist elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 zugewandt angeordnet somit mit dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 elektrisch verbunden. In the context of the embodiment according to 1 For example, the power semiconductor switch T is formed as an n-channel power semiconductor switch, more specifically, as an n-channel IGBT, and the cathode of the diode D is electrically disposed facing the first controller terminal A1, thus electrically connected to the first controller terminal A1.

Alternativ hierzu kann, wie beispielhaft in 4 dargestellt, der Leistungshalbleiterschalter T auch als p-Kanal Leistungshalbleiterschalter T, genauer ausgedrückt als p-Kanal IGBT ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die oben bezüglich eines n-Kanal Leistungshalbleiterschalters T angegeben Spannungswerte und Spannungsverläufe negiert, d.h. heißt mit einem negativen Vorzeichen zu versehen sind. Bei Ausführungsbeispiel gemäß 4 erzeugt die Ansteuereinrichtung 3 solchermaßen eine Ansteuerspannung Ua von –15V zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T und eine Ansteuerspannung Ua von 8V zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T. Die Anode der Diode D ist bei einem als p-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildeten Leistungshalbleiterschalters T elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss A1 zugewandt angeordnet. Die Spannungsverläufe verlaufen in diesem Fall wie bezüglich der Zeitachse t gespiegelte Spannungsverläufe der in 2 und 3 dargestellten Spannungsverläufe. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 4 dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Alternatively, as exemplified in FIG 4 shown, the power semiconductor switch T also as a p-channel power semiconductor switch T, more precisely formed as a p-channel IGBT, in which case the above with respect to an n-channel power semiconductor switch T specified voltage values and voltage waveforms negated, ie to be provided with a negative sign are. In accordance with embodiment 4 generates the drive device 3 in this way, a drive voltage Ua of -15V for turning on the power semiconductor switch T and a drive voltage Ua of 8V for turning off the power semiconductor switch T. The anode of the diode D is electrically arranged at a designed as a p-channel power semiconductor switch power semiconductor switch T the first control device terminal A1. The voltage curves run in this case, as with respect to the time axis t mirrored voltage curves of in 2 and 3 shown voltage curves. Otherwise, the embodiment corresponds to 4 the embodiment according to 1 ,

Es sei angemerkt, dass im Sinne der Erfindung hinsichtlich eines Vergleichs von Spannungen gleichen Vorzeichens eine Spannung höher ist als eine andere Spannung, wenn deren Betrag der Spannung höher ist als der Betrag der anderen Spannung. So ist z.B. hinsichtlich eines Vergleichs von Spannungen im Sinne der Erfindung +8V höher als +7V und –8V ist höher als –7V. It should be noted that in the sense of the invention, with respect to a comparison of voltages of the same sign, one voltage is higher than another voltage, if their magnitude of the voltage is higher than the amount of the other voltage. For example, e.g. in terms of comparison of voltages according to the invention + 8V higher than + 7V and -8V is higher than -7V.

Die Ansteuereinrichtung 3 kann z.B. in Form einer einzelnen integrierten Schaltung oder mehrerer integrierter Schaltungen, wobei gegebenenfalls zusätzlich diskrete elektrische Bauelemente vorhanden sein können, vorliegen. The drive device 3 For example, it may be in the form of a single integrated circuit or a plurality of integrated circuits, optionally additional discrete electrical components may be present.

Es sei weiterhin angemerkt, dass Im Sinne der vorliegenden Erfindung, der Begriff Emitter auch den bei einem anderen Leistungshalbleitertyp zum Emitter analogen Anschluss, der Begriff Kollektor auch den bei einem anderen Leistungshalbleitertyp zum Kollektor analogen Anschluss und der Begriff Gate auch den bei einem anderen Leistungshalbleiterschaltertyp zum Gate analogen Anschluss mit einschließt. Bei einem MOSFET wird z.B. fachspezifisch der bei einem IGBT mit Emitter bezeichnete Anschluss als Source bezeichnet und der bei einem IGBT mit Kollektor bezeichnete Anschluss als Drain bezeichnet. Es sei deshalb angemerkt, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung, der Begriff Emitter auch den Begriff Source mit einschließt und der Begriff Kollektor auch den Begriff Drain mit einschließt. It should also be noted that in the context of the present invention, the term emitter also analogous to another type of power semiconductor emitter terminal, the term collector also in another type of power semiconductor to the collector analog terminal and the term gate also in another power semiconductor switch type for Includes gate analog connection. In a MOSFET, e.g. specifically referred to as the source referred to in an IGBT with emitter terminal and referred to in an IGBT collector terminal called drain. It should therefore be noted that for the purposes of the present invention, the term emitter also includes the term source and the term collector also includes the term drain.

Es sei weiterhin angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können. It should be further noted that, of course, features of various embodiments of the invention, as long as the features are not mutually exclusive, can be arbitrarily combined.

Claims (9)

Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter (T), der einen ersten und einen zweiten Laststromanschluss (C, E) und einen Steueranschluss (G) aufweist, aufweisend, – einen elektrischen ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1), der zur elektrischen Verbindung mit dem ersten Laststromanschluss (C) vorgesehen ist, einen elektrischen zweiten Steuereinrichtungsanschluss (A2), der zur elektrischen Verbindung mit dem zweiten Laststromanschluss (E) vorgesehen ist und einen elektrischen dritten Steuereinrichtungsanschluss (A3), der zur elektrischen Verbindung mit dem Steueranschluss (G) vorgesehen ist, – eine Ansteuereinrichtung (3), die ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals (A) am dritten Steuereinrichtungsanschluss (A3) eine Ansteuerspannung (Ua) zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters (T) zu erzeugen, – eine Überstromdetektionsschaltung (8), mit einer elektrischen ersten Reihenschaltung (10), die einen ersten, zweiten und dritten Widerstand (R1, R2, R3) aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei der erste und zweite Widerstand (R1, R2) über einen ersten Stromzweig (5) und der zweite und dritte Widerstand (R2, R3) über einen zweiten Stromzweig (6) elektrisch verbunden sind, wobei die erste Reihenschaltung (10) elektrisch zwischen eine Spannungsquelle (4) und dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss (A2) geschaltet ist, und mit einer Diode (D), die elektrisch zwischen den ersten Stromzweig (5) und den ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1) geschaltet ist und/oder einem Entkopplungskondensator (Ce), der elektrisch zwischen den ersten Stromzweig (5) und den ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1) geschaltet ist, und mit einem ersten Kondensator (C1), der elektrisch zwischen den ersten Stromzweig (5) und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss (A2) geschaltet ist, und mit einem, einen ersten und einen zweiten Eingang (E1, E2) aufweisenden, ersten Vergleicher (V1), wobei der erste Eingang (E1) des ersten Vergleichers (V1) mit dem zweiten Stromzweig (6) elektrisch verbunden ist, wobei der erste Vergleicher (V1) ausgebildet ist ein Überstromdetektionssignal (US) zu erzeugen, wenn eine am ersten Eingang (E1) des ersten Vergleichers (V1) anliegende erste Spannung (U1) höher ist als eine am zweiten Eingang (E2) des ersten Vergleichers (V1) anliegende zweite Spannung (U2), – eine Auswertschaltung (9), die ausgebildet ist, nach einer bestimmten Wartezeit (Tw) ab Beginn (t0) der Erzeugung einer Ansteuerspannung (Ua) zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters (T) durch die Ansteuereinrichtung (3) ein Freigabesignal (FR) zu erzeugen, wobei die Auswerteinrichtung (9) ausgebildet ist, bei gleichzeitigem Vorliegen des Überstromdetektionssignals (US) und des Freigabesignals (FR), ein Überstromfehlersignal (FS) zu erzeugen. Control device for a power semiconductor switch (T) having first and second load current terminals (C, E) and a control terminal (G), comprising - an electrical first controller terminal (A1) adapted to be electrically connected to the first load current terminal (C) is provided, an electrical second control device connection (A2) which is provided for the electrical connection to the second load current connection (E) and an electrical third control device connection (A3) which is provided for electrical connection to the control connection (G), - a control device ( 3 ) which is designed to generate a drive voltage (Ua) for driving the power semiconductor switch (T) in response to a control signal (A) at the third control device connection (A3), an overcurrent detection circuit ( 8th ), with an electrical first series circuit ( 10 ) comprising first, second and third resistors (R1, R2, R3) electrically connected in series, said first and second resistors (R1, R2) being connected across a first branch ( 5 ) and the second and third resistors (R2, R3) via a second current branch ( 6 ) are electrically connected, wherein the first series circuit ( 10 ) electrically between a voltage source ( 4 ) and the second control device terminal (A2) and with a diode (D) electrically connected between the first branch ( 5 ) and the first control device connection (A1) and / or a decoupling capacitor (Ce), which is electrically connected between the first current branch ( 5 ) and the first control terminal (A1), and a first capacitor (C1) electrically connected between the first branch ( 5 ) and the second control device terminal (A2), and having a first comparator (V1) having first and second inputs (E1, E2), the first input (E1) of the first comparator (V1) being connected to the second Current branch ( 6 ), wherein the first comparator (V1) is designed to generate an overcurrent detection signal (US) when a first voltage (U1) applied to the first input (E1) of the first comparator (V1) is higher than one at the second input (U1). E2) of the first comparator (V1) applied second voltage (U2), - an evaluation circuit ( 9 ), which is designed, after a certain waiting time (Tw) from the beginning (t0) of the generation of a drive voltage (Ua) for switching on the power semiconductor switch (T) by the drive means ( 3 ) generate an enable signal (FR), wherein the evaluation device ( 9 ) is formed, in the presence of the overcurrent detection signal (US) and the enable signal (FR), to generate an overcurrent error signal (FS). Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spannung (U2) einen zeitlich konstanten Spannungswert aufweist. Control device according to claim 1, characterized in that the second voltage (U2) has a time constant voltage value. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstromdetektionsschaltung (8) eine elektrische zweite Reihenschaltung (11) aufweist, die einen vierten und einen fünften Widerstand (R4, R5) aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei der vierte und fünfte Widerstand (R4, R5) über einen dritten Stromzweig (7) elektrisch verbunden sind, wobei die zweite Reihenschaltung (11) elektrisch zwischen die Spannungsquelle (4) und den zweiten Steuereinrichtungsanschluss (A2) geschaltet ist, wobei der zweite Eingang (E2) des ersten Vergleichers (V1) mit dem dritten Stromzweig (7) elektrisch verbunden ist. Control device according to Claim 2, characterized in that the overcurrent detection circuit ( 8th ) an electrical second series circuit ( 11 ) having a fourth and a fifth resistor (R4, R5), which are electrically connected in series, wherein the fourth and fifth resistor (R4, R5) via a third current branch ( 7 ) are electrically connected, wherein the second series circuit ( 11 ) electrically between the voltage source ( 4 ) and the second control device connection (A2), wherein the second input (E2) of the first comparator (V1) is connected to the third current branch ( 7 ) is electrically connected. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (9) einen, einen ersten und einen zweiten Eingang (E1‘, E2‘) aufweisenden, zweiten Vergleicher (V2) aufweist, wobei am ersten Eingang (E1‘) des zweiten Vergleichers (V2) eine Vergleichsspannung (Ug) anliegt und der zweite Eingang (E2‘) des zweiten Vergleichers (V2) über einen Halbleiterschalter (S) mit der Spannungsquelle (4) verbunden ist und über einen zweiten Kondensator (C2) zu dem eine Stromquelle (SQ) elektrisch parallel geschaltet ist, mit dem zweiten Steuereinrichtungsanschluss (A2) elektrisch verbunden ist, wobei die Ansteuereinrichtung (3) ausgebildet ist, bei Beginn (t0) der Erzeugung einer Ansteuerspannung (Ua) zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters (T) ein Ausschalten des Halbleiterschalters (S) zu bewirken und bei Erzeugung einer Ansteuerspannung (Ua) zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters (T) ein Einschalten des Halbleiterschalters (T) zu bewirken. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit ( 9 ), a first and a second input (E1 ', E2') having, the second comparator (V2), wherein at the first input (E1 ') of the second comparator (V2) a reference voltage (Ug) is applied and the second input ( E2 ') of the second comparator (V2) via a semiconductor switch (S) with the voltage source ( 4 ) and is electrically connected in parallel with the second control device terminal (A2) via a second capacitor (C2) to which a current source (SQ) is electrically connected, the driving device ( 3 ) is formed at the beginning (t0) of the generation of a drive voltage (Ua) for switching on the power semiconductor switch (T) to turn off the semiconductor switch (S) and upon generation of a drive voltage (Ua) for switching off the power semiconductor switch (T) switching on the Semiconductor switch (T) to effect. Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungshalbleiterschalter (T) als n-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildet ist und die Diode (D) elektrisch zwischen den ersten Stromzweig (5) und den ersten Steuereinrichtungsanschluss geschaltet ist (A1), wobei die Kathode der Diode (D) elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1) zugewandt angeordnet ist. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor switch (T) is formed as an n-channel power semiconductor switch and the diode (D) is electrically connected between the first current branch ( 5 ) and the first control terminal is connected (A1), wherein the cathode of the diode (D) is arranged electrically facing the first control terminal (A1). Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungshalbleiterschalter (T) als p-Kanal Leistungshalbleiterschalter ausgebildet ist und die Diode (D) elektrisch zwischen den ersten Stromzweig (5) und den ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1) geschaltet ist, wobei die Anode der Diode (D) elektrisch dem ersten Steuereinrichtungsanschluss (A1) zugewandt angeordnet ist. Control device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the power semiconductor switch (T) is designed as a p-channel power semiconductor switch and the diode (D) is electrically connected between the first current branch ( 5 ) and the first controller terminal (A1), wherein the anode of the diode (D) is electrically arranged facing the first controller terminal (A1). Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit (Tw) mindestens eine so große Zeitdauer aufweist, dass der Leistungshalbleiterschalter (T) am Ende der Wartezeit (Tw) vollständig eingeschaltet ist. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the waiting time (Tw) has at least such a long period of time that the power semiconductor switch (T) is completely switched on at the end of the waiting time (Tw). Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (3) ausgebildet ist, bei vorhanden sein eines Überstromfehlersignals (FS) eine Ansteuerspannung (Ua) zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters zu erzeugen. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 3 ) is formed, in the presence of an overcurrent error signal (FS) to generate a drive voltage (Ua) for switching off the power semiconductor switch. Leistungshalbleiterschaltung mit einem Leistungshalbleiterschalter (T) und mit einer Steuereinrichtung (2) für den Leistungshalbleiterschalter (T), die nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, wobei der erste Steuereinrichtungsanschluss (A1) elektrisch mit dem ersten Lastromanschluss (C) des Leistungshalbleiterschalters (T) und der zweite Steuereinrichtungsanschluss (A2) elektrisch mit dem zweiten Lastromanschluss (E) des Leistungshalbleiterschalters (T) und der dritte Steuereinrichtungsanschluss (A3) elektrisch mit Steueranschluss (G) des Leistungshalbleiterschalters (T) verbunden ist. Power semiconductor circuit with a power semiconductor switch (T) and with a control device ( 2 ) for the power semiconductor switch (T) formed according to one of claims 1 to 8, wherein the first controller terminal (A1) is electrically connected to the first load terminal (C) of the power semiconductor switch (T) and the second controller terminal (A2) electrically to the second Power terminal (E) of the power semiconductor switch (T) and the third control terminal (A3) is electrically connected to the control terminal (G) of the power semiconductor switch (T).
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017108769A1 (en) 2017-04-25 2018-10-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017128696B3 (en) 2017-12-04 2018-12-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a 3-level converter half-bridge and method for operating a 3-level converter half-bridge
DE102017113538A1 (en) 2017-06-20 2018-12-20 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017118467A1 (en) 2017-08-14 2019-02-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102018107146A1 (en) 2018-03-26 2019-09-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
WO2021037580A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for short-circuit detection by saturation detection in power semiconductor switches
DE102020125785B3 (en) 2020-10-02 2021-08-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor circuit and method for parameterizing a control device of a power semiconductor circuit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3141471A1 (en) * 1981-10-20 1983-05-05 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Anti-short-circuit device for transistors
DE102014110768B3 (en) * 2014-07-30 2015-06-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3141471A1 (en) * 1981-10-20 1983-05-05 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Anti-short-circuit device for transistors
DE102014110768B3 (en) * 2014-07-30 2015-06-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor circuit

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017108769B4 (en) 2017-04-25 2019-04-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
US10291221B2 (en) 2017-04-25 2019-05-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017108769A1 (en) 2017-04-25 2018-10-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017113538B4 (en) 2017-06-20 2019-05-16 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017113538A1 (en) 2017-06-20 2018-12-20 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
CN109391252A (en) * 2017-08-14 2019-02-26 赛米控电子股份有限公司 Control device for power semiconductor switch
DE102017118467B4 (en) 2017-08-14 2019-05-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
DE102017118467A1 (en) 2017-08-14 2019-02-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
CN109391252B (en) * 2017-08-14 2024-01-05 赛米控电子股份有限公司 Control device for power semiconductor switch
DE102017128696B3 (en) 2017-12-04 2018-12-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a 3-level converter half-bridge and method for operating a 3-level converter half-bridge
DE102018107146A1 (en) 2018-03-26 2019-09-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for a power semiconductor switch
CN110365321A (en) * 2018-03-26 2019-10-22 赛米控电子股份有限公司 Control device for power semiconductor switch
US10530355B1 (en) 2018-03-26 2020-01-07 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Control device for power semiconductor switch
CN110365321B (en) * 2018-03-26 2023-07-28 赛米控电子股份有限公司 Control device for power semiconductor switch
WO2021037580A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for short-circuit detection by saturation detection in power semiconductor switches
CN114270205A (en) * 2019-08-28 2022-04-01 罗伯特·博世有限公司 Method and device for short-circuit detection by saturation detection in power semiconductor switches
US11942927B2 (en) 2019-08-28 2024-03-26 Robert Bosch Gmbh Method and device for short-circuit detection by saturation detection in power semiconductor switches
DE102020125785B3 (en) 2020-10-02 2021-08-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor circuit and method for parameterizing a control device of a power semiconductor circuit

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