DE102017113538A1

DE102017113538A1 - Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter

Info

Publication number: DE102017113538A1
Application number: DE102017113538.3A
Authority: DE
Inventors: Bastian Vogler; Martin Kraus; Markus Müller
Original assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: DE102017113538B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter, aufweisend,-eine Überwachungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist Betriebsfehlerzustände, welche im Betrieb des Leistungshalbleiterschalters auftreten können, zu erkennen-eine Schieberegistereinrichtung, die ein Schieberegister aufweist, das M binäre Schieberegisterwerte aufweist, wobei bei zumindest einem Teil der Schieberegisterwerte der jeweilige Schieberegisterwert einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert mit einer ersten Zahl initialisiert ist, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands durch die Überwachungseinrichtung, den diesem Betriebsfehlerzustand zugeordneten Schieberegisterwert von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Empfang eines Schiebesignals alle Schieberegisterwerte um eine Stelle in eine Richtung zu verschieben, wodurch der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert des Schieberegisters aus dem Schieberegister fällt, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist den vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwert zu invertieren und diesen invertierten Schieberegisterwert als letzten Schieberegisterwert in das Schieberegister einzutragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter.
Aus der DE 10 2015 120 166 B3 ist eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter bekannt, die den durch den Leistungshalbleiterschalter fließenden Laststrom überwacht. Wenn der durch den Leistungshalbleiterschalter fließende Laststrom im eingeschalteten Zustand des Leistungshalbleiterschalters, z.B. bei einem Kurzschluss, einen bestimmten Wert überschreitet, wird dies von der Steuereinrichtung als ein Überstrombetriebsfehlerzustand erkannt, ein binäres Fehlersignal erzeugt und gegebenfalls der Leistungshalbleiterschalter ausgeschalten.
Im Allgemeinen werden von einer solchen Steuereinrichtung neben einem Überstrombetriebsfehlerzustand auch weitere Betriebsfehlerzustände, wie z.B. ein Übertemperaturbetriebsfehlerzustand oder ein Versorgungsunterspannungsbetriebsfehlerzustand, erkannt und bei Erkennen eines der Betriebsfehlerzustände ein binäres Fehlersignal erzeugt und an eine Kommunikationsschnittstelle der Steuereinrichtung zum Ausgeben übermittelt. Da das Fehlersignal lediglich angibt, dass ein Betriebsfehlerzustand aufgetreten ist, aber keine Information enthält, welcher der möglichen Betriebsfehlerzustände aufgetreten ist, kann die Fehlerursache bei einer späteren Fehleranalyse nicht oder nur mit großem Aufwand ermittelt werden.
Es besteht somit, insbesondere für eine spätere Fehleranalyse, ein technisches Bedürfnis den aufgetretenen Betriebsfehlerzustand auf einfache Art und Weise zuverlässig ermitteln zu können.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter zu schaffen, die bei einem aufgetretenen Fehler, auf einfache Art und Weise ein Ermitteln der Fehlerursache ermöglicht.
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 dazu ausgebildet ist am dritten Steuereinrichtungsanschluss eine Ansteuerspannung in Abhängigkeit eines Steuersignals zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters zu erzeugen,
-eine Überwachungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist Betriebsfehlerzustände, welche im Betrieb des Leistungshalbleiterschalters auftreten können, zu erkennen,
-eine Schieberegistereinrichtung, die ein Schieberegister aufweist, das M binäre Schieberegisterwerte aufweist, wobei bei zumindest einem Teil der Schieberegisterwerte der jeweilige Schieberegisterwert einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert mit einer ersten Zahl initialisiert ist, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands durch die Überwachungseinrichtung, den diesem Betriebsfehlerzustand zugeordneten Schieberegisterwert von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Empfang eines Schiebesignals alle Schieberegisterwerte um eine Stelle in eine Richtung zu verschieben, wodurch der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert des Schieberegisters aus dem Schieberegister fällt, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist den vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwert zu invertieren und diesen invertierten Schieberegisterwert als letzten Schieberegisterwert in das Schieberegister einzutragen,
-eine erste Kommunikationsschnittstelle, die dazu ausgebildet ist das Schiebesignal zu empfangen und bei Empfang des Schiebesignals einen bestimmten Schieberegisterwert auszugeben.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der bestimmte Schieberegisterwert der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert ist, da dann die Schieberegistereinrichtung besonders einfach ausgebildet sein kann.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn M≥6 ist, insbesondere M≥10 ist, da dann eine relativ hohe Anzahl von unterschiedlichen Betriebsfehlerzuständen erfasst werden kann.
Die erste Zahl ist eine „0“ ist und die zweite Zahl eine „1“, oder die erste Zahl ist eine „1“ und die zweite Zahl eine „0“.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei allen Schieberegisterwerten des Schieberegisters der jeweilige Schieberegisterwert einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand zugeordnet ist, da dann die komplette Speicherkapazität des Schieberegisters zur Erfassung von Betriebsfehlerzuständen verwendet wird und somit das Schieberegister optimal zur Erfassung von Nutzdaten ausgenutzt wird.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei einem ersten Teil der Schieberegisterwerte der jeweilige Schieberegisterwert einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert mit einer ersten Zahl initialisiert worden ist, wobei die Schieberegistereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands durch die Überwachungseinrichtung, den diesem Betriebsfehlerzustand zugeordneten Schieberegisterwert von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern, wobei ein an einem ersten Ende des Schieberegisters angeordneter zweiter Teil der Schieberegisterwerte K≥2, insbesondere K=2, direkt aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte ausweist, die jeweilig mit der zweiten Zahl initialisiert worden sind. Hierdurch wird eine sehr zuverlässige Korrektur von fehlerhaft ausgelesenen Schieberegisterwerten ermöglicht.
Weiterhin erweist sich eine Steueranordnung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und mit einer elektrischen Einrichtung aufweisend,

-eine zweite Kommunikationsschnittstelle, die dazu ausgebildet ist Schiebesignale an die erste Kommunikationsschnittstelle zu senden und hintereinander mindestens N·M Schieberegisterwerte des Schieberegisters von der ersten Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, wobei N≥3 ist,
-eine Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten diejenige erste Schieberegisterwertefolge von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die zweite Zahl als Wert aufweisen, am geringsten ist, oder die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die erste Zahl als Wert aufweisen, am höchsten ist,

Weiterhin erweist sich eine Steueranordnung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und mit einer elektrischen Einrichtung aufweisend,

-eine zweite Kommunikationsschnittstelle, die dazu ausgebildet ist Schiebesignale an die erste Kommunikationsschnittstelle zu senden und hintereinander mindestens N·M Schieberegisterwerte des Schieberegisters von der ersten Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, wobei N≥3 ist,
-eine Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten diejenige Vorauswahlschieberegisterwertefolgen von jeweilig M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln bei denen am Ende der jeweiligen Schieberegisterwertefolge K aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte die zweite Zahl aufweisen,

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die elektrische Einrichtung eine Spiegeleinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die erste Schieberegisterwertefolge zu spiegeln und die gespiegelte erste Schieberegisterwertefolge als zweite Schieberegisterwertefolge auszugeben. Die zweite Schieberegisterwertefolge stimmt mit den ursprünglichen Schieberegisterwerten des Schieberegisters überein.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die elektrische Einrichtung eine Anzeigeeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist anhand der ersten Schieberegisterwertefolge den von der Ansteuereinrichtung erkannten Betriebsfehlerzustand anzuzeigen. Hierdurch wird auf besonders einfache Art und Weise ein Ermitteln desjenigen Betriebsfehlerzustands, der zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters durch die Steuereinrichtung geführt hat, ermöglicht.
Weiterhin erweist sich es sich als vorteilhaft, wenn die elektrische Einrichtung eine Anzeigeeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist anhand der zweiten Schieberegisterwertefolge den von der Ansteuereinrichtung erkannten Betriebsfehlerzustand anzuzeigen. Hierdurch wird auf besonders einfache Art und Weise ein Ermitteln desjenigen Betriebsfehlerzustands, der zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters durch die Steuereinrichtung geführt hat, ermöglicht.
Weiterhin erweist sich als vorteilhaft, wenn die elektrische Einrichtung dazu ausgebildet ist das Steuersignal zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters zu erzeugen oder als ein mobiles Auslesegerät ausgebildet ist. Die elektrische Einrichtung kann z.B. als Steuerung ausgebildet sein oder als mobiles Auslesegerät, das z.B. im Bedarfsfall mit der Steuereinrichtung verbunden wird um einen aufgetretenen Betriebsfehlerzustand auf einfache Art und Weise zuverlässig zu ermitteln, ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter und ein mit der Steuereinrichtung elektrisch leitend verbundenen Leistungshalbleiterschalter,
2 eine weitere erfindungsgemäße Steuereinrichtung für einen Leistungshalbleiterschalter und ein mit der Steuereinrichtung elektrisch leitend verbundenen Leistungshalbleiterschalter,
3 eine Steueranordnung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gemäß 1 und mit einer elektrischen Einrichtung und
4 eine weitere Steueranordnung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gemäß 2 und mit einer elektrischen Einrichtung.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1 für einen Leistungshalbleiterschalter T und ein mit der Steuereinrichtung 1 elektrisch leitend verbundener Leistungshalbleiterschalter T dargestellt. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1 bildet zusammen mit dem mit der Steuereinrichtung 1 elektrisch verbundenen Leistungshalbleiterschalter T eine Leistungshalbleiterschalterschaltung 13 aus.
Der Leistungshalbleiterschalter T weist einen ersten und einen zweiten Laststromanschluss C und E und einen Steueranschluss G auf. Im Rahmen der Ausführungsbeispiele liegt am ersten Laststromanschluss E des Leistungshalbleiterschalters T eine Spannung Ue an und der zweite Laststromanschluss E des Leistungshalbleiterschalters T ist mit einer elektrischen Last L (z.B. einem Elektromotor) elektrisch leitend verbunden.
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. Bei den Ausführungsbeispielen 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.
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 A3, der zur elektrischen Verbindung mit dem Steueranschluss G des Leistungshalbleiterschalters T vorgesehen ist, auf.
Der erste Steuereinrichtungsanschluss A1 ist bei der Leistungshalbleiterschaltung 13 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.
Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine Ansteuereinrichtung 2 auf, die dazu ausgebildet ist am dritten Steuereinrichtungsanschluss A3 eine Ansteuerspannung Ua in Abhängigkeit eines Steuersignals A zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters T zu erzeugen. Die Ansteuereinrichtung 3 erzeugt hierzu in Abhängigkeit von einem Steuersignal A, welches vorzugsweise von einer beispielhaft in 3 dargestellten elektrischen Einrichtung 7 erzeugt wird, die Ansteuerspannung Ua am Steuereinrichtungsanschluss A3 und damit am Steueranschluss G des Leistungshalbleiterschalters 2. Bei den Ausführungsbeispielen erzeugt die Ansteuereinrichtung 2 eine Ansteuerspannung Ua von 15V zum Einschalten des Leistungshalbleiterschalters T und eine Ansteuerspannung Ua von -8V zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T. Der Leistungshalbleiterschalter T schaltet sich in Abhängigkeit vom Spannungswert der Ansteuerspannung Ua ein und aus.
Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine Überwachungseinrichtung 3 auf, die dazu ausgebildet ist Betriebsfehlerzustände Z1-Z10, welche im Betrieb des Leistungshalbleiterschalters T auftreten können, zu erkennen, vorzugsweise bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands Z1-Z10 ein Fehlersignal F zu erzeugen und vorzugsweise bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands Z1-Z10 ein Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T zu bewirken. Der erkannte jeweilige Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 wird von der Überwachungseinrichtung 3, vorzugsweise in Form eines dem jeweiligen Betriebsfehlerzustands Z1-Z10 zugeordneten binären Signals, an eine Schieberegistereinrichtung 4 ausgeben. Ein Betriebsfehlerzustand kann z.B. ein Überstrombetriebsfehlerzustand sein, der vorliegt, wenn der durch den Leistungshalbleiterschalter T fließende Strom I1 einen Grenzwert überschreitet oder ein Übertemperaturbetriebsfehlerzustand sein, der vorliegt, wenn die Temperatur des Leistungshalbleiterschalters T einen Grenzwert überschreitet oder ein Versorgungsunterspannungsbetriebsfehlerzustand, der vorliegt, wenn die Versorgungsspannung der Steuereinrichtung 1 einen Grenzwert unterschreitet. Die Überwachungseinrichtung 3 erhält, falls zur Erkennung der Betriebsfehlerzustände notwendig, Messsignale SG von z.B. einer Spannungsmesseinrichtung, einer Strommesseinrichtung, Temperaturmesseinrichtung etc.). Die Überwachungseinrichtung 4 bewirkt vorzugsweise, bei einem vor ihr erkannten Betriebsfehlerzustand Z1-Z10, ein Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters T, indem sie das Fehlersignal F an die Ansteuereinrichtung 2 sendet, worauf diese den Leistungshalbleitschalter T ausschaltet. Das Fehlersignal F wird vorzugsweise von der Steuereinrichtung 1 ausgegeben. Beim Ausführungsbeispiel wird das Fehlersignal F über eine Kommunikationsschnittstelle 5 ausgeben.
Die Steuereinrichtung 1 weist eine Schieberegistereinrichtung 4 auf, die ein Schieberegister 4a aufweist, das M binäre Schieberegisterwerte S1-S12 aufweist, wobei bei zumindest einem Teil der Schieberegisterwerte S1-S10 der jeweilige Schieberegisterwert S1-S12 einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert S1-S10 mit einer ersten Zahl initialisiert ist, wobei die Schieberegistereinrichtung 4 dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands Z1-Z10 durch die Überwachungseinrichtung 3, den diesem Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 zugeordneten Schieberegisterwert S1-S10 von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern.
Die Anzahl M der Schieberegisterwerte beträgt im Allgemeinen mindestens sechs und vorzugsweise mindestens zehn, wobei beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 M=10 ist, so dass beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 die Schieberegistereinrichtung 4 zehn binäre Schieberegisterwerte S1-S10 aufweist. Alle Schieberegisterwerte S1-S10 sind mit der ersten Zahl initialisiert, d.h. sie weisen als Anfangswert die erste Zahl auf. Vorzugsweise ist, wie beispielhaft in 1 dargestellt, bei allen Schieberegisterwerten S1-S10 der jeweilige Schieberegisterwert S1-S10 einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 zugeordnet. Falls abweichend hiervon nicht alle jeweiligen Schieberegisterwerte einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand zugeordnet sind, sind die nicht zugeordneten Schieberegisterwerte beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit der ersten Zahl initialisiert.
Die erste Zahl ist eine „0“ und die zweite Zahl ist eine „1“, oder die erste Zahl ist eine „1“ und die zweite Zahl eine „0“.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die erste Zahl eine „0“ und die zweite Zahl eine „1“. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 wurde ein als Überstrombetriebsfehlerzustand ausgebildeter Betriebsfehlerzustand Z3 von der Überwachungseinrichtung 3 erkannt und bei Erkennen des Betriebsfehlerzustands Z3 durch die Überwachungseinrichtung 3 der dem Betriebsfehlerzustand Z3 zugeordnete Schieberegisterwert S3 von der Schieberegistereinrichtung 4 von „0“ auf „1“ geändert.
Die Schieberegistereinrichtung 4 ist erfindungsgemäß weiterhin dazu ausgebildet, bei Empfang eines Schiebesignals VS alle Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a um eine Stelle in eine Richtung R zu verschieben, wodurch der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert S1 des Schieberegisters 4a aus dem Schieberegister 4a fällt, wobei die Schieberegistereinrichtung 4 dazu ausgebildet ist den vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwert S1 zu invertieren und diesen invertierten Schieberegisterwert S1 als letzten Schieberegisterwert S10 in das Schieberegister 4a einzutragen. Die Richtung R verläuft somit vom letzten Schieberegisterwert S10 zum ersten Schieberegisterwert S1. Die Schieberegistereinrichtung 4 weist zur Realisierung der Invertierung des vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwerts S1 vorzugsweise einen Invertierer 4b auf, der den vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwert S1 invertiert und den invertierten Schieberegisterwert S1 als letzten Schieberegisterwert S10 in das Schieberegister 4a einträgt. Bei dem Schiebesignals VS handelt es sich vorzugsweise um einen jeweiligen Puls (High-Pegel) eines Clock-Signals, das mehrere zeitlich voneinander beanstandete Schiebesignale VS, d.h. vorzugsweise Pulse, aufweist.
Die Steuereinrichtung 1 weist weiterhin eine erste Kommunikationsschnittstelle 5 auf, die dazu ausgebildet ist das Schiebesignal VS zu empfangen und bei Empfang des Schiebesignals VS einen bestimmten Schieberegisterwert, vorzugsweise den ersten Schieberegisterwert S1, auszugeben. Die erste Kommunikationsschnittstelle 5 leitet das Schiebesignal VS an die Schieberegistereinrichtung 4 weiter. Die Schieberegistereinrichtung 4 sendet bei Empfang des Schiebesignals VS den bestimmten Schieberegisterwert, d.h. vorzugsweise den ersten Schieberegisterwert S1, an die erste Kommunikationsschnittstelle 5. Die erste Kommunikationsschnittstelle 5 kann im einfachsten Fall als männliche oder weibliche Buchse ausgebildet sein. Bei jedem Empfang eines Schiebesignals VS wird der zu diesem Zeitpunkt erste Schieberegisterwert S1 an der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 ausgeben und anschließend alle Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a um eine Stelle in Richtung R im Schieberegisters 4a verschoben, so dass beim nächsten Empfang eines Schiebesignal VS der Schieberegisterwert S2 an die erste Kommunikationsschnittstelle 5 gesendet wird und von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 ausgeben wird.
Bei Empfang von M Schiebesignalen VS werden somit alle Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a von der Kommunikationsschnittstelle 5 in ihrer Originalform seriell ausgeben. Bei nachfolgendem Empfang von weiteren M Schiebesignalen VS werden alle Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a in invertierter Form von der Kommunikationsschnittstelle 5 seriell ausgeben. Bei abermalig nachfolgendem Empfang von weiteren M Schiebesignalen werden wieder alle Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a von der Kommunikationsschnittstelle 5 in ihrer Originalform seriell ausgeben usw. Die bei der Erfindung realisierte automatische Invertierung der Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a ermöglicht bei einem aufgetretenen Fehler, auf einfache Art und Weise ein zuverlässiges Ermitteln des Betriebsfehlerzustands und somit der Fehlerursache, da fehlerhaft ausgelesene Betriebsfehlerzustände erkannt werden. Bei Leistungselektronikanwendungen treten häufig hohe EMV-Belastungen auf, die zu Störungen in der Datenübertragung von zwei miteinander kommunizierenden elektrischen Komponenten führen können. So kann, z.B. aufgrund einer Störung, ein zusätzliches fehlerhaftes Schiebesignal VS von der Kommunikationsschnittstelle 5 empfangen werden, und folglich die Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a unzulässig um eine Stelle verschoben werden, so dass die Betriebsfehlerzustände fehlerhaft ausgelesen werden.
In 3 ist beispielhaft eine Steueranordnung 6, die die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1 und eine elektrische Einrichtung 7 aufweist, dargestellt. Die Steuereinrichtung 1 ist zur Kommunikation, z.B. über eine Kabelverbindung, mit der elektrischen Einrichtung 7 verbunden. Die elektrische Einrichtung 7 weist eine zweite Kommunikationsschnittstelle 8 auf, die dazu ausgebildet ist die Schiebesignale VS an die erste Kommunikationsschnittstelle 5 der Steuereinrichtung 1 zu senden und hintereinander mindestens N·M Schieberegisterwerte S des Schieberegisters 4a von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 zu empfangen, wobei N≥3 ist.
Beim Ausführungsbeispiel ist N=3 und M=10, so dass das die Schieberegisterwerte S1-S10 dreimal hintereinander von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 ausgegeben werden und von der zweiten Kommunikationsschnittstelle 8 empfangen werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 weisen die Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a folgende Bitfolge (a) von Bits auf, wobei der erste Schieberegisterwert S1 das ganz rechts stehende Bit darstellt und der letzte Schieberegisterwert S10 das ganz links stehende Bit darstellt.

0000000100 (a)

Die zweite Kommunikationsschnittstelle 5 empfängt bei dreimal hintereinander Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a und oben beschriebener Invertierung der Schieberegisterwerte S1-S10 folgende Bitfolge (b) von Bits, wobei der Übersichtlichkeit halber ein Leerzeichen zwischen einem jeweiligen Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a eingefügt wurde. Dabei sei angemerkt, dass der erste Schieberegisterwert S1, also das ganz rechts stehende Bit zuerst ausgelesen wird.

0010000000 1101111111 0010000000 (b)

Die zweite Kommunikationsschnittstelle 8 kann im einfachsten Fall als männliche oder weibliche Buchse ausgebildet sein.
Die elektrische Einrichtung 7 weist weiterhin eine Auswerteeinrichtung 9, die dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten S diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die zweite Zahl als Wert aufweisen, am geringsten ist, d.h. wenn die erste Zahl eine „0“ ist und die zweite Zahl eine „1“ ist, die Anzahl der Schieberegisterwerte welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist, oder wenn die erste Zahl eine „1“ ist und die zweite Zahl eine „0“ die Anzahl der Schieberegisterwerte welche eine „0“ als Wert aufweisen am geringsten ist.
Alternativ kann die Auswerteeinrichtung 9 auch dazu ausgebildet sein aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten S diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die erste Zahl als Wert aufweisen, am höchsten ist.
Bei beiden Ausbildungen der Auswerteeinrichtung 9 ergibt sich die gleiche erste Schieberegisterwertefolge SWF1.
Die zweite Kommunikationsschnittstelle 8 leitet die von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 empfangen Schieberegisterwerte S an die Auswerteeinrichtung 9 weiter.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 9, dazu ausgebildet aus den oben stehenden dreißig Schieberegisterwerten (Bitfolge (b)) diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 von zehn direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von 10 direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln, bei der die Anzahl der Schieberegisterwerte welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist. Beim Ausführungsbeispiel existieren zwei identische erste Schieberegisterwertefolgen SWF1 bei denen die Anzahl der Schieberegisterwerte, welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist. Die jeweilige erste Schieberegisterwertefolge SWF 1 ist unten in rechteckigen Klammern eingerahmt. Bei der ersten Schieberegisterwertefolge SWF 1 weist nur ein einziges ihrer Bits, d.h. nur ein einziger Schieberegisterwert den Wert bzw. die Zahl „1“ auf.

[0010000000] 1101111111 [0010000000] (b)

Die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 lautet folglich:

0010000000 (SWF1)

Die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 stellt die gespiegelte Bitfolge (a) von Bits, d.h. der Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a dar. Die Auswerteeinrichtung 9 ist weiterhin dazu ausgebildet ist, die ermittelte erste Schieberegisterwertefolge SWF1 auszugeben. Die Auswerteeinrichtung 9 erzeugt weiterhin vorzugsweise die Schiebesignale VS und gibt diese an die zweite Kommunikationsschnittstelle 8 aus, die die Schiebesignale VS an die erste Kommunikationsschnittstelle 5 ausgibt.
Die elektrische Einrichtung 7 weist vorzugsweise eine Spiegeleinrichtung 10 auf, die dazu ausgebildet ist, die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 zu spiegeln und die gespiegelte erste Schieberegisterwertefolge SWF1 als zweite Schieberegisterwertefolge SWF2 auszugeben.
Die zweite Schieberegisterwertefolge SWF2 lautet folglich:

0000000100 (SWF2)

Die zweite Schieberegisterwertefolge SWF2 stimmt somit mit den ursprünglichen Schieberegisterwerten S1-S10 des Schieberegisters 4a bzw. mit der Bitfolge (a) überein.
Die zweite Schieberegisterwertefolge SWF2 wird vorzugsweise einer Anzeigeeinrichtung 11 der elektrischen Einrichtung 7 als Eingangsgröße zugeführt. Weiterhin wird der Anzeigeeinrichtung 11 auch das Fehlersignal F als Eingangsgröße zugeführt. Beim Ausführungsbeispiel wird das Fehlersignal F von der zweiten Kommunikationsschnittstelle 8 empfangen und an die Anzeigeeinrichtung 11 weitergeleitet. Innerhalb der Anzeigeeinrichtung 11 ist jedem Bit der zweiten Schieberegisterwertefolge SWF2, entsprechend der beim Schieberegister 4a verwendeten Zuordnung, ein jeweiliger Betriebsfehlerzustand zugeordnet. Der betreffende Betriebsfehlerzustand wird von der Anzeigeeinrichtung 11 zusätzlich zur Information, dass ein Fehler aufgetreten ist, der gegebenenfalls zum Ausschalten des Leistungshalbleiterschalters durch die Steuereinrichtung 1 geführt hat, angezeigt. Beim Ausführungsbeispiel wird somit, z.B. einem Bediener, ein Überstrombetriebsfehlerzustand an der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt. Es sei angemerkt, dass alternativ anstatt der zweiten Schieberegisterwertefolge SWF2 auch die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 der Anzeigeeinrichtung 11 als Eingangsgröße zugeführt werden kann, wobei in diesem Fall zum Ausgleich innerhalb der Anzeigeeinrichtung 11 eine spiegelbildliche Zuordnung der Bits der ersten Schieberegisterwertefolge SWF1 zu den Betriebsfehlerzuständen erfolgt.
Beim Ausführungsbeispiel ist die elektrische Einrichtung 7 dazu ausgebildet das Steuersignal A zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters T zu erzeugen, so dass beim Ausführungsbeispiel die elektrische Einrichtung 7 als Steuerung ausgebildet ist. Die elektrische Einrichtung 7 weist eine Steuersignalerzeugungseinheit 12 auf, die das Steuersignal A erzeugt und an die zweite Kommunikationsschnittstelle 8 ausgibt, von der es an die erste Kommunikationsschnittstelle 5 übermittelt wird, wobei das Steuersignal A von der erste Kommunikationsschnittstelle 5 an die Ansteuereinrichtung 2 ausgeben wird. Es sei angemerkt, dass die elektrische Einrichtung 7 auch als mobiles Auslesegerät ausgebildet sein kann, das z.B. im Bedarfsfall mit der Steuereinrichtung 1 temporär verbunden wird um einen aufgetretenen Betriebsfehlerzustand auf einfache Art und Weise zuverlässig zu ermitteln.
Im Folgenden sei beim gleichen Ausführungsbeispiel angenommen, dass aufgrund von Störungen drei fehlerhafte Schiebesignal VS von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 empfangen wurden, und folglich die Schieberegisterwerte S1-S10 des Schieberegisters 4a unzulässig um drei Stellen im Schieberegisters 4a verschoben wurden bevor die Schieberegisterwerte S1-S10 ausgelesen werden.
Zu Anfang steht die korrekte Bitfolge (a)

0000000100 (a)
im Schieberegister 4a.

Nach Empfang des ersten fehlerhaftes Schiebesignal VS steht im Schieberegister 4a folgende fehlerhafte Bitfolge:

1000000010

Nach Empfang des zweiten fehlerhaftes Schiebesignal VS steht im Schieberegister 4a folgende fehlerhafte Bitfolge:

1100000001

Nach Empfang des dritten fehlerhaftes Schiebesignal VS steht im Schieberegister 4a folgende fehlerhafte Bitfolge (a‘):

0110000000 (a')

Es sei angenommen, dass nun wiederum das dreimalige Auslesen der fehlerhaften Bitfolge (a') erfolgt. Die zweite Kommunikationsschnittstelle 5 empfängt bei dreimal hintereinander Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a und oben beschriebener Invertierung der Schieberegisterwerte folgende Bitfolge (b') von Bits, wobei der Übersichtlichkeit halber ein Leerzeichen zwischen einem jeweiligen Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a eingefügt wurde. Dabei sei angemerkt, dass der erste Schieberegisterwert S1, also das ganz rechts stehende Bit zuerst ausgelesen wird.

0000000110 1111111001 0000000110 (b')

Die Auswerteeinrichtung 9, wählt wiederum aus den oben stehenden dreißig Schieberegisterwerten (Bitfolge (b')) diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 von zehn direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von 10 direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten aus, bei der die Anzahl der Schieberegisterwerte welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist. Die ausgewählte betreffende erste Schieberegisterwertefolge SWF 1 ist unten in rechteckigen Klammern eingerahmt.

0000000110 1111111[001 000000]0110 (b')

Die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 weist somit die Bitfolge 0010000000, die gespiegelt wieder der korrekten Bitfolge 0000000100 des Schieberegisters 4a entspricht.
Mit der oben beschreiben Auswertung können allerdings nicht immer alle fehlerhaften Bitfolgen erkannt und berichtig werden. Allerdings ist mir ihr schon eine Verbesserung gegenüber einem Auslesen eines Schieberegisters verbunden, bei dem keine Invertierung der Bits des Schieberegisters beim Auslesen des Schieberegisters durchgeführt wird.
In 2 ist eine weitere erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1' für einen Leistungshalbleiterschalter T und ein mit der Steuereinrichtung 1' elektrisch leitend verbundenen Leistungshalbleiterschalter T dargestellt. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1' bildet zusammen mit dem mit der Steuereinrichtung 1' elektrisch verbundenen Leistungshalbleiterschalter T eine Leistungshalbleiterschalterschaltung 13' aus. Die Steuereinrichtung 1' und Leistungshalbleiterschalterschaltung 13' gemäß 2 stimmen bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede mit der Steuereinrichtung 1 und Leistungshalbleiterschalterschaltung 13 gemäß 1 überein. Die Steuereinrichtung 1' weist dabei gegenüber der Steuereinrichtung 1' den Vorteil auf, dass bei einer entsprechenden Auswertung, die im Folgenden noch beschrieben wird, fehlerhaft ausgelesene Bitfolgen des Schieberegisters 4a' sehr zuverlässig erkannt werden können.
Die Steuereinrichtung 1' gemäß 2 stimmt mit der Steuereinrichtung 1 gemäß 1 bis auf die Ausbildung der Schieberegistereinrichtung 4 bzw. des Schieberegisters 4a überein. Bei der Schieberegistereinrichtung 4' bzw. bei dem Schieberegister 4a' gemäß 2 ist bei einem ersten Teil U1 der Schieberegisterwerte S1-S12 der jeweilige Schieberegisterwert S1-S10 einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert S1-S10 ist mit einer ersten Zahl initialisiert worden. Die Schieberegistereinrichtung 4' ist dazu ausgebildet, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands Z1-Z10 durch die Überwachungseinrichtung 3, den diesem Betriebsfehlerzustand Z1-Z10 zugeordneten Schieberegisterwert S1-S10 von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern. Ein an einem ersten Ende E1 des Schieberegisters 4a angeordneter zweiter Teil U2 der Schieberegisterwerte S1-S12 weist K≥2, beim Ausführungsbeispiel K=2, direkt aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte S11 und S12 aus, die jeweilig mit der zweiten Zahl initialisiert worden sind.
Ansonsten stimmt die Ausbildung und Funktionsweise der Schieberegistereinrichtung 4' gemäß 2 mit der Schieberegistereinrichtung 4 gemäß 1 überein.
Es sei angemerkt, dass falls das Schieberegister 4a' neben dem ersten und zweiten Teil U1 und U2 noch einen dritten Teil von Schieberegisterwerten aufweist, dessen Schieberegisterwerte keine Betriebsfehlerzustände zugeordnet sind, die Schieberegisterwerte des dritten Teils mit der ersten Zahl initialisiert werden.
Die erste Zahl ist eine „0“ und die zweite Zahl ist eine „1“, oder die erste Zahl ist eine „1“ und die zweite Zahl eine „0“.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die erste Zahl eine „0“ und die zweite Zahl eine „1“. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 wurde, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 1, ein als Überstrombetriebsfehlerzustand ausgebildeter Betriebsfehlerzustand Z3 von der Überwachungseinrichtung 3 erkannt und bei Erkennen des Betriebsfehlerzustands Z3 durch die Überwachungseinrichtung 3 der dem Betriebsfehlerzustand Z3 zugeordnete Schieberegisterwert S3 von der Schieberegistereinrichtung 4' von „0“ auf „1“ geändert.
In 4 ist beispielhaft eine weitere Steueranordnung 6', die die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1' gemäß 2 und eine elektrische Einrichtung 7' aufweist, dargestellt. Die elektrische Einrichtung 7' gemäß 4 entspricht bis auf die Ausbildung der Auswerteeinrichtung 9' der elektrischen Einrichtung 7 gemäß 3.
Die Auswerteeinrichtung 9' ist dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten S diejenige Vorauswahlschieberegisterwertefolgen von jeweilig M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten S aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten S zu ermitteln bei denen am Ende der jeweiligen Schieberegisterwertefolge K aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte die zweite Zahl aufweisen. Das Ende der jeweiligen Schieberegisterwertefolge wird durch den jeweilig zuletzt empfangenen Schieberegisterwert bzw. Bit der jeweiligen Schieberegisterwertefolge gebildet.
Die Auswerteeinrichtung 9' ist weiterhin dazu ausgebildet aus den Vorauswahlschieberegisterwertefolgen diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die zweite Zahl als Wert aufweisen, am geringsten ist, d.h. wenn die erste Zahl eine „0“ ist und die zweite Zahl eine „1“ ist, die Anzahl der Schieberegisterwerte S welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist, oder wenn die erste Zahl eine „1“ ist und die zweite Zahl eine „0“ die Anzahl der Schieberegisterwerte S welche eine „0“ als Wert aufweisen am geringsten ist.
Alternativ kann die Auswerteeinrichtung 9', auch dazu ausgebildet sein aus den Vorauswahlschieberegisterwertefolgen diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1 zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die erste Zahl als Wert aufweisen, am höchsten ist.
Bei beiden Ausbildungen der Auswerteeinrichtung 9' ergibt sich die gleiche erste Schieberegisterwertefolge SWF1.
Die ermittelte erste Schieberegisterwertefolge SWF1 wird anschließend von der Auswerteeinrichtung 9 ausgegeben
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 bzw. 4 ist N=3 und M=12, so dass die Schieberegisterwerte S1-S12 dreimal hintereinander von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 ausgegeben werden und von der zweiten Kommunikationsschnittstelle 8 empfangen werden. Die erste Zahl ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine „0“ ist und die zweite Zahl eine „1“ Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 bzw. 4 weisen die Schieberegisterwerte S1-S12 des Schieberegisters 4a' folgende Bitfolge (a) von Bits auf, wobei der erste Schieberegisterwert S1 das ganz rechts stehende Bit darstellt und der letzte Schieberegisterwert S12 das ganz links stehende Bit darstellt.

110000000100 (a)

Im Folgenden sei wiederum angenommen, dass aufgrund von Störungen drei fehlerhafte Schiebesignal VS von der ersten Kommunikationsschnittstelle 5 empfangen wurden, und folglich die Schieberegisterwerte S1-S12 des Schieberegisters 4a' unzulässig um drei Stellen verschoben wurden bevor die Schieberegisterwerte S1-S12 ausgelesen werden.
Zu Anfang steht die korrekte Bitfolge (a)

110000000100 (a)
im Schieberegister 4a'.

111000000010

111100000001

Nach Empfang des dritten fehlerhaftes Schiebesignal VS steht im Schieberegister 4a folgende fehlerhafte Bitfolge (a'):

011110000000 (a')

Es sei angenommen, dass nun das dreimalige Auslesen der fehlerhaften Bitfolge (a') erfolgt. Die zweite Kommunikationsschnittstelle 5 empfängt bei dreimal hintereinander Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a' und oben beschriebener Invertierung der Schieberegisterwerte folgende Bitfolge (b') von Bits, wobei der Übersichtlichkeit halber ein Leerzeichen zwischen einem jeweiligen Auslesen des kompletten Schieberegisters 4a' eingefügt wurde. Dabei sei angemerkt, dass der erste Schieberegisterwert S1, also das ganz rechts stehende Bit zuerst ausgelesen wird.

000000011110 111111100001 000000011110 (b')

Die Auswerteeinrichtung 9' ermittelt aus den 3·12 = 36 Schieberegisterwerten S diejenige Vorauswahlschieberegisterwertefolgen von jeweilig zwölf direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten S aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von zwölf direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten S bei denen am Ende der jeweiligen Schieberegisterwertefolge zwei aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte die Zahl „1“ aufweisen.
Beim diesem Ausführungsbeispiel werden von der Auswerteeinrichtung 9' somit folgende Vorauswahlschieberegisterwertefolgen C1' - C9' ermittelt:

000001111011 (c1')
000011110111 (c2')
000111101111 (c3')
001111011111 (c4')
011110 111111 (c5')
111101111111 (c6')
001000000011 (c7')
010000000111 (c8')
100000001111 (c9')

Die Auswerteeinrichtung 9' ermittelt aus den Vorauswahlschieberegisterwertefolgen c1' - c9' diejenige erste Schieberegisterwertefolge SWF1, bei der die Anzahl der Schieberegisterwerte welche eine „1“ als Wert aufweisen am geringsten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dies Vorauswahlschieberegisterwertefolge c7'.
Die erste Schieberegisterwertefolge SWF1 weist somit die Bitfolge 001000000011 auf, die gespiegelt wieder die korrekte Bitfolge (a) 110000000100, die zu Anfang im Schieberegister 4a stand, ergibt.
Die Steuereinrichtung 1 bzw. 1' kann z.B. in Form einer einzelnen integrierten Schaltung oder mehrerer integrierter Schaltungen vorliegen, wobei die einzelne integrierte Schaltung oder die mehreren integrierten Schaltungen in mindestens einen ASIC integriert sein können, wobei gegebenenfalls zusätzlich diskrete elektrische Bauelemente vorhanden sein können.
Es sei angemerkt, dass die jeweilige Steueranordnung 6 bzw. 6' zusätzlich den mit der jeweiligen Steuereinrichtung 1 bzw. 1 elektrisch verbundenen Leistungshalbleiterschalter T mit umfassen kann.
Es sei weiterhin angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015120166 B3 [0002]

Claims

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 (2), die dazu ausgebildet ist am dritten Steuereinrichtungsanschluss (A3) eine Ansteuerspannung (Ua) in Abhängigkeit eines Steuersignals (A) zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters (T) zu erzeugen, -eine Überwachungseinrichtung (3), die dazu ausgebildet ist Betriebsfehlerzustände (Z1-Z10), welche im Betrieb des Leistungshalbleiterschalters (T) auftreten können, zu erkennen, -eine Schieberegistereinrichtung (4,4'), die ein Schieberegister (4a,4a') aufweist, das M binäre Schieberegisterwerte (S1-S12) aufweist, wobei bei zumindest einem Teil der Schieberegisterwerte (S1-S12) der jeweilige Schieberegisterwert (S1-S10) einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert (S1-S10) mit einer ersten Zahl initialisiert ist, wobei die Schieberegistereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands (Z1-Z10) durch die Überwachungseinrichtung (3), den diesem Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) zugeordneten Schieberegisterwert (S1-S10) von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern, wobei die Schieberegistereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, bei Empfang eines Schiebesignals (VS) alle Schieberegisterwerte (S1-S10) um eine Stelle in eine Richtung (R) zu verschieben, wodurch der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert (S1) des Schieberegisters (4a) aus dem Schieberegister (4a) fällt, wobei die Schieberegistereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist den vor dem Verschieben ersten Schieberegisterwert (S1) zu invertieren und diesen invertierten Schieberegisterwert (S1) als letzten Schieberegisterwert (S10) in das Schieberegister (4a) einzutragen, -eine erste Kommunikationsschnittstelle (5), die dazu ausgebildet ist das Schiebesignal (VS) zu empfangen und bei Empfang des Schiebesignals (VS) einen bestimmten Schieberegisterwert (S1) auszugeben.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Schieberegisterwert (S1) der vor dem Verschieben erste Schieberegisterwert ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass M≥6 ist, insbesondere M≥10 ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahl eine „0“ ist und die zweite Zahl eine „1“ ist, oder dass die erste Zahl eine „1“ ist und die zweite Zahl eine „0“ ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei allen Schieberegisterwerten (S1-S10) des Schieberegisters (4a) der jeweilige Schieberegisterwert (S1-S10) einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) zugeordnet ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Teil (U1) der Schieberegisterwerte (S1-S12) der jeweilige Schieberegisterwert (S1-S10) einem jeweiligen Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) zugeordnet ist und der jeweilig zugeordnete Schieberegisterwert (S1-S10) mit einer ersten Zahl initialisiert worden ist, wobei die Schieberegistereinrichtung (4') dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines Betriebsfehlerzustands (Z1-Z10) durch die Überwachungseinrichtung (3), den diesem Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) zugeordneten Schieberegisterwert (S1-S10) von der ersten Zahl zu einer zweiten Zahl zu ändern, und dass ein an einem ersten Ende (E1) des Schieberegisters (4a') angeordneter zweiter Teil (U2) der Schieberegisterwerte (S1-S12) K≥2, insbesondere K=2, direkt aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte (S11,S12) ausweist, die jeweilig mit der zweiten Zahl initialisiert worden sind.
Steueranordnung mit einer Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mit einer elektrischen Einrichtung (7) aufweisend, -eine zweite Kommunikationsschnittstelle (8), die dazu ausgebildet ist Schiebesignale (VS) an die erste Kommunikationsschnittstelle (5) zu senden und hintereinander mindestens N·M Schieberegisterwerte (S) des Schieberegisters (4a) von der ersten Kommunikationsschnittstelle (5) zu empfangen, wobei N≥3 ist, -eine Auswerteeinrichtung (9), die dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten (S) diejenige erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten (S) aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die zweite Zahl als Wert aufweisen, am geringsten ist, oder die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die erste Zahl als Wert aufweisen, am höchsten ist, wobei die Auswerteeinrichtung (9) dazu ausgebildet ist, die ermittelte erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) auszugeben.
Steueranordnung mit einer Steuereinrichtung nach Anspruch 6 und mit einer elektrischen Einrichtung (7') aufweisend, -eine zweite Kommunikationsschnittstelle (8), die dazu ausgebildet ist Schiebesignale (VS) an die erste Kommunikationsschnittstelle (5) zu senden und hintereinander mindestens N·M Schieberegisterwerte (S) des Schieberegisters (4a') von der ersten Kommunikationsschnittstelle (5) zu empfangen, wobei N≥3 ist, -eine Auswerteeinrichtung (9'), die dazu ausgebildet ist aus den mindestens N·M Schieberegisterwerten (S) diejenige Vorauswahlschieberegisterwertefolgen von jeweilig M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten (S) aus allen möglichen Schieberegisterwertefolgen von M direkt aufeinanderfolgenden Schieberegisterwerten (S) zu ermitteln bei denen am Ende der jeweiligen Schieberegisterwertefolge K aufeinanderfolgende Schieberegisterwerte (S) die zweite Zahl aufweisen, wobei die Auswerteeinrichtung (9') dazu ausgebildet ist aus den Vorauswahlschieberegisterwertefolgen diejenige erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) zu ermitteln, bei der, die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die zweite Zahl als Wert aufweisen, am geringsten ist, oder die Anzahl der Schieberegisterwerte, die die erste Zahl als Wert aufweisen, am höchsten ist, wobei die Auswerteeinrichtung (9') dazu ausgebildet ist, die ermittelte erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) auszugeben.
Steueranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (7,7') eine Spiegeleinrichtung (10) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) zu spiegeln und die gespiegelte erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) als zweite Schieberegisterwertefolge (SWF2) auszugeben.
Steueranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (7,7') eine Anzeigeeinrichtung (11) aufweist, die dazu ausgebildet ist anhand der erste Schieberegisterwertefolge (SWF1) den von der Ansteuereinrichtung (2) erkannten Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) anzuzeigen.
Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (7,7') eine Anzeigeeinrichtung (11) aufweist, die dazu ausgebildet ist anhand der zweiten Schieberegisterwertefolge (SWF2) den von der Ansteuereinrichtung (2) erkannten Betriebsfehlerzustand (Z1-Z10) anzuzeigen
Steueranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung (7,7') dazu ausgebildet ist das Steuersignal (A) zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters (T) zu erzeugen oder als ein mobiles Auslesegerät ausgebildet ist.