DE102021203863A1 - Gate driver component for controlling a topological semiconductor switch for power electronics - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Gate-Treiber-Baustein zur Ansteuerung von mindestens zwei Leistungshalbleitern, die einen topologischen Schalter bilden und aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen gebildet sind, vorgeschlagen. Der Gate-Treiber-Baustein weist auf: einen Ausgang je Leistungshalbleiter, eine Umwandlungseinheit mit einem ersten Eingang, an den eine Zustandsgröße oder ein Zustandsgrößenvektor angelegt werden kann, wobei in der Umwandlungseinheit die Zustandsgröße oder der Zustandsgrößenvektor in eine logische Information umgewandelt wird, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter anzusteuern ist und als Rechengröße ausgegeben. Außerdem ist eine Selektionseinheit mit einem zweiten Eingang vorgesehen, an den ein Eingangsmustervektor angelegt werden kann, der Ansteuerinformationen für einen der Leistungshalbleiter aufweist, umfassend mindestens Informationen zu einer Totzeit und einer Ansteuerfrequenz. In der Selektionseinheit wird der Eingangsmustervektor derart mit der Rechengröße abgeglichen, dass ermittelt wird, ob der durch den Eingangsmustervektor vorgegebene Leistungshalbleiter tatsächlich angesteuert werden soll, und wenn dies der Fall ist, wird ein entsprechender Ausgangmustervektor erzeugt. Ferner ist eine Einheit zur Erzeugung einer Ansteuermatrix vorgesehen, in welcher der Ausgangmustervektor und die Rechengröße derart verknüpft werden, dass bestimmt wird, welcher der Ausgänge angesteuert werden soll, wobei ein Ansteuersignal an den zu dem ermittelten Leistungshalbleiter zugehörigen Ausgang ausgegeben wird.A gate driver module is proposed for driving at least two power semiconductors, which form a topological switch and are formed from different semiconductor materials and/or semiconductor types. The gate driver module has: an output for each power semiconductor, a conversion unit with a first input to which a state variable or a state variable vector can be applied, in the conversion unit the state variable or the state variable vector being converted into logical information that indicates , which is to be controlled by the power semiconductor and output as an operand. In addition, a selection unit with a second input is provided, to which an input pattern vector can be applied, which has control information for one of the power semiconductors, comprising at least information about a dead time and a control frequency. In the selection unit, the input pattern vector is compared with the operand in such a way that it is determined whether the power semiconductor specified by the input pattern vector should actually be driven, and if this is the case, a corresponding output pattern vector is generated. A unit for generating a control matrix is also provided, in which the output pattern vector and the operand are linked in such a way that it is determined which of the outputs is to be controlled, with a control signal being output at the output associated with the power semiconductor determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Elektromobilität, insbesondere einen Gate-Treiber-Baustein und ein Verfahren zur Ansteuerung von mindestens zwei Leistungshalbleitern aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen, die einen topologischen Halbleiterschalter für eine Leistungselektronik bilden.The present invention relates to the field of electromobility, in particular a gate driver component and a method for controlling at least two power semiconductors made from different semiconductor materials and/or semiconductor types, which form a topological semiconductor switch for power electronics.

Halbleitertransistoren werden in vielen Bereichen als elektronische Schalter eingesetzt und als Halbleiterschalter bezeichnet. Dies ist möglich, da ein Halbleiterschalter zwischen zwei Zuständen hin und her schalten kann. Ein erster Zustand ist ein eingeschalteter Zustand. In diesem Zustand kann der Halbleiterschalter Strom führen und sich analog wie ein niedriger Widerstand oder eine Diode in Durchlassrichtung verhalten. Der andere Zustand ist der Sperrzustand. In diesem Zustand ist der Halbleiterschalter in der Lage, eine anliegende Spannung, z.B. 400V oder 800V, aufzunehmen.Semiconductor transistors are used in many areas as electronic switches and are referred to as semiconductor switches. This is possible because a semiconductor switch can switch back and forth between two states. A first state is an on state. In this state, the solid state switch can conduct current and behave analogously to a low resistance or diode in the forward biased state. The other state is the lock state. In this state, the semiconductor switch is able to absorb an applied voltage, e.g. 400V or 800V.

Ein Halbleiterschalter zeichnet sich dadurch aus, dass dieser zwischen den beiden genannten Zuständen sehr schnell und effizient hin und her wechseln kann. Dieses hin und her schalten zwischen dem leitenden und dem sperrenden Zustand des Halbleiterschalters ist die Grundlage für viele elektronische Schaltungen wie Netzteile, Wechselrichter, Gleichrichter, Antriebsinverter.A semiconductor switch is characterized in that it can switch back and forth between the two states mentioned very quickly and efficiently. This switching back and forth between the conducting and the blocking state of the semiconductor switch is the basis for many electronic circuits such as power packs, inverters, rectifiers, drive inverters.

Damit der Halbleiterschalter zwischen diesen beiden Zuständen hin und her wechseln kann, verfügt dieser über einen Ansteueranschluss, den sogenannten Gate-Treiber, über den der Halbleiterschalter angesteuert wird. Bei der Ansteuerung des Halbleiterschalters unterscheidet man allgemein zwei Ansteuertypen. Spannungsgesteuerte Halbleiterschalter und stromgesteuerte Halbleiterschalter. Bei den spannungsgesteuerten Halbleiterschaltern muss die Ansteuerspannung über oder unter einem definierten Pegel, z.B. +5V oder -3V, liegen, damit der Halbleiterschalter seinen Zustand (leitend oder sperrend) wechselt. Bei stromgesteuerten Halbleiterschaltern muss ein definierter Steuerstrom über- oder unterschritten werden, damit der Halbleiterschalter seinen Zustand ändert.So that the semiconductor switch can switch back and forth between these two states, it has a control connection, the so-called gate driver, via which the semiconductor switch is controlled. When driving the semiconductor switch, a general distinction is made between two types of driving. Voltage controlled semiconductor switches and current controlled semiconductor switches. With voltage-controlled semiconductor switches, the control voltage must be above or below a defined level, e.g. +5V or -3V, so that the semiconductor switch changes its state (conducting or blocking). In the case of current-controlled semiconductor switches, a defined control current must be exceeded or fallen short of in order for the semiconductor switch to change its state.

Für beide Varianten wird eine Ansteuerschaltung benötigt, welche die Ansteuerung des Halbleiterschalters realisiert.A control circuit is required for both variants, which implements the control of the semiconductor switch.

Bisher bekannte Ansteuerschaltungen oder Ansteueranordnungen (Gate-Treiber) verfügen über eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite. Die Eingangsseite verfügt über mindestens eine Signalgröße, welche die Information trägt, ob der Halbleiterschalter eingeschaltet (leitender Zustand) oder ausgeschaltet (sperrender Zustand) werden soll. Des Weiteren kann die Ansteueranordnung eine Potentialtrennung zwischen Eingangs- und Ausgangsseite aufweisen. Die Ausgangsseite weist mindestens ein Ausgangssignal auf, welches durch die Ansteueranordnung so in Bezug auf Spannungspegel, Stromstärke, etc. aufbereitet ist, dass der Halbleiterschalter mit diesem Signal direkt angesteuert werden kann.Previously known control circuits or control arrangements (gate drivers) have an input side and an output side. The input side has at least one signal variable that carries the information as to whether the semiconductor switch is to be switched on (conducting state) or off (blocking state). Furthermore, the control arrangement can have potential isolation between the input and output sides. The output side has at least one output signal, which is processed by the drive arrangement in terms of voltage level, current strength, etc., so that the semiconductor switch can be driven directly with this signal.

Darüber hinaus wurde von der Anmelderin bereits eine Anordnung für einen topologischen Schalter vorgeschlagen, die wenigstens zwei Leistungshalbleiter, insbesondere Leistungstransistoren, aufweist, deren topologischer Halbleiterschalter wenigstens einen ersten Leistungshalbleiter mit einem ersten Halbleitermaterial und wenigstens einen zweiten Leistungshalbleiter mit einem zweiten Halbleitermaterial aufweist.In addition, the applicant has already proposed an arrangement for a topological switch which has at least two power semiconductors, in particular power transistors, the topological semiconductor switch of which has at least one first power semiconductor with a first semiconductor material and at least one second power semiconductor with a second semiconductor material.

Allerdings können die oben beschriebenen Ansteueranordnungen nur für topologische Halbleiterschalter eingesetzt werden, die aus gleichartigen Halbleiterschaltern bestehen. Im Falle eines topologischen Schalters, der aus einer Parallelschaltung unterschiedlicher Halbleiterschaltermaterialen mit großer Bandlücke wie z.B. SiC, GaN, Si, etc. und oder unterschiedlicher Halbleitertypen wie MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode bzw. Insulated Gate Bipolar Transistor), JFET (Sperrschicht-Feldeffekttransistor bzw. Junction FET) etc. besteht, ist es nicht möglich, die unterschiedlichen Halbleitertypen mit dieser Anordnung separat anzusteuern, da jeder Halbleitertyp über ein separates Ansteuersignal verfügen muss.However, the control arrangements described above can only be used for topological semiconductor switches that consist of semiconductor switches of the same type. In the case of a topological switch consisting of a parallel connection of different semiconductor switch materials with a large band gap such as SiC, GaN, Si, etc. and/or different semiconductor types such as MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor), IGBT (bipolar transistor with insulated gate electrode or Insulated Gate Bipolar Transistor), JFET (Junction FET) etc., it is not possible to control the different semiconductor types separately with this arrangement, since each semiconductor type must have a separate control signal.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, dieses Problem zu überwinden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. It is an object of this invention to overcome this problem. According to the invention, this object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Zur Lösung wird ein Gate-Treiber-Baustein zur Ansteuerung von mindestens zwei Leistungshalbleitern, die einen topologischen Schalter bilden und aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen gebildet sind, vorgeschlagen. Der Gate-Treiber-Baustein weist auf: einen Ausgang je Leistungshalbleiter, eine Umwandlungseinheit mit einem ersten Eingang, an den eine Zustandsgröße oder ein Zustandsgrößenvektor angelegt werden kann, wobei in der Umwandlungseinheit die Zustandsgröße oder der Zustandsgrößenvektor in eine logische Information umgewandelt wird, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter anzusteuern ist und als Rechengröße ausgegeben. Außerdem ist eine Selektionseinheit mit einem zweiten Eingang vorgesehen, an den ein Eingangsmustervektor angelegt werden kann, der Ansteuerinformationen für einen der Leistungshalbleiter aufweist, umfassend mindestens Informationen zu einer Totzeit und einer Ansteuerfrequenz. In der Selektionseinheit wird der Eingangsmustervektor derart mit der Rechengröße abgeglichen, dass ermittelt wird, ob der durch den Eingangsmustervektor vorgegebene Leistungshalbleiter tatsächlich angesteuert werden soll, und wenn dies der Fall ist, wird ein entsprechender Ausgangmustervektor erzeugt. Ferner ist eine Einheit zur Erzeugung einer Ansteuermatrix vorgesehen, in welcher der Ausgangmustervektor und die Rechengröße derart verknüpft werden, dass bestimmt wird, welcher der Ausgänge angesteuert werden soll, wobei ein Ansteuersignal an den zu dem ermittelten Leistungshalbleiter zugehörigen Ausgang ausgegeben wird.A gate driver component for driving at least two power semiconductors, which form a topological switch and are formed from different semiconductor materials and/or semiconductor types, is proposed as a solution. The gate driver module has: an output for each power semiconductor, a conversion unit with a first input to which a state variable or a state variable vector can be applied, in the conversion unit the state variable or the state variable vector being converted into logical information that indicates , which is to be controlled by the power semiconductor and output as an operand. In addition, a selection unit is provided with a second input to which an input pattern vector can be applied that has control information for one of the power semiconductors, comprising at least information about a dead time and a control frequency. In the selection unit, the input pattern vector is compared with the operand in such a way that it is determined whether the power semiconductor specified by the input pattern vector should actually be driven, and if this is the case, a corresponding output pattern vector is generated. A unit for generating a control matrix is also provided, in which the output pattern vector and the operand are linked in such a way that it is determined which of the outputs is to be controlled, with a control signal being output at the output associated with the power semiconductor determined.

Die Geschwindigkeit des Schaltvorgangs ist abhängig davon, welche Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen verwendet werden, d.h. die Ansteuermuster des Low-Side-Schalters und des High-Side-Schalters des topologischen Schalters können sich hinsichtlich Totzeit und Ansteuerfrequenz unterscheiden. Durch den vorgeschlagenen Gate-Treiber-Baustein können unterschiedliche Leistungshalbleiter zustandsabhängig und optimiert angesteuert werden, indem unterschiedliche Ansteuermuster pro Ausgang bereitgestellt werden können, ohne dabei zusätzliche Hardware zu benötigen.The speed of the switching process depends on which semiconductor materials and/or semiconductor types are used, i.e. the control patterns of the low-side switch and the high-side switch of the topological switch can differ in terms of dead time and control frequency. With the proposed gate driver component, different power semiconductors can be controlled depending on the state and in an optimized manner, in that different control patterns can be provided for each output without requiring additional hardware.

In einer Ausführung ist der erste Ausgang zur Ansteuerung des ersten Leistungshalbleiters mit einer ersten Totzeit TD,1 und einer ersten Ansteuerfrequenz fS,1 eingerichtet, und jeder weitere Ausgang ist zur Ansteuerung jedes weiteren der Leistungshalbleiter mit einer weiteren Totzeit TD,n+1 und einer weiteren Ansteuerfrequenz fS,n+1 eingerichtet, wobei gilt: TD,n+1 ≥ TD,n und fS,n+1 ≤ fS,n, wobei n der Anzahl der Ausgänge entspricht.In one embodiment, the first output is set up to drive the first power semiconductor with a first dead time T D,1 and a first drive frequency f S,1 , and each additional output is designed to drive each additional power semiconductor with an additional dead time T D,n+ 1 and a further drive frequency f S,n+1 , where the following applies: T D,n+1 ≧T D,n and f S,n+1 ≦f S,n , where n corresponds to the number of outputs.

In einer Ausführung ist ein erster Leistungshalbleiter ein SiC-MOSFET und ein zweiter Leistungshalbleiter ein Si-IGBT.In one embodiment, a first power semiconductor is a SiC MOSFET and a second power semiconductor is a Si IGBT.

In einer Ausführung erfolgt eine Ermittlung, welcher Eingangsmustervektor am zweiten Eingang anliegt, zyklisch.In one embodiment, which input pattern vector is present at the second input is determined cyclically.

In einer Ausführung erfolgt der Abgleich zwischen Eingangsmustervektor und Rechengröße anhand einer vorgegebenen Wahrheitstabelle. In einer Ausführung erfolgt die Verknüpfung zwischen Ausgangmustervektor und Rechengröße anhand einer vorgegebenen Wahrheitstabelle. Vorteilhaft ist hier, dass dadurch der Abgleich bzw. die Verknüpfung sehr schnell ist und auch mittels Hardware realisierbar ist.In one embodiment, the comparison between the input pattern vector and the operand is based on a specified truth table. In one embodiment, the link between the output pattern vector and the operand is based on a specified truth table. The advantage here is that the comparison or linking is very fast and can also be implemented using hardware.

In einer Ausführung kann mindestens einer der Ausgänge mit mindestens zwei unterschiedlichen Eingangsmustern angesteuert werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn Leistungshalbleiter mit unterschiedlich schnellem Schaltvorgang angesteuert werden sollen, da der schneller schaltende auch mit dem Ansteuermuster des langsamer schaltenden Leistungshalbleiters angesteuert werden kann.In one embodiment, at least one of the outputs can be driven with at least two different input patterns. This is advantageous when power semiconductors with switching processes that switch at different speeds are to be controlled, since the faster-switching power semiconductor can also be controlled with the control pattern of the slower-switching power semiconductor.

In einer Ausführung erfolgt die Erfassung der Zustandswerte an der Eingangsseite und/oder an der Ausgangsseite des Halbleiterschalters. In einer Ausführung umfassen Zustandswerte mindestens einen oder eine Kombination aus physikalischen Werten, die zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter herangezogen werden. In einer Ausführung umfasst das Eingangssignal einen oder mehrere physikalische Werte, die zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter herangezogen werden, insbesondere entspricht das Eingangssignal einem Modulationsgrad. Je nach Anwendung und Leistungsanforderung können somit möglichst viele Größen berücksichtigt werden, die Einfluss auf die Wahl des richtigen Leistungshalbleiters haben.In one embodiment, the state values are detected on the input side and/or on the output side of the semiconductor switch. In one embodiment, state values include at least one or a combination of physical values that are used to control the power semiconductors. In one embodiment, the input signal includes one or more physical values that are used to control the power semiconductors, in particular the input signal corresponds to a degree of modulation. Depending on the application and performance requirements, as many parameters as possible can be taken into account that influence the choice of the right power semiconductor.

Ferner wird ein Elektronikmodul zur Ansteuerung eines Elektroantriebs eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Elektronikmodul einen Inverter mit einem beschriebenen Gate-Treiber-Baustein aufweist. Ferner wird ein Elektroantrieb eines Fahrzeugs mit dem Elektronikmodul sowie ein Fahrzeug mit dem Elektroantrieb vorgeschlagen.Furthermore, an electronic module for controlling an electric drive of a vehicle is proposed, the electronic module having an inverter with a described gate driver module. Furthermore, an electric drive of a vehicle with the electronics module and a vehicle with the electric drive are proposed.

Außerdem wird ein Verfahren zur zustandsabhängigen Ansteuerung eines topologischen Halbleiterschalters für eine Leistungselektronik mit wenigstens zwei parallel geschalteten Leistungshalbleitern, die aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen gebildet sind, mittels eines Gate-Treiber-Bausteins, der einen Ausgang je Leistungshalbleiter aufweist, bereitgestellt. Die Ansteuerung erfolgt durch eine Erfassung einer Zustandsgröße oder eines Zustandsgrößenvektors als erstes Eingangssignal, wobei die Zustandsgröße oder der Zustandsgrößenvektor in eine logische Signal-Information umgewandelt wird, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter anzusteuern ist, und als Rechengröße ausgegeben, sowie eine Erfassung eines Eingangsmustervektors als zweites Eingangssignal, der Ansteuerinformationen, umfassend mindestens Informationen zu einer Totzeit und einer Ansteuerfrequenz, für einen der Leistungshalbleiter aufweist. Der Eingangsmustervektor wird derart mit der Rechengröße abgeglichen, dass ermittelt wird, ob der durch den Eingangsmustervektor vorgegebene Leistungshalbleiter tatsächlich angesteuert werden soll, und wenn dies der Fall ist, wird ein entsprechender Ausgangmustervektor erzeugt. Außerdem erfolgt eine Verknüpfung des Ausgangmustervektors und der Rechengröße zu einer Ansteuermatrix, durch die bestimmt wird, welcher der Ausgänge angesteuert werden soll. Final erfolgt ein Ausgeben eines Ansteuersignals an den zu dem ermittelten Leistungshalbleiter zugehörigen Ausgang.In addition, a method for state-dependent control of a topological semiconductor switch for power electronics with at least two power semiconductors connected in parallel, which are formed from different semiconductor materials and/or semiconductor types, is provided by means of a gate driver module, which has an output for each power semiconductor. The control is carried out by detecting a state variable or a state variable vector as the first input signal, with the state variable or the state variable vector being converted into logical signal information which indicates which of the power semiconductors is to be controlled and output as an operand, as well as detecting an input pattern vector as second input signal, which has control information, comprising at least information about a dead time and a control frequency, for one of the power semiconductors. The input pattern vector is compared with the operand in such a way that it is determined whether the power semiconductor specified by the input pattern vector should actually be driven, and if this is the case, a corresponding output pattern vector is generated. In addition, the output pattern vector and the operand are linked to form a control matrix, which is used to determine wel cher of the outputs is to be controlled. Finally, a control signal is output to the output associated with the determined power semiconductor.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details according to the invention, and from the claims. The individual features can each be implemented individually or together in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung des Gate-Treiber-Bausteins 1 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Detailansicht der Selektionseinheit E2 aus 1.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the attached drawing.
  • 1 FIG. 1 shows a circuit arrangement of the gate driver chip 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a detailed view of the selection unit E2 1 .

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following descriptions of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference symbols.

Inverter, auch Stromrichter genannt, benötigen ein Leistungsmodul oder ein Halbleiterpackage, damit ein aus einer Batterie stammender Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird. Das Leistungsmodul weist topologische Schalter mit Halbleitertransistoren als Leistungstransistoren (auch als Leistungshalbleiter bezeichnet) auf, die zum Steuern der Ströme und zur Erzeugung des Wechselstroms verwendet werden. Dabei sind unterschiedliche Ausgestaltungen von Leistungstransistoren bekannt. Unter anderem ist es bekannt, Halbleitertypen wie MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) zu verwenden. Das dabei verwendete Halbleitermaterial kann Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN) oder jedes andere Halbleitermaterial sein. Bevorzugt sind Materialien mit einer großen Bandlücke (engl: wide bandgap).Inverters, also known as power converters, require a power module or semiconductor package to convert direct current from a battery into alternating current. The power module has topological switches with semiconductor transistors as the power transistors (also referred to as power semiconductors) used to control the currents and generate the AC power. Different configurations of power transistors are known. Among other things, it is known to use semiconductor types such as MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The semiconductor material used can be silicon (Si), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN) or any other semiconductor material. Materials with a wide band gap are preferred.

Im Bereich der Elektromobilität ist es zur Einhaltung strenger (durch Gesetzgeber vorgegebener) Flotteneffizienzziele nötig, die Effizienz des Inverters durch den Einsatz neuartiger Halbleitertechnologien, wie z.B. SiC MOSFETs, zu erhöhen. Die Halbleiterfläche für einen normalen, d.h. durchschnittlichen, Fahrbetrieb ist dabei allerdings überdimensioniert, da der auslegungsrelevante Betriebspunkt nur selten erreicht wird. Problematisch ist, dass die Halbleiterfläche neuerer Technologien (Wide-Bandgab-Halbleiter = WBG), die eine höhere inhärente Effizienz aufweisen (wie z.B. SiC oder GaN), teuer ist im Vergleich zu herkömmlichem Silizium. Bei herkömmlichen Systemen mit Halbleitern, die aus einem kostengünstigeren Material (wie z.B. Silizium) bestehen, kann in Bezug auf den auslegungsrelevanten Betriebspunkt mit Sicherheitsmargen dimensioniert werden, da die Kosten pro Halbleiterfläche gering sind im Vergleich zu WBG-Materialien. Beim Einsatz von WBG Halbleitern in einer herkömmlichen Auslegung wird nicht nur Platz vergeudet, es tritt auch ein preislicher Nachteil auf. Deshalb ist es nötig, ein Optimum zwischen bestmöglicher Technologie und geringstmöglichen Kosten zu finden.In the field of electromobility, it is necessary to increase the efficiency of the inverter through the use of new semiconductor technologies, such as SiC MOSFETs, in order to comply with strict fleet efficiency targets (set by legislators). However, the semiconductor area for normal, i.e. average, driving operation is oversized, since the operating point relevant to the design is rarely reached. The problem is that the semiconductor area of newer technologies (Wide-Bandgab-Semiconductors = WBG), which have a higher inherent efficiency (such as SiC or GaN), is expensive compared to conventional silicon. Conventional systems with semiconductors made of a cheaper material (e.g. silicon) can be dimensioned with safety margins in relation to the design-relevant operating point, since the costs per semiconductor area are low compared to WBG materials. When using WBG semiconductors in a conventional design, not only is space wasted, but there is also a price disadvantage. It is therefore necessary to find an optimum between the best possible technology and the lowest possible costs.

Hierfür erfolgt die Auslegung der anzusteuernden Leistungshalbleiter (nachfolgend auch kurz als Halbleiter bezeichnet), indem die Auswahl des Halbleitertyps und des Halbleitermaterials entsprechend der Anwendung, d.h. der Zielvorgabe, erfolgt. Halbleitertransistoren mit Silizium weisen beispielsweise bei größeren Strömen eine bessere Leitfähigkeit auf, während Halbleitertransistoren mit Siliziumcarbid diese Eigenschaft bei kleineren Strömen aufweisen. Somit kann z.B. die Stromversorgung verbrauchsoptimiert realisiert werden.For this purpose, the power semiconductors to be controlled (hereinafter also referred to as semiconductors for short) are designed by selecting the semiconductor type and the semiconductor material according to the application, i.e. the target specification. For example, silicon semiconductor transistors exhibit better conductivity at larger currents, while silicon carbide semiconductor transistors exhibit this property at smaller currents. In this way, for example, the power supply can be realized in a consumption-optimized manner.

Um unterschiedliche, parallel geschaltete Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn, die aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder unterschiedlichen Halbleitertypen gebildet sind, durch einen einzigen topologischen Halbleiterschalter anzusteuern, wird der nachfolgend beschriebene Gate-Treiber-Baustein 1 sowie ein Ansteuerverfahren der Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn vorgeschlagen. Verwendete Halbleitermaterialien können Si, SiC, GaN etc. sein. Vorteilhaft werden Halbleitermaterialien mit einer großen Bandlücke verwendet. Als Halbleitertypen können aktiv schaltbare Transistoren wie z.B. MOSFETs, IGBTs, JFET etc. verwendet werden.In order to control different, parallel-connected power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn, which are formed from different semiconductor materials and/or different semiconductor types, using a single topological semiconductor switch, the gate driver module 1 described below and a control method for the power semiconductors are used HL1, HL2, ..., HLn suggested. Semiconductor materials used can be Si, SiC, GaN etc. Semiconductor materials with a large band gap are advantageously used. Actively switchable transistors such as MOSFETs, IGBTs, JFETs etc. can be used as semiconductor types.

Wie bereits erwähnt, ist die Geschwindigkeit des Schaltvorgangs abhängig davon, welche Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen verwendet werden, d.h. die Ansteuermuster des Low-Side-Schalters und des High-Side-Schalters des topologischen Schalters können sich hinsichtlich Totzeit TD12, ..., TD,n, und Ansteuerfrequenz fS,1, ..., fS,n unterscheiden. Beispielsweise ist ein SiC-MOSFET in der Lage, einen Schaltvorgang bei gleichen Spannungs- und Stromwerten wesentlich schneller, z.B. innerhalb von ca. 100ns durchzuführen als ein Si-IGBT, der ca. 500ns benötigt.As already mentioned, the speed of the switching process depends on which semiconductor materials and/or semiconductor types are used, ie the control patterns of the low-side switch and the high-side switch of the topological switch can differ in terms of dead time T D12 , ... , T D,n , and driving frequency f S,1 , ..., f S,n differ. For example, a SiC-MOSFET is able to carry out a switching process much faster, for example within approx. 100 ns, than a Si-IGBT, which requires approx. 500 ns, with the same voltage and current values.

Bei der Ansteuerung von Halbbrücken werden Low-Side-Schalter und High-Side-Schalter komplementär angesteuert. Zur Vermeidung von Brückenkurzschlüssen muss hierbei immer erst der leitende Schalter ausgeschaltet werden, bevor der komplementäre Schalter eingeschaltet wird. Hierbei muss jedoch immer abgewartet werden, bis der Ausschaltvorgang abgeschlossen ist. In dieser Zeit müssen beide topologischen Schalter ausgeschaltet sein. Die Zeit, in der beide topologische Schalter ausgeschaltet sind, wird als Totzeit TD bezeichnet und entspricht üblicherweise ca. der 2-5-fachen Dauer eines Schaltvorgangs. Weiterhin ist es möglich, durch ein schnelleres Schalten eines SiC-Halbleiters mehr Schaltvorgänge in derselben Zeit durchzuführen. Dies ermöglicht höhere Ansteuerfrequenzen fs.When driving half-bridges, low-side switches and high-side switches are driven in a complementary manner. To avoid bridge short circuits, the conductive switch must always be switched off first before the complementary switch is switched on. However, you always have to wait until the switch-off process is complete. During this time both topological switches must be switched off. The time in which both topological switches are switched off is referred to as the dead time T D and usually corresponds to around 2-5 times the duration of a switching process. Furthermore, it is possible to carry out more switching processes in the same time by switching a SiC semiconductor more quickly. This enables higher control frequencies fs.

Somit können sich die Ansteuermuster hinsichtlich Totzeit TD und Ansteuerfrequenz fs unterscheiden. Ein SiC-MOSFET kann mit einem Muster mit einer kleineren TD und einer höheren fs im Vergleich zu einem Si-IGBT angesteuert werden. Hierbei kann ein Ausgang, der für einen SiC-MOSFET ausgelegt ist, auch mit einem Ansteuermuster für einen Si-IGBT betrieben werden. Dies ist umgekehrt nicht möglich.The control patterns can therefore differ in terms of dead time T D and control frequency fs. A SiC MOSFET can be driven with a pattern with a smaller T D and higher fs compared to a Si IGBT. Here, an output designed for a SiC MOSFET can also be operated with a drive pattern for a Si IGBT. The reverse is not possible.

Um eine optimierte Ansteuerung von Leistungshalbleitern HL1, HL2, ..., HLn, die aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder unterschiedlichen Halbleitertypen gebildet sind, bereitzustellen, wird der nachfolgend anhand 1 und 2 beschriebene Gate-Treiber-Baustein 1 vorgeschlagen. Außerdem wird ein Verfahren zur zustandsabhängigen Ansteuerung eines topologischen Halbleiterschalters für eine Leistungselektronik mit wenigstens zwei parallel geschalteten Leistungshalbleitern HL1, HL2, ..., HLn, die aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder unterschiedlichen Halbleitertypen gebildet sind, vorgeschlagen.In order to provide an optimized control of power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn, which are formed from different semiconductor materials and/or different semiconductor types, the following is based on 1 and 2 described gate driver module 1 proposed. In addition, a method for state-dependent control of a topological semiconductor switch for power electronics with at least two power semiconductors HL1, HL2, . . . , HLn connected in parallel and formed from different semiconductor materials and/or different semiconductor types is proposed.

Der Gate-Treiber-Baustein 1 hat den Vorteil, dass er mehrere Ausgänge S1, ..., Sn aufweist, die mit unterschiedlichen Ansteuermustern angesteuert werden können. Jeder der Ausgänge S1, ..., Sn ist einem Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn zugeordnet, um diesen mit dem im Gate-Treiber-Baustein 1 bestimmten Ansteuermuster anzusteuern. Dabei ist außerdem von Vorteil, dass keine zusätzliche, platzraubende Hardware benötigt wird.The gate driver module 1 has the advantage that it has a number of outputs S1, . . . , Sn, which can be driven using different drive patterns. Each of the outputs S1, . . . , Sn is assigned to a power semiconductor HL1, HL2, . Another advantage is that no additional, space-consuming hardware is required.

In 1 ist ein Gate-Treiber-Baustein 1 mit zwei Eingängen ME und X und mehreren Ausgängen S1, ..., Sn dargestellt. Jeder Ausgang S1, ..., Sn dient zur Ansteuerung eines Leistungshalbleiters HL1, HL2, ..., HLn. Wie bereits mehrfach erwähnt, können die Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder unterschiedlichen Halbleitertypen gebildet sein, was die separate Ansteuerung nötig macht. Die Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn bilden dabei immer einen topologischen Schalter mit einem High-Side-Schalter und einem Low-Side-Schalter.In 1 a gate driver module 1 with two inputs M E and X and a plurality of outputs S1, ..., Sn is shown. Each output S1, ..., Sn is used to control a power semiconductor HL1, HL2, ..., HLn. As already mentioned several times, the power semiconductors HL1, HL2, . . . , HLn can be formed from different semiconductor materials and/or different semiconductor types, which makes separate activation necessary. The power semiconductors HL1, HL2, . . . HLn always form a topological switch with a high-side switch and a low-side switch.

An einem der Eingänge des Gate-Treiber-Bausteins 1 wird ein Zustandsvektor X oder eine Zustandsgröße angelegt. Ein Zustandsvektor X ist dann vorteilhaft, wenn mehrere physikalische Größen zur Zustandsbeschreibung herangezogen werden.A state vector X or a state variable is applied to one of the inputs of the gate driver module 1 . A state vector X is advantageous when several physical variables are used to describe the state.

Zustandswerte der Zustandsgröße bzw. des Zustandsvektors X umfassen physikalische Werte, die zur Ansteuerung der Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn herangezogen werden, d.h. Größen für die Steuerung oder Regelung und/oder die Überwachung einer Leistungselektronik. Eine solche Größe ist z.B. der Strom, der effektive Wert des Stroms oder die Temperatur, wobei die Größen weiter unterteilt werden können. Beispielsweise können Kühlwassereinlauftemperatur oder Kühlwasserauslauftemperatur und/oder Halbleitertemperaturen als Temperatur herangezogen werden. Ferner können Phasenströme oder Batterieströme, der Batterieladzustand, die Spannung im Zwischenkreis, die Gaspedalstellung und damit die aktuelle Leistungsanforderung als Zustandsgröße oder als Zustandsvektor, d.h. wenn mehrere Größen betrachtet werden, herangezogen werden.State values of the state variable or the state vector X include physical values that are used to control the power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn, i.e. variables for the control or regulation and/or the monitoring of power electronics. Such a variable is e.g. the current, the effective value of the current or the temperature, whereby the variables can be subdivided further. For example, the cooling water inlet temperature or the cooling water outlet temperature and/or semiconductor temperatures can be used as the temperature. Furthermore, phase currents or battery currents, the battery state of charge, the voltage in the intermediate circuit, the accelerator pedal position and thus the current power requirement can be used as a state variable or as a state vector, i.e. if several variables are considered.

Dabei können die Zustandswerte der Zustandsgröße bzw. des Zustandsvektors X sowohl an der Eingangsseite des Halbleiterschalters erfasst werden, z.B. eine Kühlwassertemperatur, als auch an der Ausgangsseite des Halbleiterschalters, z.B. die Temperatur der Leistungshalbleiter HL1, ..., HLn.The state values of the state variable or the state vector X can be recorded both on the input side of the semiconductor switch, e.g. a cooling water temperature, and on the output side of the semiconductor switch, e.g. the temperature of the power semiconductors HL1, ..., HLn.

Die Zustandsgröße bzw. der Zustandsvektor X wird im Weiteren in einer Umwandlungseinheit E1 zu einer logischen Information verarbeitet, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn anzusteuern ist, und als Rechengrößenvektor An bereitgestellt, der so viele Elemente enthält, wie es Ausgänge gibt.The state variable or the state vector X is then processed in a conversion unit E1 to form logical information which indicates which of the power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn is to be controlled, and is made available as an operand vector An which contains as many elements how there are exits.

In einer Ausführung erfolgt eine Normierung auf einen Maximalwert, der z.B. bedeuten kann, dass die Leistungselektronik ihre Maximalleistung abgeben muss. Die als Rechengröße An bzw. Rechengrößenvektor ausgegebene logische Information kann 2n Logikpegelmuster aufweisen. Dies bedeutet, dass wenn der topologische Schalter aus zwei (n=2) Halbleitertypen und/oder -materialien besteht, können vier verschiedene Muster ausgegeben werden (22=4), die in Abhängigkeit verschiedener, vorgegebener Pegelhöhen Ln definiert werden können. Diese Pegelhöhen Ln können z.B. unterschiedlichen Bereichen einer geforderten Leistungsabgabe entsprechen. Je nach angeforderter Leistungsabgabe kann z.B. eine lookup-Tabelle erstellt werden, in der festgelegt ist, welche Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn anzusteuern sind. Diese kann mittels einer entsprechenden Recheneinheit, z.B. einer Steuereinheit, die zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen ist, ausgelesen werden.In one embodiment, normalization to a maximum value takes place, which can mean, for example, that the power electronics must deliver their maximum power. The logical information output as the operand An or as the operand vector can have 2 n logic level patterns. This means that if the topological switch consists of two (n=2) semiconductor types and/or materials, four different patterns can be output (2 2 =4), which can be defined in terms of different, given level heights Ln. These level heights Ln can, for example, correspond to different ranges of a required power output. Depending on the required power output, a lookup table can be created, for example, which defines which power semiconductors HL1, HL2, . . . , HLn are to be controlled. This can be read out by means of a corresponding arithmetic unit, for example a control unit, which is provided for carrying out the method.

An den zweiten Eingang des Gate-Treiber-Bausteins 1 können verschiedene Eingangsmustervektoren ME angelegt werden, die stets Ansteuerinformationen des anzusteuernden Leistungshalbleiters HL1, ..., HLn aufweisen und als Eingangsmustervektoren ME1, ME2,..., MEn gekennzeichnet werden. Mindestens weisen sie Informationen zur Totzeit TD und der Ansteuerfrequenz fS auf. Totzeit TD und der Ansteuerfrequenz fs werden derart gewählt, dass ihre Parameter passend zur Ansteuerung eines bestimmten Halbleitertyps oder -materials sind.Various input pattern vectors M E can be applied to the second input of the gate driver module 1, which always have control information of the power semiconductor HL1, ..., HLn to be controlled and are identified as input pattern vectors M E1 , M E2 , ..., M En . At least they have information about the dead time T D and the drive frequency f S . The dead time T D and the drive frequency fs are chosen in such a way that their parameters are suitable for driving a specific semiconductor type or material.

Beispielsweise ist im Falle von zwei unterschiedlichen, anzusteuernden Leistungshalbleitern HL1 und HL2 einer davon ein SiC-MOSFET (HL1), bei dem z.B. die Totzeit TD,1 zu 500ns und die Ansteuerfrequenz fS,1 zu 20kHz definiert werden kann. Der andere ist ein Si-IGBT (HL2), bei dem z.B. die Totzeit TD,2 zu 2,5µs und die Ansteuerfrequenz fS,2 zu 10kHz definiert werden kann. Somit ergeben sich zwei Eingangsmustervektoren ME1 und ME2. Dabei ist ME1 mit den Parametern TD,1 und fS,1 für die Ansteuerung von Leistungshalbleiter HL1 gedacht und ME2 mit den Parametern TD,2 und fS,2 für die Ansteuerung von Leistungshalbleiter HL2.For example, in the case of two different power semiconductors HL1 and HL2 to be controlled, one of them is a SiC MOSFET (HL1) in which, for example, the dead time T D,1 can be defined as 500 ns and the control frequency f S,1 as 20 kHz. The other is a Si-IGBT (HL2), in which, for example, the dead time T D,2 can be defined as 2.5 µs and the control frequency f S,2 as 10 kHz. This results in two input pattern vectors M E1 and M E2 . In this case, M E1 with the parameters T D,1 and f S,1 is intended for driving the power semiconductor HL1 and M E2 with the parameters T D,2 and f S,2 for driving the power semiconductor HL2.

Die Eingangsmustervektoren ME werden mit der Rechengröße An in einer Selektionseinheit E2 abgeglichen (bzw. verglichen), um einen Ausgangmustervektor MA zu erzeugen. Hierbei wird ermittelt, welches ME am Eingang anliegt. Im oben beschriebenen Fall ist dies entweder ME1 oder ME2. Die Ermittlung kann dabei zyklisch erfolgen. Des Weiteren erfolgt ein Abgleich mit der Rechengröße An anhand einer Wahrheitstabelle. Wenn der ermittelte Eingangsmustervektor ME1, ME2 mit der Rechengröße An übereinstimmt (Überprüfung durch Abgleich in E21), bzw. einen Eintrag in der Wahrheitstabelle wiedergibt, wird das ME (ME1 oder ME2) an den Ausgang übermittelt und als Ausgangmustervektor MA weitergegeben. Das heißt, in der Selektionseinheit E2 erfolgt eine Verifizierung, dass der durch den Eingangsmustervektor ME1, ME2 vorgegebene Leistungshalbleiter HL1 oder HL2 tatsächlich angesteuert werden soll.The input pattern vectors M E are adjusted (or compared) with the operand An in a selection unit E2 in order to generate an output pattern vector M A . This determines which M E is present at the input. In the case described above, this is either M E1 or M E2 . The determination can take place cyclically. Furthermore, a comparison is made with the operand An using a truth table. If the determined input pattern vector M E1 , M E2 matches the operand An (check by comparison in E21), or reflects an entry in the truth table, the ME (M E1 or M E2 ) is transmitted to the output and used as the output pattern vector M A passed on. This means that a verification takes place in the selection unit E2 that the power semiconductor HL1 or HL2 specified by the input pattern vector M E1 , M E2 should actually be driven.

Der Aufbau der Selektionseinheit E2 ist in 2 im Detail dargestellt. Wie bereits dargestellt, gehen der Eingangsmustervektor ME und die Rechengröße An als Eingangsgrößen in die Selektionseinheit E2 ein und der Ausgangmustervektor MA geht als Ausgang raus. In der Selektionseinheit E2 wird ermittelt (Block E21), welcher Eingangsmustervektor ME anliegt, also ME1, ME2,..., MEn, je nach der Anzahl n der vorhandenen, anzusteuernden Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn. Dieses Ergebnis wird dann mit der Rechengröße An abgeglichen, indem eine Wahrheitstabelle verwendet wird. Wenn der Abgleich erfolgreich ist, wird der Ausgangmustervektor MA ausgegeben.The structure of the selection unit E2 is in 2 shown in detail. As already shown, the input pattern vector M E and the operand An enter the selection unit E2 as input variables, and the output pattern vector M A exits as an output. The selection unit E2 determines (block E21) which input pattern vector M E is present, ie M E1 , M E2 , . . . , M En , depending on the number n of power semiconductors HL1, HL2, . This result is then compared to the operand An using a truth table. If the match is successful, the output pattern vector M A is output.

Im Falle von zwei Leistungshalbleitern HL1, HL2, kann die Wahrheitstabelle (T1) wie folgt aussehen: An ME MA 0 0 0 0 1 ME1 ME1 1 0 ME2 ME2 1 1 ME2 ME2 In the case of two power semiconductors HL1, HL2, the truth table (T1) can look like this: On ME MA 0 0 0 0 1 M E1 M E1 1 0 M E2 M E2 1 1 M E2 M E2

Im weiteren Verlauf werden der Ausgangmustervektor MA und die Rechengröße An in einer Einheit zur Erzeugung einer Ansteuermatrix E3 miteinander verknüpft, genauer konjunktiv verknüpft. In the further course, the output pattern vector M A and the operand An are linked to one another, more precisely, conjunctively linked, in a unit for generating a control matrix E3.

Eine Ansteuermatrix E3 wird durch konjunktives Verknüpfen (logisches UND) des Ausgangmustervektors MA mit der Rechengröße An erzeugt, also MA ∩ An entsprechend einer vorgegebenen Wahrheitstabelle. Somit kann jeder der anzusteuernden Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn separat angesteuert werden. Das tatsächliche Ansteuersignal G1, G2, ..., Gn wird aus dem vom Gate-Treiber-Baustein 1 über die Ausgängen S1, S2,...,Sn an ein Impedanz-Netzwerk Z1, ..., Zn ausgegebenes und dort weiterverarbeitetes Signal erzeugt.A control matrix E3 is generated by conjunctively linking (logical AND) the output pattern vector M A with the operand An, ie M A ∩ An in accordance with a predetermined truth table. Thus, each of the power semiconductors HL1, HL2, . . . , HLn to be controlled can be controlled separately. The actual control signal G1, G2, ..., Gn is output from the gate driver module 1 via the outputs S1, S2, ..., Sn to an impedance network Z1, ..., Zn and processed there signal generated.

Im Falle von zwei Leistungshalbleitern HL1, HL2, kann die Wahrheitstabelle (T2) wie folgt aussehen: An ME S2 S1 0 0 0 0 0 0 1 ME1 0 ME1 1 0 ME2 ME2 0 1 1 ME2 ME2 ME2 In the case of two power semiconductors HL1, HL2, the truth table (T2) can look like this: On ME S 2 p 1 0 0 0 0 0 0 1 M E1 0 M E1 1 0 M E2 M E2 0 1 1 M E2 M E2 M E2

Hieraus wird ersichtlich, dass der Ausgang S2 ausschließlich mit dem Eingangsmustervektor ME2 betrieben werden kann und der Ausgang S1 sowohl mit ME1 als auch mit ME2.From this it can be seen that the output S2 can be operated exclusively with the input pattern vector M E2 and the output S1 with both M E1 and M E2 .

Die Ansteueranordnung kann außerdem eine Potentialtrennung P zwischen Eingangs- und Ausgangsseite aufweisen, die in 1 als gestichelte Linie angedeutet ist. Diese dient z.B. zur galvanischen Trennung eines Hochvolkreises bzw. der (signaltechnischen) Ausgangsseite OUT von einem Niedervoltkreis bzw. der (signaltechnischen) Eingangsseite IN im Fahrzeug.The control arrangement can also have a potential separation P between the input and output sides, which is 1 is indicated as a dashed line. This is used, for example, for galvanic isolation of a high-voltage circuit or the (signal-related) output side OUT from a low-voltage circuit or the (signal-related) input side IN in the vehicle.

An den Ausgängen S1, ..., Sn werden also Ausgangssignale ausgegeben, die letztendlich zur Ansteuerung eines der Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn dienen, wobei jeder Ausgang S1, ..., Sn einem Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn zugeordnet ist.Output signals are thus output at the outputs S1, ..., Sn, which ultimately serve to control one of the power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn, with each output S1, ..., Sn a power semiconductor HL1, HL2, . .., HLn is assigned.

Im obigen Beispiel ist der Ausgang S1 dafür ausgelegt, einen Leistungshalbleiter HL1 (SiC-MOSFET) mit einer vorgegebenen (kleinen) Totzeit TD,1 und einer vorgegebenen (hohen) Ansteuerfrequenz fS,1 anzusteuern. Der zweite Ausgang S2 ist dafür ausgelegt, einen Leistungshalbleiter HL2 (Si-IGBT) mit einer Totzeit von TD,2, > TD,1 und einer Ansteuerfrequenz von fS,2 < fS,1 anzusteuern.In the example above, the output S1 is designed to drive a power semiconductor HL1 (SiC-MOSFET) with a specified (small) dead time T D,1 and a specified (high) drive frequency f S,1 . The second output S2 is designed to drive a power semiconductor HL2 (Si-IGBT) with a dead time of T D,2 >T D,1 and a drive frequency of f S,2 <f S,1 .

Im Falle, dass weitere Leistungshalbleiter HL3, ..., HLn und damit weitere Ausgänge S3, ..., Sn vorhanden sind, werden diese nach TD,n+1 > Td,n und fs,n+1 < fs,n ausgelegt. Das heißt, dass der erste Ausgang S1 so ausgelegt ist, dass er grundsätzlich alle Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn ansteuern kann, wobei der zweite und weitere Ausgänge S2, ..., Sn weniger Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn ansteuern können (der zweite Ausgang S2 kann mehr als der dritte Ausgang S3 ansteuern etc.).In the event that further power semiconductors HL3, ..., HLn and thus further outputs S3, ..., Sn are present, these are T D,n+1 > T d,n and f s,n+1 <f s,n designed. This means that the first output S1 is designed in such a way that it can basically control all power semiconductors HL1, HL2, ..., HLn, with the second and further outputs S2, ..., Sn having fewer power semiconductors HL1, HL2, ... . , HLn can drive (the second output S2 can drive more than the third output S3, etc.).

Dadurch ergibt sich also die Möglichkeit, dass der Ausgang S1 nicht automatisch mit TD,1 und fS,1 angesteuert werden muss, sondern auch mit Ansteuermustern größerer Totzeiten und kleinerer Ansteuerfrequenzen, wie in der Wahrheitstabelle T2 ersichtlich.This results in the possibility that the output S1 does not have to be driven automatically with T D,1 and f S,1 , but also with drive patterns with longer dead times and lower drive frequencies, as can be seen in the truth table T2.

Das Ansteuerverfahren kann mittels Software, Hardware oder einer Kombination daraus erfolgen. Der Vorteil des vorgeschlagenen Gate-Treiber-Bausteins 1 und des Ansteuerverfahrens liegt in der Verknüpfung des Eingangssignals, also der Eingangsmustervektoren ME bzw. ME1, ME2,..., MEn je Halbleitertyp- bzw. art, mit Zustandsgrößen bzw. Zustandsvektoren X zur Generation separater, direkter Ansteuersignale für jeden Leistungshalbleiter HL1, HL2, ..., HLn des topologischen Halbleiterschalters. Anwendung findet das vorgeschlagene Verfahren bei Invertern im Bereich der Elektromobilität, also zur Ansteuerung eines Elektroantriebs oder einer sonstigen E-Maschine.The control method can be implemented using software, hardware or a combination thereof. The advantage of the proposed gate driver module 1 and the control method lies in the linking of the input signal, i.e. the input pattern vectors M E or M E1 , M E2 ,..., M En for each semiconductor type or type, with state variables or State vectors X for generating separate, direct control signals for each power semiconductor HL1, HL2, ..., HLn of the topological semiconductor switch. The proposed method is used with inverters in the field of electromobility, i.e. for controlling an electric drive or other electric machine.

BezugszeichenlisteReference List

11
Gate-Treiber-Bausteingate driver device
AnOn
Rechengrößeoperand
E1E1
Umwandlungseinheitconversion unit
E2E2
Selektionseinheitselection unit
E21E21
Abgleich mit RechengrößeComparison with operand
E3E3
Einheit zur Erzeugung einer AnsteuermatrixUnit for generating a control matrix
G1, ..., GnG1, ..., Gn
Ansteuersignal LeistungshalbleiterControl signal power semiconductor
HL1, ..., HLnHL1, ..., HLn
Leistungshalbleiterpower semiconductors
MAMA
Ausgangmustervektorexit pattern vector
ME ,ME1, ...MEnME ,ME1, ...MEn
Eingangsmustervektorinput pattern vector
S1, ..., SnS1, ..., Sn
Ausgängeexits
XX
Zustandsvektorstate vector
Z1, ..., ZnZ1, ..., Zn
Impedanznetzwerk impedance network
PP
Potentialtrennungelectrical isolation
ININ
Eingangsseite / NiedervoltseiteInput side / low-voltage side
OUTOUT
Ausgangsseite / HochvoltseiteOutput side / high-voltage side

Claims (10)

Gate-Treiber-Baustein (1) zur Ansteuerung von mindestens zwei Leistungshalbleitern (HL1, HL2, ..., HLn), die einen topologischen Schalter bilden und aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen gebildet sind, wobei der Gate-Treiber-Baustein (1) aufweist: - einen Ausgang (S1, S2,...,Sn) je Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn), - eine Umwandlungseinheit (E1) mit einem ersten Eingang, an den eine Zustandsgröße oder ein Zustandsgrößenvektor (X) angelegt werden kann, wobei in der Umwandlungseinheit (E1) die Zustandsgröße oder der Zustandsgrößenvektor (X) in eine logische Information umgewandelt wird, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) anzusteuern ist, und als Rechengröße (An) ausgegeben, - eine Selektionseinheit (E2) mit einem zweiten Eingang, an den ein Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2, ..., MEn) angelegt werden kann, der Ansteuerinformationen für einen der Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) aufweist, umfassend mindestens Informationen zu einer Totzeit (TD) und einer Ansteuerfrequenz (fs), wobei in der Selektionseinheit (E2) der Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) derart mit der Rechengröße (An) abgeglichen wird, dass ermittelt wird, ob der durch den Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) vorgegebene Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) tatsächlich angesteuert werden soll, und wenn dies der Fall ist, ein entsprechender Ausgangmustervektor (MA) erzeugt wird, - eine Einheit zur Erzeugung einer Ansteuermatrix (E3), in welcher der Ausgangmustervektor (MA) und die Rechengröße (An) derart verknüpft werden, dass bestimmt wird, welcher der Ausgänge (S1, S2,... ,Sn) angesteuert werden soll, wobei ein Ansteuersignal (G1, G2, ..., Gn) an den zu dem ermittelten Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) zugehörigen Ausgang (S1, S2,...,Sn) ausgegeben wird.Gate driver module (1) for driving at least two power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn), which form a topological switch and are formed from different semiconductor materials and/or semiconductor types, the gate driver module ( 1) has: - an output (S1, S2, ..., Sn) per power semiconductor (HL1, HL2, ..., HLn), - a conversion unit (E1) with a first input to which a state variable or a state variable vector (X) can be applied, the state variable or the state variable vector (X) being converted into logic information in the conversion unit (E1), which indicates which of the power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn) is to be controlled, and output as an operand (An), - a selection unit (E2) with a second input to which an input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 , ..., M En ) can be applied, which contains control information for one of the power semiconductors ( HL1, HL2, ..., HLn), comprising at least at least information on a dead time (T D ) and an activation frequency (fs), with the input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ) is compared with the operand (An) in such a way that it is determined whether the power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn) is actually to be driven, and if this is the case, a corresponding output pattern vector (M A ) is generated, - a unit for generating a drive matrix (E3), in which the output pattern vector ( M A ) and the operand (An) are linked in such a way that it is determined which of the outputs (S1, S2,..., Sn) is to be controlled, with a Control signal (G1, G2, ..., Gn) is output to the output (S1, S2, ..., Sn) associated with the determined power semiconductor (HL1, HL2, ..., HLn). Gate-Treiber-Baustein (1) nach Anspruch 1, wobei - der erste Ausgang (S1) zur Ansteuerung des ersten Leistungshalbleiters (HL1) mit einer ersten Totzeit (TD,1) und einer ersten Ansteuerfrequenz (fS,1) eingerichtet ist, - jeder weitere Ausgang (S2, ..., Sn) zur Ansteuerung jedes weiteren der Leistungshalbleiter (HL2, ..., HLn) mit einer weiteren Totzeit (TD,2, ..., TD,n) und einer weiteren Ansteuerfrequenz (fS,2, ..., fS,n) eingerichtet ist, wobei gilt: TD,n+1 ≥ TD,n und fS,n+1 ≤ fS,n, wobei n der Anzahl der Ausgänge entspricht.Gate driver chip (1) after claim 1 , wherein - the first output (S1) is set up to control the first power semiconductor (HL1) with a first dead time (T D,1 ) and a first control frequency (f S,1 ), - each additional output (S2, ... , Sn) for driving each additional power semiconductor (HL2, ..., HLn) with a further dead time (T D,2 , ..., T D,n ) and a further control frequency (f S,2 , ... , f S,n ), where: T D,n+1 ≥ T D,n and f S,n+1 ≤ f S,n , where n corresponds to the number of outputs. Gate-Treiber-Baustein (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein erster Leistungshalbleiter (HL1) ein SiC-MOSFET und ein zweiter Leistungshalbleiter (HL2) ein Si-IGBT ist.Gate driver chip (1) after claim 1 or 2 , wherein a first power semiconductor (HL1) is a SiC MOSFET and a second power semiconductor (HL2) is a Si-IGBT. Gate-Treiber-Baustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ermittlung, welcher Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) am zweiten Eingang anliegt, zyklisch erfolgt.Gate driver module (1) according to one of the preceding claims, a determination as to which input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ) is present at the second input takes place cyclically. Gate-Treiber-Baustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abgleich zwischen Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) und Rechengröße ormation (An) anhand einer vorgegebenen Wahrheitstabelle erfolgt, und/oder wobei die Verknüpfung zwischen Ausgangmustervektor (MA) und Rechengröße (An) anhand einer vorgegebenen Wahrheitstabelle erfolgt.Gate driver module (1) according to one of the preceding claims, wherein the comparison between the input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ) and the arithmetic variable ormation (An) takes place using a predetermined truth table, and/ or wherein the link between the output pattern vector (M A ) and the operand (An) is based on a predetermined truth table. Gate-Treiber-Baustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Ausgänge mit mindestens zwei unterschiedlichen Eingangsmustern (ME; ME1, ME2,..., MEn) angesteuert werden kann.Gate driver module (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the outputs can be driven with at least two different input patterns (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ). Elektronikmodul zur Ansteuerung eines Elektroantriebs eines Fahrzeugs, wobei das Elektronikmodul einen Inverter mit einem Gate-Treiber-Baustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Electronics module for controlling an electric drive of a vehicle, the electronics module having an inverter with a gate driver component (1) according to one of the preceding claims. Elektroantrieb eines Fahrzeugs, aufweisend das Elektronikmodul nach Anspruch 7.Electric drive of a vehicle, having the electronic module claim 7 . Fahrzeug, aufweisend einen Elektroantrieb mit dem Elektronikmodul nach Anspruch 8.Vehicle having an electric drive with the electronic module claim 8 . Verfahren zur zustandsabhängigen Ansteuerung eines topologischen Halbleiterschalters für eine Leistungselektronik mit wenigstens zwei parallel geschalteten Leistungshalbleitern (HL1, HL2, ..., HLn), die aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien und/oder Halbleitertypen gebildet sind, mittels eines Gate-Treiber-Bausteins (1), der einen Ausgang (S1, S2,...,Sn) je Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) aufweist, wobei die Ansteuerung erfolgt durch - eine Erfassung einer Zustandsgröße oder eines Zustandsgrößenvektors (X) als erstes Eingangssignal, wobei die Zustandsgröße oder der Zustandsgrößenvektor (X) in eine logische Signal-Information umgewandelt wird, die angibt, welcher der Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) anzusteuern ist, und als Rechengröße (An) ausgegeben wird, und - eine Erfassung eines Ansteuerinformationen, umfassend mindestens Informationen zu einer Totzeit (TD) und einer Ansteuerfrequenz (fS), für einen der Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) aufweisenden Eingangsmustervektors (ME; ME1, ME2,..., MEn) als zweites Eingangssignal, wobei der Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) derart mit der Rechengröße (An) abgeglichen wird, dass ermittelt wird, ob der durch den Eingangsmustervektor (ME; ME1, ME2,..., MEn) vorgegebene Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) tatsächlich angesteuert werden soll, und wenn dies der Fall ist, ein entsprechender Ausgangmustervektor (MA) erzeugt wird, und - eine Verknüpfung des Ausgangmustervektors (MA) und der Rechengröße (An) zu einer Ansteuermatrix (E3), durch die bestimmt wird, welcher der Ausgänge (S1, S2,... ,Sn) angesteuert werden soll, und Ausgeben eines Ansteuersignals (G1, G2, ..., Gn) an den zu dem ermittelten Leistungshalbleiter (HL1, HL2, ..., HLn) zugehörigen Ausgang (S1, S2,...,Sn).Method for state-dependent control of a topological semiconductor switch for power electronics with at least two power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn) connected in parallel, which are formed from different semiconductor materials and/or semiconductor types, by means of a gate driver module (1), which has an output (S1, S2, ..., Sn) for each power semiconductor (HL1, HL2, ..., HLn), the control being carried out by - detecting a state variable or a state variable vector (X) as the first input signal, wherein the state variable or the state variable vector (X) is converted into logical signal information which indicates which of the power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn) is to be controlled and is output as an operand (An), and - a detection having control information, comprising at least information about a dead time (T D ) and a control frequency (f S ), for one of the power semiconductors (HL1, HL2, ..., HLn). n input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ) as the second input signal, the input pattern vector ( ME ; M E1 , M E2 ,..., M En ) being compared with the operand (An) in such a way that it is determined , whether the power semiconductor (HL1, HL2, ..., HLn) specified by the input pattern vector (M E ; M E1 , M E2 ,..., M En ) should actually be driven, and if this is the case, a corresponding one Output pattern vector (M A ) is generated, and - a combination of the output pattern vector (M A ) and the operand (An) to form a control matrix (E3), which determines which of the outputs (S1, S2,..., Sn) is to be controlled, and outputting a control signal (G1, G2, ..., Gn) to the output (S1, S2, ..., Sn) associated with the determined power semiconductor (HL1, HL2, ..., HLn).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010957A1 (en) 2000-03-06 2001-09-13 Still Gmbh Three-phase converter simultaneously switches on the MOSFET and IGBT of a power switch and switches off the MOSFET with a delay relative to the IGBT
DE102011014165A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Feaam Gmbh Inverter for an electrical machine and method for controlling a circuit breaker
US20170302152A1 (en) 2016-04-19 2017-10-19 Denso Corporation Driving circuit for switching element and power conversion system
DE112017004119T5 (en) 2016-08-17 2019-05-09 Denso Corporation Transistor drive circuit and motor drive control device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6930361B2 (en) * 2017-10-20 2021-09-01 株式会社デンソー Switch drive circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010957A1 (en) 2000-03-06 2001-09-13 Still Gmbh Three-phase converter simultaneously switches on the MOSFET and IGBT of a power switch and switches off the MOSFET with a delay relative to the IGBT
DE102011014165A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Feaam Gmbh Inverter for an electrical machine and method for controlling a circuit breaker
US20170302152A1 (en) 2016-04-19 2017-10-19 Denso Corporation Driving circuit for switching element and power conversion system
DE112017004119T5 (en) 2016-08-17 2019-05-09 Denso Corporation Transistor drive circuit and motor drive control device

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