DE202015000393U1

DE202015000393U1 - Steuerung eines Leistungshalbleiterschalters

Info

Publication number: DE202015000393U1
Application number: DE202015000393.1U
Authority: DE
Original assignee: Vacon Oy
Current assignee: Vacon Oy
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2025-01-20

Abstract

Die Gate-Steuerungsvorrichtung in einem leistungselektronischen Gerät, die für die Steuerung eines spannungsgesteuerten Leistungshalbleiterschalters, z. B. eines IGBT-Transistors, von dem leitenden Zustand zu einem nichtleitenden Zustand angewandt wird, wobei die Gate-Steuerungsvorrichtung eine negative Hilfsspannung (UGN) hinsichtlich des Emitterpols (E) der zu steuernden Leistungshalbleiterschalter (VX) beinhaltet, und wobei die Gate-Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist mindestens zwei verschieden große Gate-Widerstandswerte zu bilden, jeweils einen Gate-Widerstandswert von mindestens zwei verschieden großen Gate-Widerstandswerten auszuwählen und diesen zwischen dem Gate (G) des zu steuernden Leistungshalbleiterschalters (VX) und der negativen Hilfsspannung (UGN) anzuschließen, gekennzeichnet dadurch, dass in der Anschaltsituation eines leistungselektronischen Geräts während einer vorher definierten Phase die Gate-Steuerungsvorrichtung so ausgelegt worden ist, dass sie ausschließlich den ersten Gate-Widerstandswert benutzt, der der größere von mindestens zweien auswählbaren Gate-Widerstandswerten ist.

Description

Technisches Gebiet
Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gate-Steuerung eines spannungsgesteuerten Leistungshalbleiterschalters in leistungselektronischen Geräten. Insbesondere ist der Gegenstand der Erfindung ein Steuerungsverfahren und -system, das im Zusammenhang mit der Steuerung eines Leistungshalbleiterschalters zum nichtleitenden Zustand den Gate-Widerstandswert gemäß dem Betriebs- oder Belastungszustand des Geräts oder gemäß dem erlaubten Störungspegel der erzeugten Hochfrequenz in dieser Umgebung verändert.
Bekannte Technik
Das Ziel der Steuervorrichtung eines leistungselektronischen Gerätes, wie z. B. eines Frequenzumrichters, ist den Ausgangsstrom so zu kontrollieren, dass er fortwährend in den Grenzen bleibt, für die die Leistungskomponenten ausgelegt sind. IGBTs sind schalterartige Leistungshalbleiterkomponenten, die generell für Hauptkreislösungen zur Regelung des Laststroms von leistungselektronischen Geräten eingesetzt werden. Der IGBT ist eine sog. spannungsgesteuerte Komponente, was bedeutet, dass er durch ein Spannungssignal, das in das Gate-Terminal eingespeist wird, angeschaltet und abgeschaltet werden kann. Der IGBT ist eine vorteilhafte Komponente für leistungselektronische Geräte, weil die schnelle Ansprechzeit des IGBTs auf An-/Abschaltung dem Steuerungssystem ermöglicht, den Laststrom mit ausreichender Genauigkeit zu kontrollieren.
Bei Störungsfällen ist insbesondere ein Kurzschluss der Ausgangsanschlüsse für die Leistungskomponente eine extreme Belastungssituation, die sowohl bezüglich der Auslegung als auch aus der Sicht der Zuverlässigkeit des Geräts ein Problem ist.
Der Strom, der bei einem Kurzschluss der Ausgangsanschlüsse durch die Schalterkomponente der Endstufe läuft, steigt sehr schnell an, weswegen alle gesteuerten Leistungshalbleiterschalter so bald wie möglich nach dem Erkennen des Fehlers ausgeschaltet werden sollten. Die interne Fehlerschaltungsdiagnostik weist jedoch eine gewisse Langsamkeit auf, weswegen der Kurzschlussstrom schon vor den Abschaltungsmaßnahmen des Stroms im Vergleich zur Normalsituation auf ein Vielfaches ansteigen kann.
Der Kurzschlusskreis ist normalerweise sehr induktiv, weshalb für den Strom, der von der Schalterkomponente ausgeschaltet wird, immer ein alternativer Pfad gefunden werden muss. Wegen der Streuinduktivität, die aus der internen Struktur des Gerätes stammt, verursacht die Stromabschaltung eine höhere Spannungsspitze als normal über der Schalterkomponente, was in Extremfällen zu einem Überschreiten deren Spannungsfestigkeit und zur Zerstörung des Geräts führen kann.
Eine bekannte Methode zum Begrenzen der Spannungsspitze ist einen Kondensator mit hoher Kapazität und kleiner Impedanz möglichst nahe an den Anschlüssen der Leistungshalbleiterschalter anzuschließen. Eine optimale Platzierung kann jedoch mechanisch schwierig sein, insbesondere wenn der Kondensator groß ist. Eine andere bekannte Methode ist, die Schaltgeschwindigkeit des IGBT-Transistors durch einen sog. Gate-Widerstand zu beschränken. Je größer der Wert des Gate-Widerstandes ist, desto langsamer ist die Schaltgeschwindigkeit. Im Allgemeinen wird beim Abschalten ein größerer Gate-Widerstand benutzt als beim Anschalten, und mit dieser Vorrichtung kann man die Änderungsgeschwindigkeit des abzuschaltenden Stromes beschränken und dadurch auch die Spannungsspitze, die von der Streuinduktivität verursacht wird.
Aus der Veröffentlichung US5,986,484 ist die Steuerungslösung des IGBT-Transistors bekannt geworden, in der der Moment der Stromänderung während einer Abschaltsituation angezeigt wird und demgemäß für die restliche Stromabschaltzeit ein verschieden großer Widerstand oder eine Spannung an den Gate-Steuerungskreises angeschaltet wird.
Aus der Veröffentlichung US6,275,093 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, in der der Wert der positiven Steuerungsspannung des IGBTs beim Abschalten des Kurzschlussstromes für einige μs auf einen erniedrigten positiven Spannungswert herabgesetzt wird, bevor die Steuerungsspannung, die der endgültigen negativen Abschaltsituation entspricht, angelegt wird (two-level turn-off – zweiphasiges Abschalten). Diese Vorrichtung ermöglicht die Einschränkung der über den IGBT wirkenden Änderungsgeschwindigkeit der Spannung und der Überspannungsspitze ohne einen verschieden großen Gate-Widerstand.
Die Nachteile der bekannten Lösungen sind u. a. die vorher genannte Schwierigkeit der Platzierung des Kondensators und dessen Kosten. Das Problem, das beim Wechseln zu einem verschieden großen Gate-Widerstand im Moment des Stromrichtens auftritt, liegt in der komplizierten Struktur und in den Kosten des Indikationskreises. Der Nachteil der zweiphasigen Abschaltvorrichtung ist, dass der passende herabgesetzte Steuerungsspannungswert sich bei verschiedenen IGBTs ändert; der passende Wert ist von der Temperatur des IGBTs abhängig und ein zu lange andauernder herabgesetzter Wert verursacht in der Komponente zusätzliche Verluste und kann dadurch die Zuverlässigkeit vermindern. Eine zu hohe Spannungsspitze kann auch durch die innere Induktanz des modulartigen Leistungshalbleiterschalters verursacht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit dieser erfindungsgemäßen Gate-Steuerungsvorrichtung kann die Spannungsspitze, die im Zusammenhang mit der Steuerung eines Leistungshalbleiterschalters in einen nichtleitenden Zustand entsteht, ohne die Nachteile der bekannten Lösungen begrenzt werden. Gemäß der Erfindung ist es auch möglich den hochfrequenten Störungswert, der von dem Gerät für die Umgebung verursacht wird, zu beeinflussen. Diese Vorteile werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht, für die kennzeichnend ist, was in dem Teil bezüglich der Merkmale der unabhängigen Schutzansprüche dargestellt ist. Andere vorteilhafte Leistungsmerkmale der Erfindung sind der Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.
Mit der erfindungsgemäßen Gate-Steuerungsvorrichtung ist es möglich mindestens zwei verschiedene Gate-Widerstandswerte in einer Situation zu benutzen, in der der zu steuernde Leistungshalbleiterschalter in einen nichtleitenden Zustand geführt wird.
Gemäß der Erfindung wird in der Anschaltsituation, entweder während der vorher definierten separaten Testphase oder während der ersten Steuerung so lange, bis jeder zu steuernde Leistungshalbleiterschalter mindestens einmal zum leitenden Zustand gesteuert geworden ist, nur der erste Gate-Widerstandswert benutzt, wobei der Leistungshalbleiterschalter durch den größeren Gate-Widerstand der beiden Alternativen in einen nichtleitenden Zustand gesteuert wird. Dabei geschieht die Zustandsänderung langsam und verringert die womöglich gefährlich hohe Spannungsspitze, die über dem Leistungshalbleiterschalter ansteigt und die als Folge des Abschaltens eines übergroßen Stromes erscheinen kann, falls beim Anschalten der Ausgangskreis des Geräts einen Kurzschluss wegen eines Installierungsfehler hat.
Gemäß einer Leistungsform der Erfindung kann auch nur der erste Gate-Widerstandswert während des normalen Betriebs des Geräts auch dann benutzt werden, wenn der Laststrom so groß ist, dass der zu steuernde Leistungshalbleiterschalter den über den definierten Grenzwert steigenden Strom ausschalten muss.
Gemäß einer Leistungsform der Erfindung kann auch nur der erste Gate-Widerstandswert während des normalen Betriebs angewandt werden, um den auf die Umgebung wirkenden hochfrequenten Störungswert zu verringern.
Gemäß einer Leistungsform der Erfindung wird der kleinere Gate-Widerstandswert der beiden Alternativen benutzt, um den Leistungshalbleiterschalter dann in einen nichtleitenden Zustand zu steuern, wenn der Laststrom niedriger als die vorher erwähnte Stromgrenze ist. Dabei findet die Zustandsänderung schnell statt und verringert somit die sog. Schaltungsverluste, die in dem Leistungshalbleiterschalter entstehen.
Die erfindungsgemäße Gate-Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel mit zwei in Zeichnung 4 dargestellten separaten Gate-Steuerungskreisen verwirklicht werden, die individuell kontrolliert werden können. In der Beispielausführung gehören zu dem ersten Gate-Steuerungskreis zwei Leistungsschalter, vorteilhafterweise MOSFET-Transistoren, die das Gate des zu steuernden Leistungshalbleiterschalters durch die erste Gate-Widerstandsvorrichtung entweder an einen negativen oder positiven Pol anschließen können. Zu dem zweiten Gate-Steuerungskreis des Beispiels gehört ein Leistungsschalter, vorteilhafterweise ein MOSFET-Transistor, der das Gate des zu steuernden Leistungshalbleiterschalters durch die zweite Gate-Widerstandsvorrichtung an den negativen Pol anschließen kann.
Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung erhöht die Zuverlässigkeit des Geräts in einer Störungssituation und wenn man mit starken Lastströmen arbeitet. Gemäß der Stärke des dynamischen abzuschaltenden Laststromes können die Verluste der Leistungshalbleiterschalter dank der wechselnden Gate-Steuerungsvorrichtung minimiert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung in detaillierterer Weise durch Beispiele und Referenzen auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt.
Zeichnung 1 stellt den Hauptkreis des Frequenzumrichters dar,
Zeichnung 2 stellt eine Kurzschlusssituation und den Steuerungskreis eines IGBTs dar,
Zeichnung 3 stellt das Abschalten des Stroms von einem IGBT dar,
Zeichnung 4 stellt die erfindungsgemäße Gate-Steuerungsvorrichtung eines IGBTs dar, und
Zeichnung 5 stellt eine Anwendung der Erfindung als Funktion des Laststroms dar.
Detailbeschreibung der Erfindung
In Zeichnung 1 ist ein Beispiel eines Hauptkreises des PWM-Frequenzumrichters dargestellt, in dem eine dreiphasige aus Dioden bestehende Netzbrücke REC die dreiphasige Wechselspannung des Versorgungsnetzes, das an die Eingangsanschlüsse L₁, L₂, L₃ angekoppelt ist, zur Gleichspannung des Zwischenkreises gleichrichtet, die mit dem als Energiespeicher funktionierenden Abflachkondensator C_DC gefiltert wird. Die mit den Leistungshalbleiterkomponenten V₁–V₆, D₁–D₆ realisierte Inverterbrücke INU formt aus der Gleichspannung des Zwischenkreises eine dreiphasige Ausgangsspannung U, V, W zur Steuerung des Motors M. In modernen Frequenzumrichtern sind die zu steuernden Leistungshalbleiterschalter V₁ ... V₆ meistens gemäß dem Beispiel in der Zeichnung IGBT-Transistoren, neben denen sogenannte Nulldioden D₁ ... D₆ angeschlossen worden sind. Um die Einschwingvorgänge, die von dem Inverterbetrieb verursacht werden, abzuschwächen, beinhaltet der Inverter normalerweise auch einen Kondensator (nicht gezeichnet), der physisch nahe den Leistungskomponenten platziert sind und dessen Kapazitanzwert merklich kleiner als der des Energiespeichers C_DC ist. Die Steuereinheit CU kontrolliert den Betrieb des Geräts. Um die Oberschwingungen des von dem Frequenzumrichter aufgenommenen Netzstroms zu beschränken, wird normalerweise eine induktive Komponente auf die beiden Seiten der Netzbrücke angeschlossen, aber dies wurde als aus der Sicht dieser Erfindung überflüssig in der Zeichnung weggelassen.
Zeichnung 2 stellt die Situation dar, in der die Ausgangsanschlüsse des Geräts gemäß Zeichnung 1 einen Kurzschluss zwischen Phasen U und V aufweisen. Die Zeichnung zeigt vereinfacht nur die Komponenten, die Bedeutung in einer Situation haben, in der der Energiespeicher C_DC den Kurzschlussstrom durch die die geräteinterne Streuinduktanz darstellende L_S1, den Schalter V₂ des oberen Zweiges der Phase V, die die Streuinduktanz des äußeren Kreises darstellende L_S2 und den Schalter V₄ des unteren Zweiges der Phase U einspeist. Die Zeichnung zeigt auch die mit gestrichelter Linie dargestellten Nulldioden D₁ und D₅ sowie den physisch nahe den Leistungskomponenten angeordneten Kondensator C_L, durch den der Kurzschlussstrom dann laufen kann, wenn die Leistungshalbleiterschalter V₂ und V₄ in einen nichtleitenden Zustand gesteuert worden sind. Die Zeichnung stellt auch die Gate-Steuerungsspannung u_G4, den Gate-Widerstand R_G und die sog. komponenteninterne Miller-Kapazitanz C_GC dar, die im Zusammenhang mit dem Schalter V₄ zu der Steuerung des IGBT-Transistors gehören.
Zeichnung 3 stellt bekannte charakteristische Kurvenformen eines IGBT-Transistors in der Situation des Stromabschaltens dar; zum Beispiel in einer der Zeichnung 2 gemäßen Kurzschlusssituation, wenn der Schalter V₄ in einen nichtleitenden Zustand gesteuert wird. Das Nullpotential der in der Zeichnung gezeigten Spannungen ist das gleiche wie das Potential E des Emitterpols des Schalters V₄. In der Anfangssituation ist V₄ in einen leitentenden Zustand gesteuert worden; d. h. dessen Gate-Spannung u_GE hat den positiven Wert +U_G, die Kollektorspannung u_CE hat den kleinen Wert des leitenden Zustandes und der Kollektorstrom hat den Wert i_C. Der Abschaltprozess des Stromes setzt ein, sobald das Steuerungssignal U_GE anfängt, sich in Richtung des negativen Wertes –U_G zu ändern. Die Gate-Spannung u_GE folgt immer dem Steuerungssignal u_G4 bis sie den von dem Kollektorstrom abhängigen Grenzwert u_GE(pl) (z. B. etwa 7 V) zum Zeitpunkt t₁ erreicht. Dabei fängt die Kollektorspannung u_CE mit einem schnellen Tempo an zu wachsen, beschränkt und abhängig von der Größe der Miller-Kapazitanz C_GC und des externen Gate-Widerstands R_G. Das Tempo wird von dem Strom, der über die Gate-Widerstandskapazitanz eingespeist wird, gemäß Formel [1] definiert:
Solange die Spannung steigt, hält der die Miller-Kapazitanz ladende Strom die auf das Gate wirkende Spannung u_GE auf dem stromabhängigen Grenzwert u_GE(pl) (= bis zum Zeitpunkt t₃). Wenn zum Zeitpunkt t₂ die Kollektorspannung u_CE auf den Spannungswert U_DC gestiegen ist, wird die Diode D₁ stromleitend, wobei deren Strom dann zu wachsen beginnt und der Strom i_C des V₂ entsprechend kleiner wird. Der von der Streuinduktanz aufrechterhaltene und auf die Diode D₁ übertragene Strom wird auf den Kondensator C_L übertragen, wodurch dieser geladen wird und dadurch seinerseits die über den IGBT wirkende Spannungsüberschreitung verursacht. Nachdem der Spitzenwert U_DC + u ^_OS erreicht worden ist, hält der Ladevorgang der Miller-Kapazitanz die Gate-Spannung u_GE nicht mehr positiv, sodass sie bis zum Zeitpunkt t₄ auf den negativen Wert (–U_G), der von der externen Steuerung definiert worden ist, sinken kann. Besonders bei sehr starken Strömen kann die Spannungsspitze U_DC + u ^_OS gefährlich hoch ansteigen. Der sog. Schaltverlustpuls, der in der Situation der Stromabschaltung entsteht, wird durch die simultane hohe Spannung u_CE und den Strom i_C während des Abschaltprozesses nach dem Zeitpunkt t₁ verursacht.
Bekanntermaßen verursacht die Erhöhung des Gate-Widerstandswert R_G, dass die kleinere Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung genügt, einen ausreichenden Miller-Kapazitanzstrom einzuspeisen, um den Gate-Spannungsstrom auf dem Grenzwert zu halten, wobei dementsprechend mehr Zeit für die Übertragung des Stromes vom IGBT auf die Nulldiode ist, was wiederum die Spannungsüberschreitung u ^_OS verringert. Die Verringerung der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit vermindert bekanntermaßen auch den hochfrequenten Störungspegel, der die Umgebung des Geräts beeinflusst, aber steigert dabei auch die Schaltverluste.
Zeichnung 4 stellt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Ausführung des Gate-Steuerungskreises dar. Die Zeichnung stellt V_X, einen zu steuernden Leistungshalbleiterschalter, z. B. ein IGBT-Transistor, dar, dessen Leitfähigkeitszustand zwischen den Polen C-E mit der Steuerungsspannung, die sich zwischen den Polen G-E befindet, gesteuert werden kann. In der Zeichnung bilden die U_GP und U_GN hinsichtlich des Emitterpols E des Leistungshalbleiterschalters V_X eine positive und negative Hilfsspannung, die durch die Kondensatoren C_G1 ja C_G2 gefiltert werden. Die zu steuernden Leistungsschalter V_G1 und V_G2, die Widerstände R_G1 und R_G2 sowie die Diode D_G1 bilden den ersten erfindungsgemäßen Gate-Steuerungskreis. Dementsprechend bilden der zu steuernde Leistungsschalter V_G3 und der Widerstand R_G3 den zweiten Gate-Steuerungskreis. Die zu steuernden Leistungsschalter V_G1 und V_G2 sind vorzugsweise spannungsgesteuerte Leistungskomponenten, vorteilhafterweise MOSFET-Transistoren. V_G1 steuert den Leistungshalbleiterschalter V_X über die Parallelschaltung, die aus der Diode D_G1 und dem Widerstand R_G1 sowie dem Widerstand R_G2 gebildet worden ist, in einen leitenden Zustand, und dementsprechend ist es möglich, V_X nur mit V_G2 über R_G2 in einen nichtleitenden Zustand zu steuern (= größerer Gate-Widerstand, langsame Steuerung) oder sowohl über V_G2 und V_G3, wodurch R_G2 und R_G3 parallel geschaltet werden (= kleinerer Gate-Widerstand, schnelle Steuerung).
Die erfindungsgemäße langsame Steuerung kann benutzt werden, um den gefährlich hohen Spannungswert dann zu erniedrigen, wenn anzunehmen ist, dass der Strom der Leistungshalbleiterschalter stark (Anlasssituation) wäre, wenn die Messungen zeigen, dass der Strom stark ist (Belastungssituation) oder wenn die hochfrequenten Störungen, die das Gerät in seiner Umgebung verursacht, verringert werden sollen.
Zeichnung 5 zeigt ein Beispiel einer Belastungssituation, wobei der Istwert des Stromes i_U der Phase U niedriger als der definierte Grenzwert i_LIM ist, wenn z. B. beim Stromabschalten zum Zeitpunkt t, sowohl der erste als auch der zweite Gate-Steuerungskreis gleichzeitig angewendet wird. Dabei schaltet der Leistungshalbleiterschalter den Laststrom schnell ab, und der Spitzenwert der Spannung der Abschaltsituation und die Schaltverluste bleiben wegen dem niedrigen Strompegel trotzdem adäquat. Wenn der Stromwert höher als der Grenzwert V i_LIM steigt, wird in den Abschaltsituationen zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ nur der erste Gate-Steuerungskreis angewendet, wobei der Leistungshalbleiterschalter dann den Laststrom langsamer abschaltet und somit die Höhe der Spannungsspitze erniedrigt.
Für einen Fachmann ist es klar, dass die verschiedenen Anwendungsformen der Erfindung sich nicht nur auf die hier vorher dargestellten Beispiele beschränken, sondern im Rahmen der hier im Folgenden aufgeführten Schutzansprüche variieren können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5986484 [0007]
US 6275093 [0008]

Claims

Die Gate-Steuerungsvorrichtung in einem leistungselektronischen Gerät, die für die Steuerung eines spannungsgesteuerten Leistungshalbleiterschalters, z. B. eines IGBT-Transistors, von dem leitenden Zustand zu einem nichtleitenden Zustand angewandt wird, wobei die Gate-Steuerungsvorrichtung eine negative Hilfsspannung (U_GN) hinsichtlich des Emitterpols (E) der zu steuernden Leistungshalbleiterschalter (V_X) beinhaltet, und wobei die Gate-Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist mindestens zwei verschieden große Gate-Widerstandswerte zu bilden, jeweils einen Gate-Widerstandswert von mindestens zwei verschieden großen Gate-Widerstandswerten auszuwählen und diesen zwischen dem Gate (G) des zu steuernden Leistungshalbleiterschalters (V_X) und der negativen Hilfsspannung (U_GN) anzuschließen, gekennzeichnet dadurch, dass in der Anschaltsituation eines leistungselektronischen Geräts während einer vorher definierten Phase die Gate-Steuerungsvorrichtung so ausgelegt worden ist, dass sie ausschließlich den ersten Gate-Widerstandswert benutzt, der der größere von mindestens zweien auswählbaren Gate-Widerstandswerten ist.
Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die vorher definierte Phase der Anschaltsituation eines leistungselektronischen Gerätes eine separate Testphase oder Anfangsphase des normalen Betriebes ist, die mindestens so lange dauert, bis jeder spannungsgeleitete Leistungshalbleiterschalter wenigstens einmal in einen leitenden Zustand gesteuert worden ist.
Vorrichtung nach Schutzansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass während des Betriebs des leistungselektronischen Geräts, wenn der Laststrom (i_U) des Geräts größer als die definierte Grenze (i_LIM) ist, die Gate-Steuerungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie ausschließlich nur den ersten Gate-Widerstandswert benutzt, der von mindestens zwei auswählbaren Gate-Widerstandswerten der größere ist.
Vorrichtung nach Schutzansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass während dem Betrieb des leistungselektronischen Geräts, wenn der Laststrom (i_U) des Geräts kleiner als die definierte Grenze (i_LIM) ist, die Gate-Steuerungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie ausschließlich nur den anderen Gate-Widerstandswert benutzt, der von den mindestens zwei auswählbaren Gate-Widerstandswerten der kleinere ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorigen Schutzansprüchen, gekennzeichnet dadurch, dass während dem Betrieb des leistungselektronischen Geräts, um den von dem Gerät selbst in seiner Umgebung produzierten hochfrequenten Störungspegel zu verringern, die Gate-Steuerungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie ausschließlich nur den ersten Gate-Widerstandswert benutzt, der von den mindestens zwei auswählbaren Gate-Widerstandswerten der größere ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorigen Schutzansprüchen, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung mindestens zwei verschieden große Widerstände (R_G2, R_G3) beinhaltet, die an das Gate (G) des Leistungshalbleiterschalters (V_X) durch widerstandsspezifische Leistungsschalter (V_G2, V_G3) an eine bezüglich dessen Emitters (E) negativen Hilfsspannung (U_GN) schaltbar sind.
Gate-Steuerungsvorrichtung nach Schutzanspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass der größere der mindestens zwei auswählbaren Alternativen des Gate-Widerstandswertes so ausgelegt ist, dass er dadurch auswählbar ist, dass nur ein Leistungsschalter (V_G2) in den leitenden Zustand geschaltet wird.
Gate-Steuerungsvorrichtung nach Schutzanspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass der kleinere von mindestens zwei auswählbaren Alternativen des Gate-Widerstandswertes so ausgelegt ist, dass er dadurch auswählbar ist, dass wenigstens zwei Leistungsschalter (V_G2, V_G3) gleichzeitig in den leitenden Zustand geschaltet werden.
Gate-Steuerungsvorrichtung nach irgendeinen Schutzansprüchen 6–8, gekennzeichnet dadurch, dass die Leistungsschalter, die zur Auswahl des angewandten Gate-Widerstandswert benutzt wurden, spannungsgesteuerte Leistungskomponenten, vorteilhafterweise MOSFET-Transistoren, sind.