DE3041609A1 - Paralleleanordnung von halbleiterschaltern - Google Patents

Description

• Parallelanordnung von Halbleiterschaltern
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs.
• Bei elektronischen Schaltern überwiegt bei seltener Betätigung der Durchlaß-Verlust. Bei hohen Betätigungsfrequenzen (Pulsfrequenzen), wie sie vorwiegend bei in Stromrichtern eingesetzten elektronischen Schaltern bedeutsam sind, erscheint zusätzlich der pulsfrequenzproportionale Schaltverlust-Anteil, der sich aus den während der Schaltflanken anfallenden Verlust energien zusammensetzt.
• Bisher waren hier bei der Wahl der als Halbleiterschalter eingesetzten Leistungshalbleiter Kompromisse einzugehen, da die für kleine Durchlaß-Verluste erforderliche niedrige Durchlaß-Spannung und die für kleine Schaltverluste erforderlichen kurzen Anstiegs- und Fallzeiten im allgemeinen nicht in einem Halbleitertyp kombiniert auftreten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Schalteigenschaften und des Wirkungsgrades von elektronischen Schaltern und Stromrichtung zu erreichen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des vorliegenden Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
• Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachstehend näher erläutert.
• Es zeigt die Fig. la einen schnellen Schalter mit hoher Durchlaßspannung (im Beispiel ein Fehldeffekt-Transistor); es zeigt die Fig. Ib einen langsamen Schalter mit niedriger Durchlaßspannung (im Beispiel ein bipolarer Transistor).
• Die Fig. 1c zeigt ein Beispiel für die Parallelschaltung eines Schaltertyps gemäß Fig. la und eines Schaltertyps gemäß Fig. Ib gemäß der Erfindung. Bei geeigneter Ansteuerung tritt die erwünschte Kombination sehr kleiner Durchlaß-Spannung mit sehr kurzen Schaltzeiten auf. -Bei dem in Figur lc dargestellten Beispiel der Parallelanordnung sorgt ein Feldeffekt-Transistor T1 für kurze Schaltzeiten, ein bipolarer Transistor T2 weist die erwünschte niedrige Durchlaß-Spannung auf.
• Fig. 2 zeigt eine einfache Anwendung mit einem Halbleiterschalter X nach Fig. lc.
• Es zeigt die Fig. 3a die Zeitverläufe von Steuerspannung Us1, Strom, Spannung und Leistung, die bei einem schnellen Schalter mit hoher Durchlaßspannung bei einer Schaltung gemäß Fig. la auftreten. Mit P ist der mittlere Verlust bezeichnet.
• Entsprechend zeigt die Fig. 3b die Zeitverläufe einer Schaltung gemäß Fig. Ib.
• Schließlich zeigt die Fig. lc die genannten Zeitverläufe für die Einrichtung nach der Erfindung gemäß Fig. lc, wobei insbesondere die durch die Erfindung bewirkte Verlust-Verringerung erkennbar ist, da hier der niedrigste mittlere Verluste auftritt.
• Für den Fall, daß das Halbleiterelement mit der besonders günstigen Durchlaßeigenschaft zugleich schnell einschaltet, kann als zweites, parallel geschaltetes Halbleiterelement ein solches mit schnellem iusschaltverhalten gewählt werden.
• Besitzt das Halbleiterelement mit der besonders günstigen Durchlaßeigenschaft zugleich ein schnelles Ausschaltverhalte so kann als zweites, parallelgeschaltetes Halbleiterelemen ein solches mit schnellem Einschaltverhalten gewählt werde Auch hierbei geht ein Großteil des Durchlaßstromes auf den Schalt er mit der niederohmigen Durchlaß-Charakteristik übei und es ergibt sich bei geeigneter Steuerung auch hier die gewünschte Verringerung der Verlust leistung.

Claims (2)

1. Patentansprüche: g Einrichtung zur Verbesserung der Schalteigenschaften und des Wirkungsgrades von elektronischen Schaltern und Stromrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß zwei steuerbare Halbleiterelemente mit vergleichbarer Spannungs- und Strombelastbarkeit parallel geachaltet werden, von denen das eine besonders günstige Durchlaß-, das andere besonders gute Schalteigenschaften aufweist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Halbleiterelemente ein schnelles Einschaltverhalten, das andere ein schnelles Ausschaltverhalten aufweist.