ES2618016T3

ES2618016T3 - Procedimiento y configuración de circuitos para conmutar un interruptor semiconductor

Info

Publication number: ES2618016T3
Application number: ES13777047.5T
Authority: ES
Inventors: Christoph Hornstein; Ulrich Bley; Kai Kühnen
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: EP2826144B1; WO2014063959A1; EP2826144A1; CN104471858B; US20150222174A1; CN104471858A; US9490688B2

Abstract

Procedimiento para conmutar un interruptor semiconductor (HS1) desde un primer estado de conexión estático hasta un segundo estado de conexión estático mediante control de una conexión de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), presentando el procedimiento las siguientes etapas del procedimiento: - Una primera etapa de conmutación (S1; S4) de una primera fase de conmutación (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutación controlada por la corriente (S410; S440) del interruptor semiconductor (HS1) partiendo del primer estado de conexión estático, imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control (IAS1) predeterminada en la conexión de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), - una segunda etapa de conmutación (S2; S5) de la primera fase de conmutación (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutación controlada por la corriente (S420; S450) del interruptor semiconductor (HS1) a continuación de la primera etapa de conmutación (S1; S4), imprimiendo controladamente una segunda corriente de control (IAS2) predeterminada, inferior a la al menos una primera corriente de control (IAS1) predeterminada en la conexión de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1) y - una segunda fase de conmutación (S3; S6) que sigue a la primera fase de conmutación (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutación controlada por la tensión (S430; S460) del interruptor semiconductor (HS1) mediante aplicación controlada de al menos una primera tensión de control (UAS1) predeterminada a la conexión de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexión estático.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

PROCEDIMIENTO Y CONFIGURACION DE CIRCUITOS PARA CONMUTAR UN INTERRUPTOR

SEMICONDUCTOR

DESCRIPCION

La invencion se refiere a un procedimiento y a una configuracion de circuitos para conectar un interruptor semiconductor. Ademas se refiere la invencion a un convertidor de corriente con una configuracion de circuitos como la citada y un equipo de accionamiento con el citado convertidor.

Los convertidores de corriente, en particular convertidores de corriente de una configuracion de circuitos de un vetnculo electrico o tnbrido, incluyen interruptores semiconductors, en particular interruptores semiconductores de potencia como por ejemplo IGBTs (transistores bipolares de potencia con electrodo de puerta o gate aislado) de potencia, que durante el funcionamiento de los convertidores de corriente generan perdidas por conmutacion. Estas perdidas por conmutacion, originan la formacion de calor en los interruptores semiconductores, lo que perjudica el funcionamiento de los interruptores semiconductores.

Por el documento de patente US2011241738 se conoce un procedimiento y una configuracion para conmutar un interruptor semiconductor. Allf describe el documento un procedimiento para conmutar un interruptor semiconductor desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico mediante el control de una conexion de control del interruptor semiconductor, incluyendo el procedimiento las siguientes etapas del procedimiento: Conmutacion controlada por la corriente del interruptor semiconductor partiendo del primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control predeterminada en la conexion de control del interruptor semiconductor y conmutacion controlada por la tension del interruptor semiconductor al final de la fase de conmutacion mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control predeterminada a la conexion de control del interruptor semiconductor.

El objetivo de la presente invencion consiste asf en proporcionar una posibilidad de conmutacion de interruptores semiconductores que presente pocas perdidas por conmutacion.

Este objetivo se logra mediante las reivindicaciones independientes. Ventajosas variantes son objeto de las reivindicaciones secundarias.

Segun un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un procedimiento para conmutar un interruptor semiconductor, en particular un IGBT de potencia, desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico mediante control de una conexion de control del interruptor semiconductor, con

• conmutacion controlada por la corriente del interruptor semiconductor partiendo del primer estado de conexion estatico en una primera fase de conmutacion, imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control predeterminada en la conexion de control del interruptor semiconductor y

• conmutacion controlada por la tension del interruptor semiconductor en una segunda fase de conmutacion que sigue a la primera fase de conmutacion, mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control predeterminada a la conexion de control del interruptor semiconductor, hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico.

En consecuencia se conmuta, con control por la corriente, el interruptor semiconductor partiendo del primer estado de conexion estatico, en el que este interruptor semiconductor se encuentra, antes de la conmutacion, en una primera fase de conmutacion imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control predeterminada en la conexion de control del interruptor semiconductor. En una segunda fase que sigue a esta primera fase, se conmuta, con control por tension, el interruptor semiconductor mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control predeterminada a la conexion de control del interruptor semiconductor hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico, que es diferente del primer estado de conexion.

Aqu significa el concepto "conmutacion" una transicion controlada desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico del interruptor semiconductor.

El concepto "imprimir" significa introducir una corriente controlada desde la conexion de control o bien en la misma del interruptor semiconductor con una intensidad de corriente ajustada a un valor de intensidad constante. Mediante la impresion controlada de al menos una primera corriente de control predeterminada en la primera fase de conmutacion, se trasvasa la capacidad en la conexion de control del interruptor semiconductor, es decir, se carga o se descarga.

Mediante la aplicacion controlada de al menos una primera tension de control predeterminada a la tension de control del interruptor semiconductor en la segunda fase de conmutacion, se coloca la conexion de control del interruptor semiconductor en un potencial de tension predeterminado, hasta que se ha trasvasado por completo la capacidad en la conexion de control del interruptor semiconductor, es decir, se ha cargado o descargado por completo y con ello se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La primera y la segunda fase de conmutacion son dos etapas de conmutacion en una transicion del interruptor semiconductor desde el primer estado de conexion estatico hasta el segundo estado de conexion estatico, diferente del primer estado de conexion.

Mediante el procedimiento antes indicado, se proporciona una posibilidad de conmutar el interruptor semiconductor en la que pueden reducirse claramente las perdidas por conmutacion en el interruptor semiconductor. Ademas se acorta la duracion de la conmutacion, lo cual a su vez reduce los tiempos de retardo y los perjudiciales tiempos muertos entre los procesos de conmutacion del interruptor semiconductor.

Ademas se realiza mediante el procedimiento una conmutacion controlada por evento del interruptor semiconductor. Con ello se pueden ahorrar una medicion de tiempos necesaria en una conmutacion controlada por el tiempo, asf como los componentes de conmutacion necesarios para la medicion de los tiempos.

Mediante la conmutacion controlada por tension en la segunda fase de conmutacion hasta alcanzar el estado de conexion estatico deseado, pueden ahorrarse ademas otras fases de conmutacion. Ademas mediante la eliminacion de las necesidades de configuracion para otros parametros, para las magnitudes de control que en otro caso senan necesarias, puede reducirse la duracion de la programacion y con ello tambien la duracion del ciclo al fabricar la configuracion de circuitos.

Puesto que en todo el proceso de conmutacion del interruptor semiconductor solo tiene que configurarse una corriente de control, se suprimen registros de datos y lmeas de senalizacion para generar y retransmitir los valores de la intensidad para otras corrientes de control que en otro caso senan necesarias.

Aqu esta configurado el interruptor semiconductor con preferencia como un transistor con una conexion de puerta (gate) aislada como conexion de control, en particular como un IGBT de potencia.

Segun una variante preferida, el primer estado de conexion estatico es un estado de conexion abierto del interruptor semiconductor y el segundo estado de conexion estatico es un estado de conexion cerrado del interruptor semiconductor, conduciendo el interruptor semiconductor en el estado de conexion cerrado, es decir, conduciendo una corriente a traves de una seccion de carga del interruptor semiconductor y bloqueando en el estado de conexion abierto, es decir, se bloquea el flujo de corriente a traves de la seccion de carga. Alternativamente puede ser el primer estado de conexion estatico un estado de conexion cerrado del interruptor semiconductor y el segundo estado de conexion estatico un estado de conexion abierto del interruptor semiconductor.

Segun otra variante preferida, se realiza en un primer proceso de conmutacion del interruptor semiconductor desde el estado de conexion abierto al estado de conexion cerrado, en funcion de una primera tension aplicada entre una conexion de la corriente de entrada y una conexion de la corriente de salida del interruptor semiconductor o de un parametro que caracteriza la primera tension, una transicion desde la primera fase de conmutacion hasta la segunda fase de conmutacion.

Segun otra variante preferida, se realiza en un segundo proceso de conmutacion del interruptor semiconductor desde el estado de conexion cerrado hasta el estado de conexion abierto, en funcion de una segunda tension aplicada entre la conexion de control y la conexion de la corriente de salida del interruptor semiconductor o de un parametro que caracteriza la segunda tension, una transicion de la primera fase de conmutacion a la segunda fase de conmutacion.

Las dos variantes que acabamos de citar ofrecen la ventaja de que el interruptor semiconductor puede conmutarse de manera controlada en base a pocos parametros, los cuales existen ya o bien se determinan en cualquier caso para vigilar el comportamiento en conmutacion del interruptor semiconductor. De esta manera se realiza la conmutacion controlada del interruptor semiconductor con solo un pequeno sobrecoste.

Segun otra variante preferida, se conmuta controladamente el interruptor semiconductor conectando un primer interruptor de activacion controlable al estado de conexion estatico abierto, conectandose con control mediante la corriente el primer interruptor de activacion en la primera fase de conmutacion del interruptor semiconductor con al menos una primera corriente de control y en la segunda fase de conmutacion del interruptor semiconductor, con control mediante la tension, con al menos una primera tension de control.

Segun otra variante preferida, se conmuta controladamente el interruptor semiconductor, conectando un segundo interruptor de activacion controlable al estado de conexion estatico cerrado, conectandose, con control mediante la corriente, el segundo interruptor de activacion en la primera fase de conmutacion del interruptor semiconductor con al menos una tercera corriente de control predeterminada y en la segunda fase de conmutacion del interruptor semiconductor, con control mediante la tension, con al menos una segunda tension de control.

Al respecto pueden constituir el primer y el segundo interruptor de activacion en conjunto una etapa de activacion en semipuente, pudiendo estar dispuestos el primer interruptor de activacion entre la conexion de control del interruptor semiconductor y una conexion de tension de alimentacion negativa (en ingles “low-side”) de la configuracion de circuitos y el segundo interruptor de activacion entre la conexion de control del circuito semiconductor y una conexion de tension de alimentacion positiva (en ingles “high-side”) de la configuracion de circuitos.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Aqu significa el concepto "conexion" una transicion desde un estado de conexion estatico abierto del primer o del segundo interruptor de activacion a un estado de conexion estatico cerrado del correspondiente interruptor de activacion.

El primer y el segundo interruptores de activacion actuan en cada caso como sumidero de corriente o fuente de corriente y hacen posibles corrientes con suficiente intensidad, que contribuyen a un trasvase rapido en la capacidad de la conexion de control del interruptor semiconductor y con ello a la conmutacion rapida del interruptor semiconductor.

Segun otra variante preferida adicional, se detecta en la senal de control un flanco de la senal o un nivel de senal. Ademas se determinan la primera tension y la segunda tension. La primera tension determinada se compara a continuacion con la primera tension de referencia. Analogamente se compara la segunda tension determinada con una segunda tension de referencia. En funcion del flanco de senal detectado en la senal de control o del nivel de la senal, del resultado de la comparacion entre la primera tension y la primera tension de referencia y del resultado de la comparacion entre la segunda tension y la segunda tension de referencia, se controla mediante la corriente el interruptor semiconductor en la primera fase de conmutacion con al menos una primera tension de control y/o en la segunda fase de conmutacion con al menos una primera tension de control, con control mediante la tension.

Segun otra variante preferida adicional, se conecta el primer interruptor de activacion, con control mediante la tension, con al menos una primera tension de control, cuando existe un primer flanco de senal o un primer nivel de senal de la senal de control, que indica que se conmute o induce a conmutar el interruptor semiconductor al estado de conexion abierto y cuando la segunda tension queda por debajo de la segunda tension de referencia.

Segun otra variante preferida adicional, se conecta, con control mediante la tension, el segundo interruptor de activacion con una segunda tension de control predeterminada cuando existe un segundo flanco o un segundo nivel de senal en la senal de control, que indica que se conmute o induce a conmutar el interruptor semiconductor al estado de conexion de cerrado y cuando la primera tension queda por debajo de la primera tension de referencia.

Al respecto puede ser el primer flanco de senal correspondiente a la senal de control, que indica que se conmute o bien induce a conmutar el interruptor semiconductor al estado de conexion abierto, un flanco de senal descendente. En este caso el segundo flanco de senal, que indica que se conmute o induce a conmutar el interruptor semiconductor al estado de conexion de cerrado, es un flanco de senal ascendente. Alternativamente puede ser el primer flanco de senal correspondiente a la senal de control un flanco de senal ascendente y el segundo flanco de senal un flanco de senal descendente. El control basado en flancos de senal tiene la ventaja de que estos pueden detectarse con medios sencillos. Esto ahorra de nuevo gastos y costes.

Segun otra variante preferida adicional, se conecta el primer interruptor de activacion, con control mediante la corriente, con al menos una primera corriente de control, cuando esta presente el primer flanco de la senal o el primer nivel de senal de la senal de control y cuando la segunda tension sobrepasa la segunda tension de referencia y mientras la primera tension quede por debajo de la primera tension de referencia.

Segun otra variante preferida adicional, se conecta el primer interruptor de activacion, con control por la corriente, con una segunda corriente de control predeterminada, que al menos respecto a una primera corriente de control es diferente, en particular inferior, cuando esta presente el primer flanco de senal o el primer nivel de senal correspondiente a la senal de control y cuando la primera tension sobrepasa la primera tension de referencia y mientras la segunda tension no quede por debajo de la segunda tension de referencia.

Conectando el primer interruptor de activacion, se desencadena un proceso de desconexion del interruptor semiconductor desde el estado de conexion estatico cerrado hasta estado de conexion estatico abierto. Para ello se conmuta el primer interruptor de activacion y con ello el interruptor semiconductor con la primera y la segunda corriente de control, con control por la corriente, siendo en cuanto a magnitud la primera corriente de control con preferencia mayor que la segunda corriente de control. Con ello se conmuta el interruptor semiconductor en la primera fase de conmutacion al principio con la primera corriente de control mas elevada y a continuacion con la segunda corriente de control mas baja, con control mediante la corriente. Con la primera corriente de control mas elevada puede acortarse el proceso de conmutacion, siempre que puedan reducirse de nuevo las perdidas por conmutacion. Mediante la subsiguiente conmutacion con la segunda corriente de control mas reducida, pueden reducirse puntas de sobretension perjudiciales en la primera tension entre la conexion de la corriente de entrada y la conexion de la corriente de salida del interruptor semiconductor.

Segun otra variante preferida adicional, se conecta el segundo interruptor de activacion con al menos una tercera corriente de control, con control mediante la corriente, cuando esta presente el segundo flanco de senal o el segundo nivel de senal de la senal de control y cuando la primera tension sea superior a la primera tension de referencia y siempre que la segunda tension quede por debajo de la segunda tension de referencia.

Segun otra variante preferente adicional, se conecta, con control mediante la corriente, el segundo interruptor de activacion con una cuarta corriente de control predeterminada, diferente de la tercera corriente de control y en particular inferior, cuando este presente el segundo flanco de la senal o el segundo nivel de la senal correspondiente a la senal de control y cuando la segunda tension sea superior a la segunda tension de referencia y siempre que la primera tension no quede por debajo de la primera tension de referencia.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Conectando el segundo interruptor de activacion, se desencadena un proceso de conexion del interruptor semiconductor desde el estado de conexion estatico abierto hasta estado de conexion estatico cerrado. Analogamente a en la primera y en la segunda corriente de control, la tercera corriente de control tiene con preferencia una magnitud mayor que la cuarta corriente de control. Con ello se conmuta el interruptor semiconductor en la primera fase de conmutacion al principio con la tercera corriente de control mas elevada y a continuacion con la cuarta corriente de control mas baja, con control mediante la corriente. Con la tercera corriente de control mas elevada puede acortarse el proceso de conexion, siempre que puedan reducirse de nuevo las perdidas por conmutacion. Mediante la subsiguiente conmutacion con la cuarta corriente de control mas reducida, puede reducirse la velocidad de variacion de la corriente desde la conexion de la corriente de entrada a la conexion de la corriente de salida y con ello perturbaciones electromagneticas durante el proceso de conexion.

Segun un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona una configuracion de circuitos para conmutar un interruptor semiconductor que puede controlarse mediante una conexion de control, en particular un IGBT de potencia, desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico mediante control de la conexion de control del interruptor semiconductor, estando realizada la configuracion de circuitos para

• en una primera fase de conmutacion, partiendo del primer estado de conexion estatico, conmutar el interruptor semiconductor de manera controlada por la intensidad, imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control predeterminada en la conexion de control del interruptor semiconductor y

• en una segunda fase de conmutacion, que sigue a la primera fase de conmutacion, mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control predeterminada en la conexion de control del interruptor semiconductor, conmutar el interruptor semiconductor de manera controlada por la tension hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico.

Segun un tercer aspecto de la presente invencion, se proporciona un convertidor de corriente para proporcionar al menos una corriente de fase para una maquina electrica con al menos un interruptor semiconductor, en el que el convertidor de corriente presenta al menos una configuracion de circuitos como la antes descrita, en particular una configuracion de circuitos para cada interruptor semiconductor, para conmutar el interruptor semiconductor, de los que al menos hay uno.

Segun un tercer aspecto de la presente invencion, se proporciona un equipo de accionamiento para accionar un vehuculo, en particular un vehuculo electrico o tubrido, con una maquina electrica, incluyendo el equipo de accionamiento un convertidor de corriente para proporcionar al menos una corriente de fase para la maquina electrica, que presenta al menos un interruptor semiconductor y al menos una configuracion de circuitos antes descrita para conmutar el interruptor semiconductor, de los que al menos hay uno.

Ventajosas variantes del procedimiento antes descrito han de considerarse tambien como variantes ventajosas de la configuracion de circuitos, del convertidor de corriente o bien del equipo de accionamiento, siempre que por lo demas puedan transferirse a la configuracion de circuitos antes citada, el convertidor de corriente antes citado y/o el equipo de accionamiento antes citado.

A continuacion se describiran mas en detalle formas de realizacion de la presente invencion a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos se representan solo los componentes o las etapas del proceso que son relevantes para describir la invencion. En funcion de la variante, pueden presentar las formas de realizacion representadas en los dibujos otros componentes o etapas del procedimiento no representados en los dibujos. Al respecto muestran:

figura 1 una representacion esquematica de un equipo de accionamiento para explicar un convertidor de corriente, incluyendo seis configuraciones de circuitos segun una forma de realizacion de la invencion en un esquema de circuitos;

figura 2 un diagrama secuencial para representar un procedimiento segun una forma de realizacion de la invencion; figura 3 un diagrama de senales para representar el procedimiento segun la forma de realizacion de la invencion.

Refiramonos primeramente a la figura 1, en la que se representa simplificada y esquematicamente un equipo de accionamiento AV con una maquina electrica EM y un convertidor de corriente SR. Este equipo de accionamiento AV sirve para accionar un vetuculo electrico o tubrido no representado en la figura.

La maquina electrica EM esta realizada por ejemplo como una maquina smcrona y esta acoplada mecanicamente con un eje de accionamiento del vetuculo no representado en la figura, para transmitir el par de giro y sirve para impulsar el vetuculo.

El convertidor de corriente SR sirve para proporcionar corrientes de fase Ip para la maquina electrica EM y esta conectado electricamente con la maquina electrica EM a traves de tres fases de la corriente P1, P2 y P3.

El convertidor de corriente SR incluye un circuito en semipuente triple DHS con respectivos circuitos semiconductores HS1 y HS2, HS3 y HS4 y HS5 y HS6 respectivamente en un lado de la tension positiva (en ingles “high-side") y en un lado de la tension negativa (en ingles "low-side"), en cada caso en una conexion serie. Los seis interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 estan configurados en esta forma de realizacion

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

como canal n IGBT (transistor bipolar con electrodo de puerta o gate aislado) e incluyen en cada caso una conexion del colector como una conexion de la corriente de entrada EHS, una conexion de emisor (emitter) como una conexion de la corriente de salida AHS y entre la conexion de la corriente de entrada EHS y la conexion de la corriente de salida AHS, una seccion de carga para el paso de una corriente de carga lo a la maquina electrica EM como corriente de fase Ip.

Los interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 presentan ademas respectivas conexiones de puerta (gate) como una conexion de control SHS, mediante la cual los correspondientes interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 controlados permiten de manera controlada el flujo de la correspondiente corriente de carga lo a traves del correspondiente tramo de carga o lo bloquean. (En la figura 1 se muestra a modo de ejemplo la conexion de la corriente de entrada EHS, la conexion de la corriente de salida AHS y la conexion de control SHS para realizar una descripcion simple solo en un interruptor semiconductor HS1.)

Para cada uno de estos seis interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 presenta el convertidor de corriente SR las respectivas configuraciones de circuitos SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 para controlar el correspondiente interruptor semiconductor HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6, que tienen entre sf en gran medida las mismas funciones. Para simplificar la descripcion de estas configuraciones de circuitos SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6, se describira por lo tanto detalladamente a continuacion solamente una de estas configuraciones de circuitos SA1, a modo de ejemplo.

Al igual que las otras cinco configuraciones de circuitos SA2, SA3, SA4, SA5, SA6, incluye la configuracion de circuitos SA1 una etapa de activacion en semipuente HB como etapa final para controlar el interruptor semiconductor HS1, una primera unidad de comparacion VE1, una segunda unidad de comparacion VE2, una unidad de memoria SE, asf como una unidad de control AE para controlar la etapa de activacion en semipuente HB.

La configuracion de circuitos SA1 esta configurada, a excepcion de la etapa de activacion en semipuente HB, en un componente ASIC (ASIC: circuito integrado espedfico de la aplicacion), es decir, en un circuito electrico integrado.

La etapa de activacion en semipuente HB presenta a su vez en cada caso un primer interruptor de activacion T1 en el lado de la tension negativa y un segundo interruptor de activacion T2 en el lado de la tension positiva en una conexion serie, estando conectado electricamente el nodo entre ambos interruptores de activacion T1 y T2, que une electricamente ambos interruptores de activacion T1 yT2, con la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. De esta manera se conmuta controladamente, es decir, se abre y se cierra el interruptor semiconductor HS1 mediante estos interruptores de activacion T1 y T2 de la etapa de activacion en semipuente Hb.

Ambos interruptores de activacion T1 y T2 presentan respectivas conexiones de control ST1 y ST2 y estan configurados tal que pueden conectarse y desconectarse de forma controlada respectivamente mediante estas conexiones de control ST1 y ST2.

En esta forma de realizacion esta configurado el primer interruptor de activacion T1 como canal n MOSFET de potencia (transistor de potencia de efecto de campo semiconductor de oxido metalico) con una conexion de puerta (gate) como la conexion de control ST1 y el segundo interruptor de activacion T2 como canal p MOSFET de potencia con una conexion de puerta (gate) como la conexion de control ST2.

La primera unidad de comparacion VE1 presenta una primera conexion de entrada E11 y una segunda conexion de entrada E12, asf como una conexion de salida A11 y esta conectada electricamente mediante la primera conexion de entrada E11 con la conexion de la corriente de entrada EHS del interruptor semiconductor HS1. Mediante esta primera conexion de entrada E11 mide la primera unidad de comparacion VE1 el potencial de tension en la conexion de la corriente de entrada EHS del interruptor semiconductor HS1 y determina asf una primera tension UE entre la conexion de la corriente de entrada EHS y la conexion de la corriente de salida AHS del interruptor semiconductor HS1 y/o la tension colector-emisor del interruptor semiconductor HS1. Mediante la segunda conexion de entrada E12 obtiene la primera unidad de comparacion VE1 una primera tension de referencia UE_TH de la unidad de memoria SE y compara la primera tension UE con la primera tension de referencia UE-TH. En funcion del resultado de la comparacion, emite la primera unidad de comparacion VE1 una primera senal de salida AS11 con los correspondientes niveles de senal en la conexion de salida All.

La segunda unidad de comparacion VE2 presenta igualmente una primera conexion de entrada E21 y una segunda conexion de entrada E22, asf como una conexion de salida A21 y esta conectada electricamente mediante la primera conexion de entrada E21 con la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. Mediante esta primera conexion de entrada E21 mide la segunda unidad de comparacion VE2 el potencial de tension en la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 y determina asf una segunda tension US entre la conexion de control SHS y la conexion de la corriente de salida AHS o bien la tension del emisor de la puerta (gate) del interruptor semiconductor HS1. Mediante la segunda conexion de entrada E22 obtiene la segunda unidad de comparacion VE1 una segunda tension de referencia US_TH de la unidad de memoria SE y compara la segunda tension US con la segunda tension de referencia US_TH y emite en funcion del resultado de la comparacion una segunda senal de salida AS21 con los correspondientes niveles de senal en la conexion de salida A21.

La unidad de control AE presenta una primera conexion de entrada E31, una segunda conexion de entrada E32, una tercera conexion de entrada E33 y una cuarta conexion de entrada E34, asf como una primera conexion de salida

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

A31 y una segunda conexion de salida A32. Mediante la primera conexion de entrada E31 esta conectada electricamente la unidad de control AE con la conexion de salida A11 de la primera unidad de comparacion VE1 y obtiene a traves de esta primera conexion de entrada E31 la primera senal de salida AS11 de la primera unidad de comparacion VE1. Mediante la segunda conexion de entrada E32 esta conectada electricamente la unidad de control AE con la conexion de salida A21 de la segunda unidad de entrada EHS del interruptor semiconductor HS1 de comparacion VE2 y recibe a traves de esta segunda conexion de entrada E32 la segunda senal de salida AS21 de la segunda unidad de comparacion VE2. Mediante la tercera conexion de entrada E33 recibe la unidad de control AE de un generador de senales no representado en la figura una senal de control modulada en anchura de impulso PWM para controlar el interruptor semiconductor HS1. A traves de la cuarta conexion de entrada E34 esta conectada electricamente la unidad de control AE con una conexion de salida A41 de la unidad de memoria SE y recibe a traves de esta cuarta conexion de entrada E34 valores de la intensidad de corriente IAS10, IAS20, IAS30, IAS40 de la unidad de memoria SE, con los cuales conmuta controladamente la unidad de control AE el interruptor semiconductor HS1. A traves de la primera conexion de salida A31 esta conectada electricamente la unidad de control AE con la conexion de control ST1 del primer interruptor de activacion del lado de la tension negativa T1 y conmuta este interruptor de activacion T1 mediante una primera senal de control, que imprime la unidad de control AE a traves de la primera conexion de salida A31 en forma de una corriente de control en la conexion de control ST1 de este interruptor de activacion T1 o bien en forma de una tension de control en la conexion de control ST1 de este interruptor de activacion T1. Analogamente esta conectada electricamente la unidad de control AE a traves de la segunda conexion de salida A32 con la conexion de control ST2 del segundo interruptor de activacion del lado de la tension positiva T2 y conmuta este interruptor de activacion T2 mediante una segunda senal de control, que imprime la unidad de control AE a traves de la segunda conexion de salida A32 en forma de una corriente de control en la conexion de control ST2 de este interruptor de activacion T2 o aplica en forma de una tension de control en la conexion de control ST2 de este interruptor de activacion T2.

La unidad de memoria SE sirve para memorizar y proporcionar valores de tension de las tensiones de referencia UE_TH, US_TH, asf como valores de intensidad IASl0, IAS20, IAS30, IAS40 para la comunicacion controlada de ambos interruptores de activacion T1 y T2 y con ello el interruptor semiconductor HS.

Una vez que se ha descrito en detalle a modo de ejemplo la forma de realizacion de la configuracion de circuitos SA1 con ayuda de la figura 1, describiremos ahora con ayuda de las figuras 2 y 3 un procedimiento a modo de ejemplo para conmutar el interruptor semiconductor HS1 con la configuracion de circuitos SA1 representada en la figura 1. Al respecto muestra la figura 2 una secuencia del procedimiento para conmutar el interruptor semiconductor HS1 en un diagrama secuencial y en la figura 3 las correspondientes variaciones de la senal y de los parametros durante un proceso de desconexion del interruptor semiconductor HS1 en un diagrama de senales.

Durante el funcionamiento del equipo de accionamiento AV se controla la maquina electrica EM mediante tres senales de control moduladas en anchura de impulso, que conectan y desconectan o bien cierran y abren los seis interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 por pares, es decir, en cada caso dos interruptores semiconductores HS1 y HS2, HS3 y HS4, o bien HS5 y HS6 de cada uno de los tres circuitos en semipuente, decalados en fase y controlados por los flancos. Los controles de los correspondientes interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 mediante estas senales de control se realizan mediante las correspondientes configuraciones de circuitos SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 de la misma manera. Por ello se describira a continuacion el procedimiento para conectar los interruptores semiconductores HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 mediante las correspondientes configuraciones de circuitos SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 a modo de ejemplo con el primer interruptor semiconductor HS1 y la configuracion de circuitos SA1 asociada al mismo.

Durante el funcionamiento del equipo de accionamiento AV identifica la unidad de control AE de la configuracion de circuitos SA1, segun una primera etapa del procedimiento S100, a partir de la senal de control modulada en la anchura de impulso PWM, un flanco de senal descendente o ascendente FSF, SSF.

Ademas identifica o mide la primera unidad de comparacion VE1 segun una segunda etapa del procedimiento S200 la primera tension UE en la conexion de la corriente de entrada EHS del interruptor semiconductor HS1 respecto a la conexion de la corriente de salida AHS del interruptor semiconductor HS1. La primera unidad de comparacion VE1 compara la primera tension medida UE segun una tercera etapa del procedimiento S210 con la primera tension de referencia UE_TH, cuyo valor de tension lo proporciona la unidad de memoria SE. El resultado de la comparacion lo proporciona la primera unidad de comparacion VE1 a continuacion como la primera senal de salida AS11 de la unidad de control AE.

Analogamente determina o mide la segunda unidad de comparacion VE2 segun una cuarta etapa del procedimiento S300 la segunda tension US en la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 con respecto a la conexion de la corriente de salida AHS del interruptor semiconductor HS1. La segunda unidad de comparacion VE2 compara la segunda tension medida US segun una quinta etapa del procedimiento S310 con la segunda tension de referencia US_TH, cuyo valor de tension lo proporciona igualmente la unidad de memoria SE. El resultado de la comparacion lo proporciona la segunda unidad de comparacion VE2 a continuacion como la segunda senal de salida AS21 a la unidad de control AE.

En funcion del flanco de senal FSF, SSF determinado de la senal de control PWM, de la primera y la segunda senal de salida AS11 y AS21 de la primera y de la segunda unidad de comparacion VE1 y VE2, controla la unidad de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

control AE el primer y el segundo interruptores de activacion T1 y T2 y en consecuencia el interruptor semiconductor HS1.

En detalle, se realiza la conmutacion controlada del interruptor semiconductor HS1 mediante la unidad de control AE, tal como se describira a continuacion.

En un estado de conexion inicial estatico, que a priori se supone cerrado, del interruptor semiconductor HS1, este se controla mediante la unidad de control AE en un proceso de desconexion que a continuacion se describe en tres etapas de conmutacion consecutivas, es decir, en una primera etapa de conmutacion S1, una segunda etapa de conmutacion S2 y una tercera etapa de conmutacion S3, se abre por etapas o bien se lleva al estado de conmutacion estatico abierto. Entonces constituyen la primera y la segunda etapas de conmutacion S1 y S2 la primera fase de conmutacion controlada por la corriente del proceso de desconexion y la tercera etapa de conmutacion S3, la segunda fase de conmutacion controlada por la tension del proceso de desconexion del interruptor semiconductor HS1.

Si se tiene un flanco de senal descendente FSF como un primer flanco de senal correspondiente a la senal de control PWM, que por ejemplo indica la desconexion, es decir, la apertura del interruptor semiconductor HS1, o bien detecta la unidad de control AE un flanco de senal descendente FSF en la senal de control PWM, entonces comprueba la unidad de control AE en la primera y la segunda senal de salida AS11 y AS21 de la primera y de la segunda unidades de comparacion VE1 y VE2, si las correspondientes senales de salida AS11 y AS12 o bien su nivel de senal indican que la primera tension UE ha rebasado hacia abajo la primera tension de referencia UE_TH y a la vez que la segunda tension de referencia US ha rebasado hacia arriba la segunda tension de referencia US_TH, es decir, si son validas las siguientes ecuaciones: UE<UE_TH y US>US_TH.

Si es ese el caso, entonces genera la unidad de control AE segun una sexta etapa del procedimiento S410 a partir del primer valor de la intensidad IAS10 de la unidad de memoria SE, una primera corriente de control constante IAS1 e imprime esta primera corriente de control IAS1 en la conexion de control ST1 del primer interruptor de activacion T1. Controlado por esta primera corriente de control IAS1, se conecta o cierra el primer interruptor de activacion T1 en la primera etapa de conmutacion S1. El primer interruptor de activacion T1 amplifica entonces la primera corriente de control IAS1 hasta una primera corriente de puerta (gate) constante IS1 (vease la figura 4), que fluye ahora en esta primera etapa de conmutacion S1 desde la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. Debido a ello forma el primer interruptor de activacion T1 un sumidero de corriente para descargar la capacidad de entrada de la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. En consecuencia descarga la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 y cae la segunda tension US o bien la tension de puerta-emisor del interruptor semiconductor HS1. Como consecuencia aumenta la primera tension UE o bien la tension colector-emisor del interruptor semiconductor HS1 y desciende la corriente colector- emisor IE. El primer interruptor de activacion T1 o bien el interruptor semiconductor HS1 se conecta ademas con la primera corriente de control IAS1 en esta primera etapa de conmutacion S1 con control mediante la corriente, mientras la primera tension UE no sobrepase la primera tension de referencia UE_TH, es decir, mientras sea valida la siguiente ecuacion: UE<UE_TH.

La primera tension ascendente UE se mide ademas mediante la primera unidad de comparacion VE1 y se compara con la primera tension de referencia UE_TH. Tan pronto como la primera tension UE sobrepasa la primera tension de referencia UE_TH, modifica la primera unidad de comparacion VE1 el nivel de senal de la primera senal de salida AS11. La unidad de control AE detecta esta variacion del nivel en la primera senal de salida AS11 y genera a continuacion, segun una septima etapa del procedimiento S420, a partir del segundo valor de la corriente IAS20 de la unidad de memoria SE, una segunda corriente de control constante IAS2, e imprime esta segunda corriente de control IAS2 en la conexion de control ST1 del primer interruptor de activacion T1. Controlado por esta segunda corriente de control IAS2, se conecta o cierra a continuacion el primer interruptor de activacion T1 en la segunda etapa de conmutacion S2. El primer interruptor de activacion T1 amplifica entonces la segunda corriente de control IAS2 hasta una segunda corriente de puerta (gate) constante IS2 (vease al respecto la figura 4), que ahora en esta segunda etapa de conmutacion S2 fluye desde la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. En consecuencia sigue descargando la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 y sigue cayendo la segunda tension US del interruptor semiconductor HS1. Como consecuencia sigue aumentando la primera tension UE del interruptor semiconductor HS1 y sigue descendiendo la corriente colector-emisor IE. El primer interruptor de activacion T1 o bien el interruptor semiconductor HS1 sigue conmutando con control mediante la corriente con la segunda corriente de control lAS2 en esta segunda etapa de conmutacion S2, siempre que la segunda tension US sobrepase la segunda tension de referencia US_TH, es decir, siempre que sea valida la siguiente ecuacion: US>US_TH.

Entonces viene prescrito el segundo valor de la corriente IAS20 o bien de la segunda corriente de control IAS2 tal que la misma sea inferior o mas baja que el primer valor de la corriente IAS10 y la primera corriente de control IAS1 respectivamente. Debido a ello conecta el primer interruptor de activacion T1 con mas rapidez o bien desconecta el interruptor semiconductor HS1 en la primera etapa de conmutacion S1 con mas rapidez que en la segunda etapa de conmutacion S2. Mediante la desconexion rapida del interruptor semiconductor HS1 en la primera etapa de conmutacion S1, se reduce la energfa de perdidas por conmutacion en el primer interruptor de activacion T1 y el interruptor semiconductor HS1 y tambien se acorta la duracion total de la conmutacion. Mediante la subsiguiente conexion lenta del primer interruptor de activacion T1 y la desconexion lenta del interruptor semiconductor HS1 con la segunda corriente de control IS2 mas pequena en la subsiguiente segunda etapa de conmutacion S2, pueden

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

limitarse las puntas de sobretension que se presentan en esta segunda etapa de conmutacion S2 en la segunda tension UE o en la tension colector-emisor a un valor de tension nada peligroso para el interruptor semiconductor HS1.

La segunda tension descendente US o bien la tension puerta-emisor del interruptor semiconductor HS1 se mide a continuacion mediante la segunda unidad de comparacion VE2 y se compara con la segunda tension de referencia US_TH. Tan pronto como la segunda tension UE queda por debajo de la segunda tension de referencia US_TH, modifica la segunda unidad de comparacion VE2 el nivel de senal de la segunda senal de salida AS21. La unidad de control AE detecta esta variacion del nivel en la segunda senal de salida AS21 y coloca a continuacion, segun una octava etapa del procedimiento S430, la tension de control ST1 del primer interruptor de activacion T1 en una primera tension de control UAS1 predeterminada referida al potencial de tension en una conexion de la tension de alimentacion negativa NA de la configuracion de circuitos SA1. Con control mediante esta primera tension de control UAS1, conecta el primer interruptor de activacion T1 ahora en la tercera etapa de conmutacion S3 por completo. En consecuencia se lleva la segunda tension US o bien la tension puerta-emisor en breve tiempo bruscamente al potencial de tension en la conexion de tension de alimentacion negativa NA y el interruptor semiconductor HS1 se abre por completo o bien se lleva a un estado de conexion estatico abierto. Mediante la rapida variacion de la segunda tension US, se sigue reduciendo la energfa de perdidas por conmutacion y se sigue acortando la duracion total de la conmutacion en el interruptor semiconductor HS1.

El primer interruptor de activacion T1 se sigue manteniendo a continuacion con la primera tension de control UAS1 en este primer estado de conexion de cerrado, hasta que se detecta un siguiente flanco de senal en la senal de control PWM. Mientras se mantenga el primer interruptor de activacion T1 mediante la primera tension de control UAS1 en el estado de conexion de cerrado, permanece el interruptor semiconductor HS1 en el estado de conexion estatico de abierto.

En este proceso de desconexion del interruptor semiconductor HS1 se desconecta el segundo interruptor de activacion T2 en un proceso de conmutacion sencillo, conocido por el especialista, con control mediante la corriente y/o mediante la tension, o bien se lleva a un estado de conexion abierto y se mantiene en el mismo.

Partiendo del estado de conexion de abierto, se cierra gradualmente el interruptor semiconductor HS1 en un proceso de conexion que se describe a continuacion, igualmente en tres etapas de conmutacion, es decir, en un primer estado de conexion S4, un segundo estado de conexion S5 y un tercer estado de conexion S6, o bien se lleva al estado de conexion estatico cerrado. Entonces constituyen la primera y la segunda etapas de conmutacion S4 y S5 la primera fase de conmutacion controlada por la corriente del proceso de conexion del interruptor semiconductor HS1 y la tercera etapa de conmutacion S6 la segunda fase de conmutacion controlada por la tension del proceso de conexion.

Si se tiene un flanco de senal ascendente SFF como un segundo flanco de senal correspondiente a la senal de control PWM, que por ejemplo senaliza la conexion, es decir, el cierre del interruptor semiconductor HS1, o bien detecta la unidad de control AE un flanco de senal ascendente SSF en la senal de control PWM, entonces comprueba la misma en la primera y la segunda senal de salida AS11 y AS21 si las correspondientes senales de salida AS11 y AS12 o bien su nivel de senal senalizan que la primera tension UE sobrepasa la primera tension de referencia uE_TH y a la vez la segunda tension US queda por debajo de la segunda tension de referencia US_TH, es decir, si se cumplen las dos siguientes igualdades: UE>UE_TH y Us<US_TH.

Cuando sucede esto, genera la unidad de control AE, segun una novena etapa del procedimiento S440, una tercera corriente de control IAS3 constante con el tercer valor de la corriente IAS30 de la unidad de memoria SE e imprime esta tercera corriente de control IAS3 a traves de la segunda conexion de salida A32 en la conexion de control ST2 del segundo interruptor de activacion T2. Controlado por esta tercera corriente de control IAS3, se conecta o cierra el segundo interruptor de activacion T2 en la primera etapa de conmutacion S4. El segundo interruptor de activacion T2 amplifica entonces la tercera corriente de control IAS3 hasta una tercera corriente de puerta (gate) constante, que ahora fluye en esta primera etapa de conmutacion S4 hacia la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. De esta manera constituye el segundo interruptor de activacion T2 una fuente de corriente para cargar la capacidad de entrada de la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1. En consecuencia carga la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 y aumenta la segunda tension US o bien la tension puerta-emisor del interruptor semiconductor HS1. Como consecuencia cae la primera tension UE o bien la tension colector-emisor del interruptor semiconductor HS1 y aumenta la corriente colector-emisor. El segundo interruptor de activacion T2 o bien el interruptor semiconductor HS1 se conmuta con la tercera corriente de control IAS3 en esta primera etapa de conmutacion S4 con control mediante la corriente, siempre que la segunda tension US no sobrepase la segunda tension de referencia US_TH, es decir, mientras se cumpla la siguiente ecuacion: US<US_TH.

Ademas, la segunda tension ascendente US se mide mediante la segunda unidad de comparacion VE2 y se compara con la segunda tension de referencia US_TH. Tan pronto como la segunda tension US sobrepasa la segunda tension de referencia US_TH, modifica la segunda unidad de comparacion VE2 el nivel de senal de la segunda senal de salida AS21. La unidad de control AE detecta esta variacion del nivel en la segunda senal de salida AS21 y genera a continuacion, segun una decima etapa del procedimiento S450, una cuarta corriente de control IAS4 constante con un cuarto valor de la corriente IAS40 mediante la unidad de memoria SE, que a continuacion se imprime mediante la segunda conexion de salida A32 de la unidad de control AE en la conexion de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

control ST2 del segundo interruptor de activacion T2. Con control mediante esta cuarta corriente de control IAS4, se conecta o se cierra a continuacion el segundo interruptor de activacion T2 en la segunda etapa de conexion S5. El segundo interruptor de activacion T2 amplifica entonces la cuarta corriente de control IAS4 hasta una cuarta corriente de puerta (gate) constante, que ahora en esta segunda etapa de conmutacion S5 fluye hacia la conexion de control sHs del interruptor semiconductor HS1. En consecuencia sigue cargando la conexion de control SHS del interruptor semiconductor HS1 y aumenta la segunda tension US del interruptor semiconductor HS1. Como consecuencia sigue cayendo la primera tension UE del interruptor semiconductor HS1 y sigue aumentando la corriente colector-emisor. El segundo interruptor de activacion T2 o bien el interruptor semiconductor HS1 se conecta a continuacion en esta segunda etapa de conmutacion S5 con la cuarta corriente de control IAS4, con control mediante la corriente, siempre que la primera tension UE sobrepase la primera tension de referencia UE_TH, es decir, mientras se cumpla la siguiente ecuacion: UE>UE_TH.

Al respecto se prescribe el cuarto valor de la corriente IAS40 o bien la cuarta corriente de control IAS4 tal que el mismo sea inferior o menor que el tercer valor de la corriente IAS30 o bien la tercera corriente de control IAS3. Debido a ello conecta el segundo interruptor de activacion T2 o bien el interruptor semiconductor HS1 en la primera etapa de conmutacion S4 con mas rapidez que en la segunda etapa de conmutacion S5. Debido a la conexion rapida del segundo interruptor de activacion T2 y del interruptor semiconductor HS1 en la primera etapa de conmutacion S4, descienden las perdidas por conmutacion en el segundo interruptor de activacion t2 y el interruptor semiconductor HS1 en esta etapa de conmutacion. Mediante la subsiguiente conexion lenta del segundo interruptor de activacion T2 y del interruptor semiconductor HS1 con la segunda corriente de control IAS5 reducida en la siguiente segunda etapa de conmutacion S5, puede limitarse la velocidad de variacion de la corriente colector- emisor, es decir, la corriente de la conexion de corriente de entrada EHS a la conexion de corriente de salida AHS del interruptor semiconductor HS1. De esta manera se reducen o evitan perturbaciones electromagneticas.

Ademas, la primera tension descendente UE se mide mediante la primera unidad de comparacion VE1 y se compara con la primera tension de referencia UE_TH. Tan pronto como la primera tension US queda por debajo de la primera tension de referencia UE_TH, modifica la primera unidad de comparacion VE1 el nivel de senal de la primera senal de salida AS11. La unidad de control AE detecta esta variacion del nivel en la primera senal de salida AS11 y aplica a continuacion, segun una undecima etapa del procedimiento S460, una segunda tension de control UAS2 constante a la conexion de control ST2 del segundo interruptor de activacion T2 (referida al potencial de tension en la conexion de tension de alimentacion negativa NA de la configuracion de circuitos SA1). Con control mediante esta segunda tension de control UAS2, conecta ahora por completo el segundo interruptor de activacion T2 en la tercera etapa de conmutacion S3. En consecuencia se lleva la segunda tension US o bien la tension puerta-emisor en breve tiempo al valor de la tension de servicio de la maquina electrica EM y el interruptor semiconductor HS1 cierra por completo o bien se lleva al estado de conexion estatico de cerrado.

El segundo interruptor de activacion T2 se sigue manteniendo a continuacion con la segunda tension de control UAS2 en este estado de conexion de cerrado, hasta que se detecta el siguiente flanco de senal en la senal de control PWM. Mientras se mantenga el segundo interruptor de activacion T2 mediante la segunda tension de control UAS2 en este estado de cerrado, permanece el interruptor semiconductor HS1 en el estado de conexion estatico de cerrado. Debido a la rapida variacion de la segunda tension US o bien de la tension puerta-emisor del interruptor semiconductor HS1, se siguen reduciendo las perdidas por conmutacion y tambien se sigue acortando la duracion total de la conmutacion en el interruptor semiconductor HS1.

En este proceso de conexion del interruptor semiconductor HS1 se desconecta el primer interruptor de activacion T1 en un proceso de conmutacion sencillo, que conoce el especialista, mediante control por la corriente y/o por la tension o bien se lleva a un estado de conexion de abierto y se mantiene en el mismo.

Resumiendo, se realiza asf la conmutacion controlada por la corriente y por la tension del interruptor semiconductor HS1 tal como se representa en la siguiente tabla 1.

Tabla 1

proceso de conmutacion: etapas de conmutacion PWM UE>UE_TH US>US_TH T1 T2

desconectar HS1: S1 FSF 0 1 IAS1 -

S2: FSF 1 1 IAS2 -

S3: FSF 1 0 UAS1 -

conectar HS1: S4 SSF 1 0 - IAS3

S5: SSF 1 1 - IAS4

S6: SSF 0 1 - UAS2

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para conmutar un interruptor semiconductor (HS1) desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico mediante control de una conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), presentando el procedimiento las siguientes etapas del procedimiento:

• Una primera etapa de conmutacion (S1; S4) de una primera fase de conmutacion (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutacion controlada por la corriente (S410; S440) del interruptor semiconductor (HS1) partiendo del primer estado de conexion estatico, imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control (IAS1) predeterminada en la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1),

• una segunda etapa de conmutacion (S2; S5) de la primera fase de conmutacion (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutacion controlada por la corriente (S420; S450) del interruptor semiconductor (HS1) a continuacion de la primera etapa de conmutacion (S1; S4), imprimiendo controladamente una segunda corriente de control (IAS2) predeterminada, inferior a la al menos una primera corriente de control (IAS1) predeterminada en la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1) y

• una segunda fase de conmutacion (S3; S6) que sigue a la primera fase de conmutacion (S1, S2; S4, S5), en la que se realiza la conmutacion controlada por la tension (S430; S460) del interruptor semiconductor (HS1) mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control (UAS1) predeterminada a la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que

- el primer estado de conexion estatico es un estado de conexion abierto del interruptor semiconductor (HS1) y el segundo estado de conexion estatico es un estado de conexion cerrado del interruptor semiconductor (HS1) o bien el primer estado de conexion estatico es un estado de conexion cerrado del interruptor semiconductor (HS1) y el segundo estado de conexion estatico un estado de conexion abierto del interruptor semiconductor (HS1),

- en el cual el interruptor semiconductor (HS1)

- conduce en el estado de conexion cerrado y

- bloquea en el estado de conexion abierto.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2,

en el que se realiza, en un primer proceso de conmutacion del interruptor semiconductor (HS1) desde el estado de conexion abierto al estado de conexion cerrado, una transicion desde la primera fase de conmutacion (S4, S5) hasta la segunda fase de conmutacion (S6) en funcion de una primera tension (UE) aplicada entre una conexion de la corriente de entrada (EHS) y una conexion de la corriente de salida (AHS) del interruptor semiconductor (HS1) o de un parametro que caracteriza la primera tension (UE).
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3,

en el que en un segundo proceso de conmutacion del interruptor semiconductor (HS1) desde el estado de conexion cerrado hasta el estado de conexion abierto, se realiza una transicion de la primera fase de conmutacion (S1, S2) a la segunda fase de conmutacion (S3) en funcion de una segunda tension (US) aplicada entre la conexion de control (SHS) y la conexion de la corriente de salida (AHS) del interruptor semiconductor (HS1) o de un parametro que caracteriza la segunda tension (US).
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4,

en el que el interruptor semiconductor (HS1) se conmuta conectando un primer interruptor de activacion (T1) controlable al estado de conexion estatico abierto, en el que el primer interruptor de activacion (T1) o en la primera fase de conmutacion (S1, S2) del interruptor semiconductor (HS1), se conecta con control mediante la corriente con al menos una primera corriente de control (IAS1) y o en la segunda fase de conmutacion (S3) del interruptor semiconductor (HS1), se conecta con control mediante la tension con al menos una primera tension de control (UAS1).
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 5,

en el que el interruptor semiconductor (HS1) se conmuta controladamente, conectando un segundo interruptor de activacion (T2), al estado de conexion estatico cerrado, en el que el segundo interruptor de activacion (T2)

- en la primera fase de conmutacion (S4, S5) del interruptor semiconductor (HS1) se conecta con control mediante la corriente con al menos una tercera corriente de control (IAS3) predeterminada y

- en la segunda fase de conmutacion (S6) del interruptor semiconductor (HS1) se conecta con control mediante la tension con al menos una segunda tension de control (UAS2) predeterminada.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6,

caracterizado por la conexion (S430) del primer interruptor de activacion (T1) con al menos una primera tension de control (UAS1)

o cuando existe un primer flanco de senal (FSF) o un primer nivel de senal de la senal de control (PWM) para conmutar el interruptor semiconductor (HS1) al estado de conexion abierto y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

o cuando la segunda tension (US) queda por debajo de la segunda tension de referencia (US_TH).
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7,

caracterizado por la conexion (S460) del segundo interruptor de activacion (T2) con la segunda tension de control (UAS2)

o cuando existe un segundo flanco de senal (SSF) o un segundo nivel de senal de la senal de control (PWM) para conmutar el interruptor semiconductor (HS1) al estado de conexion cerrado y o cuando la segunda tension (UE) queda por debajo de la primera tension de referencia (UE_TH).
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8,

caracterizado por la conexion (S410) del primer interruptor de activacion (T1) con al menos una primera corriente de control (IAS1)

o cuando existe el primer flanco de senal (FSF) o el primer nivel de senal de la senal de control (PWM), o cuando la segunda tension (US) sobrepasa la segunda tension de referencia (US_TH) y o mientras la primera tension (UE) quede por debajo de la primera tension de referencia (UE_TH).
10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9,

caracterizado por la conexion (S420) del primer interruptor de activacion (T1) con la segunda corriente de control (IAS2)

o cuando existe el primer flanco de senal (FSF) o el primer nivel de senal de la senal de control (PWM), o cuando la primera tension (UE) sobrepasa la primera tension de referencia (UE_TH) y o mientras la segunda tension (US) no quede por debajo de la segunda tension de referencia (US_TH).
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 10,

caracterizado por la conexion (S440) del segundo interruptor de activacion (T2) con al menos una tercera corriente de control (IAS3)

o cuando existe el segundo flanco de senal (SSF) o el segundo nivel de senal de la senal de control (PWM), o cuando la primera tension (UE) sobrepasa la primera tension de referencia (UE_TH) y o mientras la segunda tension (US) quede por debajo de la segunda tension de referencia (US_TH).
12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 11,

caracterizado por la conexion (S450) del segundo interruptor de activacion (T2) con una cuarta corriente de control (IAS4) predeterminada, distinta y en particular menor que la al menos una tercera corriente de control (IAS3)

o cuando existe el segundo flanco de senal (SSF) o el segundo nivel de senal de la senal de control (PWM), o cuando la segunda tension (US) sobrepasa la segunda tension de referencia (US_TH) y o mientras la primera tension (UE) no quede por debajo de la primera tension de referencia (UE_TH).
13. Configuracion de circuitos (SA1) para conmutar un interruptor semiconductor (HS1) que puede controlarse mediante una conexion de control (SHS) desde un primer estado de conexion estatico hasta un segundo estado de conexion estatico mediante control de la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), estando configurado el sistema de circuitos para que el interruptor semiconductor (HS1)

o en una primera etapa de conmutacion (S1) de una primera fase de conmutacion (S1, S2), partiendo del primer estado de conexion estatico, conmute de manera controlada por la intensidad, imprimiendo controladamente al menos una primera corriente de control (IAS1)predeterminada en la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1) y

o en una segunda etapa de conmutacion (S2) de la primera fase de conmutacion (S1, S2), conmutar de manera controlada por la corriente, imprimiendo controladamente una segunda corriente de control (IAS2) predeterminada, inferior a la al menos una primera corriente de control (IAS1) predeterminada, en la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1) y o en una segunda fase de conmutacion (S3) que sigue a la primera fase de conmutacion (S1, S2), conmutar de manera controlada por la tension, mediante aplicacion controlada de al menos una primera tension de control (UAS1) predeterminada a la conexion de control (SHS) del interruptor semiconductor (HS1), hasta que se ha alcanzado el segundo estado de conexion estatico.
14. Convertidor de corriente (SR) para proporcionar al menos una corriente de fase (Ip) para una maquina electrica (EM) con al menos un interruptor semiconductor (HS1), en el que el convertidor de corriente (SR) presenta al menos una configuracion de circuitos (SA1) de acuerdo con la reivindicacion 13 para conmutar el interruptor semiconductor (HS1), de los que al menos hay uno.
15. Equipo de accionamiento (AV) para accionar un vetnculo con una maquina electrica (EM),

incluyendo el equipo de accionamiento (AV) un convertidor de corriente (SR) con al menos un interruptor semiconductor (HS1) para proporcionar al menos una corriente de fase (Ip) para la maquina electrica (EM) y al menos una configuracion de circuitos (SA1) de acuerdo con la reivindicacion 13 para conmutar el interruptor semiconductor (HS), de los que al menos hay uno.