WO2019034505A1 - Circuit for actuating a power semiconductor transistor - Google Patents

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WO2019034505A1
WO2019034505A1 PCT/EP2018/071579 EP2018071579W WO2019034505A1 WO 2019034505 A1 WO2019034505 A1 WO 2019034505A1 EP 2018071579 W EP2018071579 W EP 2018071579W WO 2019034505 A1 WO2019034505 A1 WO 2019034505A1
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power semiconductor
circuit
semiconductor transistor
gate
current
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PCT/EP2018/071579
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Falko Friese
Peter Sinn
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Robert Bosch Gmbh
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0828Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in composite switches
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    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0027Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch

Definitions

  • Gate drive in particular so-called insulated gate bipolar transistors [IGBTs] and metal oxide semiconductor field effect transistors [MOSFETs] and other corresponding transistors
  • IGBTs insulated gate bipolar transistors
  • MOSFETs metal oxide semiconductor field effect transistors
  • Such push-pull output stages are usually connected to the control electrodes of the power semiconductor transistor.
  • the control electrodes are the gate and the emitter (also called source).
  • the Gegentaktendrun usually forms a circuit which is connected between a driver for driving the power semiconductor transistor and the
  • Power semiconductor transistor itself is arranged to be made of a
  • Driving signal of the driver to form a control voltage for driving the gate of the power semiconductor transistor.
  • Input voltage (eg -8 volts to turn off) can be switched.
  • the load current of the power semiconductor transistor can be measured and taken into account by the driver for driving the power semiconductor transistor.
  • the driver is set up so that it detects a short circuit based on the measured load current and a suitable one
  • Short-circuit shutdown initiates, if the load current exceeds a previously selected fixed threshold.
  • the load current is frequently set to a threshold which is twice to three times the highest expected regular operating current.
  • Operating current is here meant a current that can occur during normal operation of the power semiconductor transistor maximum.
  • the choice of the control voltage of the power semiconductor in the on state is subject to a conflict of goals.
  • the higher the control voltage is selected the lower the collector-emitter voltage (between the collector and the emitter of the power semiconductor transistor).
  • This collector-emitter voltage leads to a power loss in the power semiconductor transistor in the on state. Accordingly, power losses in the power semiconductor transistor (also called forward losses) can be reduced during normal operation of the power semiconductor transistor due to a high control voltage. This is desirable.
  • increases by a higher control voltage of the desaturation of the power semiconductor transistor increases the maximum short-circuit current that can occur. Ultimately, this leads to an increased load of the power semiconductor in the event of a short circuit. This is undesirable because the short-circuit protection should be designed so that the power semiconductor transistor should not be damaged by a short-circuit current occurring.
  • Described here are a circuit and an operating method for such a circuit with which the short-circuit current is limited, without increasing the forward losses of the power semiconductor during normal operation. This is achieved by a circuit for controlling a
  • Power semiconductor transistor comprising a drive stage, which for driving the gate of the power semiconductor transistor with a
  • Control voltage is set up and is connected to the gate and the emitter of the power semiconductor transistor, further comprising a
  • Protection circuit which is also adapted to drive the gate and is connected to the gate and the emitter of the power semiconductor transistor, and connected to the emitter of the power semiconductor transistor current sensor for determining a load current through the power semiconductor transistor, wherein an output of the current sensor of
  • Protection circuit is provided and the protection circuit is adapted to lower the control voltage at the gate when a load current through the power semiconductor transistor is greater than one
  • the circuit forms an intermediate assembly between a driver for operating a power semiconductor transistor and the
  • the circuit preferably has signal inputs to the input of signals from the driver and outputs for connecting the circuit to the power semiconductor transistor.
  • the circuit individually but also together with the
  • the power semiconductor transistor has a conventional structure with a gate (for applying a control voltage with which the power semiconductor transistor can be switched), an emitter and a collector.
  • the emitter is usually connected to a ground potential.
  • the emitter and the collector together also form the connections for the drive stage.
  • the drive stage and the protection circuit are connected in parallel between the emitter and the gate and thus can equally (both) influence the control voltage applied to the gate.
  • the protection circuit is configured to adapt the control voltage applied to the gate on the basis of the control voltage predetermined by the drive stage so as to influence the permeability of the power semiconductor transistor.
  • a current sensor Series with the power semiconductor transistor is arranged (preferably between the emitter and the reference potential, a current sensor, which by the Power semiconductor transistor can completely monitor current flowing.
  • the current sensor has an output. At this output, a signal is available which includes information about the load current flowing through the power semiconductor transistor. This output or the signal available at this output is provided to the protection circuit.
  • Protection circuitry is configured to lower the control voltage at the gate when a load current is greater than a threshold current.
  • control voltage can be largely independent of the requirements for the
  • the short-circuit current limit is now independent of the choice of control voltage through the additional
  • the protection circuit may also be referred to as a "clamping circuit.”
  • the protection circuit is the crucial element of the solution described here.
  • the current sensor serves the purpose of determining a load current applied to the power semiconductor transistor.
  • the current sensor can use any principle for determining a load current.
  • Power semiconductor transistor and the driver to certain input signals are detected.
  • this can be voltages to the Control electrodes are measured with increasing load current of the power semiconductor.
  • the protective circuit is set up so that it has no effects on the emitter and the gate of the power semiconductor transistor, provided that a load current measured by the current sensor is smaller than one
  • the protection circuit behaves at load currents below the threshold current preferred as a very high resistance, the behavior of the
  • the protective circuit has a transistor with which the control voltage at the gate can be reduced in dependence on a current measured by the current sensor.
  • a transistor in the protection circuit is preferably configured to establish a connection to a reference potential, via which the control voltage at the gate can be reduced.
  • the gate of this transistor is preferably via a circuit or via a logic with the current sensor or the output of
  • the power semiconductor transistor is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • Insulated gate bipolar transistors are particularly suitable for switching high currents and are used, for example, in B-6 bridges in a motor vehicle with an electric drive to supply direct currents from an accumulator in
  • alternating currents in particular polyphase alternating currents
  • alternating currents in particular polyphase alternating currents
  • Polyphase AC currents from a charging infrastructure or a generator into DC currents for an accumulator.
  • the circuit described herein is also applicable when the power semiconductor transistor is a metal oxide field effect transistor (MOFSET) or any other voltage controlled transistor. Also particularly advantageous is when the drive stage in the manner of a
  • Push-pull output stage is designed, with which a control voltage between an upper input voltage and a lower input voltage for driving the gate can be provided.
  • a push-pull output stage makes it possible to
  • Push-pull output is often referred to as a "push-pull stage.”
  • a push-pull output is characterized in particular by the fact that they are low
  • the circuit also has a signal input, to which a driver module for driving the power semiconductor transistor can be connected via the circuit.
  • the circuit preferably has a signal output to which a
  • Driver module for driving the power semiconductor transistor can be connected via the circuit.
  • the signal input and the signal output can each transitions or
  • the signal input and the signal output respectively to comprise changeable connection points (for example plug-in connections) with which a connection of the circuit to different drivers is possible.
  • the protection circuit is preferably configured to determine whether there is a transient transient current or an increased load current and to trigger a lowering of the control voltage at the gate only when there is an increased load current.
  • any conceivable logic can be provided in the protection circuit which takes into account not only the magnitude of the current (measured by the current sensor) by the power semiconductor transistor, but additionally information from the course of the current (in particular from the course of the current increase, angle of the rising edge etc.).
  • any logic serving the purpose can be implemented from the available information with regard to the current through the power semiconductor transistor available at the output of the current sensor, to initiate appropriate measures for influencing the control voltage.
  • the protection circuit or the logic implemented in the protection circuit can also take into account further information or signal inputs in influencing the control voltage.
  • the circuit described can be used to control various aspects of the circuit described
  • the described circuit can, for. B.
  • inverters can also be used with inverters, DCDC converters, solid state relays, etc.
  • FIG. 2 a circuit described
  • FIG. 3 a time profile of gate voltage and load current of a
  • Fig. 1 shows a typical characteristic diagram of a power semiconductor transistor of the type of insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the product of Ic and UCE represents the power loss experienced by the load current transmitted by the power semiconductor transistor.
  • Power semiconductor transistor can flow. The power loss of
  • Gate voltage UGE lower. Marked in the characteristic field are a desaturated region 22 and a saturated region 23, which are separated from a boundary line 21.
  • the current Ic is independent of a current IB flowing through the gate to the emitter, which is also called a base current.
  • the current Ic is proportional to the current IB flowing to the emitter via the gate. In the desaturated area is the
  • FIG. 2 schematically shows a circuit 1 described here, which is arranged between a driver module 14 for driving a power semiconductor transistor 2 and the power semiconductor transistor 2.
  • the circuit 2 comprises the drive circuit 3, which is designed here as a push-pull output stage and from a passing via a signal input 13 in the circuit 1
  • Input signal generates a control voltage 12 for the gate 4, which is between an upper input voltage 10 and a lower input voltage 11.
  • the power semiconductor transistor 2 has a gate 4, an emitter 5, and a collector 9.
  • the output of the drive stage 3 is connected to the gate 4 and configured to provide a voltage across the emitter 5 at the gate 4.
  • the emitter 5 is connected here to a ground potential 30.
  • Parallel to the drive stage 3, the protection circuit 6 is connected between the gate 4 and the emitter 5, which is set up to influence the control voltage 12 at the gate 4.
  • Power semiconductor transistor 2 is a current sensor 7 is connected, which has an output 8, to which a signal is available, which is representative of the current flowing through the power semiconductor transistor 2 current.
  • Protection circuit is adapted to take into account when influencing the control voltage 12, this signal from the current sensor 7.
  • the circuit 1 preferably has a signal input 13 via which the driver module 14 can pass signals for driving the power semiconductor transistor 2 to the circuit 1.
  • the driver module 14 preferably also has a signal input 15, via which signals from the circuit 1 can be transmitted back to the driver module 14.
  • signals may be representative of the operating state of the power semiconductor transistor 2.
  • a signal from the current sensor 7 (with a
  • FIG. 3 shows a time profile of currents and voltages in a described circuit 1 with a power semiconductor transistor 2.
  • a gate voltage curve and a load current profile are shown as they are in the control of a power semiconductor transistor with the here
  • a gate voltage waveform and a load current waveform are shown, as they set in a drive of a power semiconductor transistor without such a circuit.
  • the upper diagram shows, over the time axis 16 common to the two diagrams, 16 current curves 17.
  • the lower diagram shows 16 voltage curves 24 over the time axis.
  • a short circuit 25 is noted on the time axis.
  • the current profile with protection circuit 27 is reduced by the current reduction 31 compared with the current profile without protection circuit 26.
  • the short-circuit current is reduced here. This is achieved by the voltage curve with
  • Protective circuit 29 against the voltage curve without protection circuit 28 is reduced by the voltage reduction 32 in the event of a short circuit.
  • a lower saturation current is established in the diagram according to FIG. 1 and the short-circuit current is reduced (see upper diagram in FIG. 3).

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  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

A circuit (1) for actuating a power semiconductor transistor (2) having an actuation stage (3), which is configured to actuate the gate (4) of the power semiconductor transistor (2) using a control voltage (12) and, for this purpose, is connected to the gate (4) and the emitter (5) of the power semiconductor transistor (2), further having a protective circuit (6), which is likewise configured to actuate the gate (4) and, for this purpose, is connected to the gate (4) and the emitter (5), and also a current sensor (7) connected to the emitter (5) of the power semiconductor transistor (2) to determine a load current, wherein an output (8) of the current sensor (7) is made available to the protective circuit (6) and the protective circuit (6) is configured to decrease the control voltage at the gate (4) when a load current is greater than a threshold value current.

Description

Titel  title
Schaltung zur Ansteuerung eines Leistungshalbleitertransistors Stand der Technik Circuit for driving a power semiconductor transistor prior art
Zur Ansteuerung von Leistungshalbleitertransistoren mit kapazitiver For controlling power semiconductor transistors with capacitive
Gateansteuerung (insbesondere sogenannte Bipolartransistoren mit isolierter Gate- Elektrode [IGBTs = Insulated Gate Bipolar Transistor] und Metall-Oxid- Halbleiter- Feldeffekttransistoren [MOSFETs] sowie andere entsprechende Transistoren) werden üblicherweise Gatetreiber mit integrierter oder externer Gegentaktendstufe (auch Push-Pull-Stufe genannt) zur Ansteuerung des Gates des Leistungshalbleitertransistors eingesetzt. Solche Gegentaktendstufen sind üblicherweise an die Steuerelektroden des Leistungshalbleitertransistors angeschlossen. Die Steuerelektroden sind das Gate sowie der Emitter (auch Source genannt). Gate drive (in particular so-called insulated gate bipolar transistors [IGBTs] and metal oxide semiconductor field effect transistors [MOSFETs] and other corresponding transistors) are commonly called gate drivers with integrated or external push-pull output (also called push-pull stage) ) is used to drive the gate of the power semiconductor transistor. Such push-pull output stages are usually connected to the control electrodes of the power semiconductor transistor. The control electrodes are the gate and the emitter (also called source).
Die Gegentaktendstufe bildet üblicherweise eine Schaltung, die zwischen einem Treiber zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors und dem The Gegentaktendstufe usually forms a circuit which is connected between a driver for driving the power semiconductor transistor and the
Leistungshalbleitertransistor selbst angeordnet ist, um aus einem Power semiconductor transistor itself is arranged to be made of a
Ansteuerungssignal des Treibers eine Steuerspannung zur Ansteuerung des Gates des Leistungshalbleitertransistors zu formen. Driving signal of the driver to form a control voltage for driving the gate of the power semiconductor transistor.
Mit Hilfe der Gegentaktendstufe werden von außen vorgegebene Spannungen an die Steuerelektroden angelegt, die üblicherweise zwischen einer oberen Eingangsspannung (z. B. +15 Volt zum Einschalten) und einer unteren By means of the push-pull output stage, externally applied voltages are applied to the control electrodes, usually between an upper input voltage (eg +15 volts for switching on) and a lower one
Eingangsspannung (z. B. -8 Volt zum Ausschalten) geschaltet werden kann. Input voltage (eg -8 volts to turn off) can be switched.
Um Kurzschlüsse zu beherrschen (d. h. sicher abschalten zu können), kann der Laststrom des Leistungshalbleitertransistors gemessen und von dem Treiber zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors berücksichtigt werden. In order to be able to control short-circuits (that is to say switch off safely), the load current of the power semiconductor transistor can be measured and taken into account by the driver for driving the power semiconductor transistor.
Üblicherweise ist der Treiber so eingerichtet, dass dieser anhand des gemessenen Laststroms einen Kurzschluss erkennt und eine geeignete Usually, the driver is set up so that it detects a short circuit based on the measured load current and a suitable one
Kurzschlussabschaltung einleitet, sofern der Laststrom einen zuvor gewählten festen Schwellwert überschreitet. Um Fehlauslösungen der Kurzschlusserkennung zu vermeiden, wird für den Laststrom häufig ein Schwellwert gewählt, der das Doppelte bis Dreifache des höchsten zu erwartenden regelmäßigen Betriebsstroms beträgt. Mit dem Short-circuit shutdown initiates, if the load current exceeds a previously selected fixed threshold. To avoid false tripping of the short-circuit detection, the load current is frequently set to a threshold which is twice to three times the highest expected regular operating current. With the
Betriebsstrom ist hier ein Strom gemeint, der während des regulären Betriebs des Leistungshalbleitertransistors maximal auftreten kann. Operating current is here meant a current that can occur during normal operation of the power semiconductor transistor maximum.
Bei niedrigeren Schwellwerten für den Laststrom könnten Fehlauslösungen der Kurzschlusserkennung in Folge von transienten Strömen z.B. bei At lower load current thresholds, false tripping of the short circuit detection due to transient currents, e.g. at
Ausgleichsvorgängen auftreten. Solche transienten Ströme können den höchsten zu erwartenden regelmäßigen Betriebsstrom überschreiten. Compensation processes occur. Such transient currents may exceed the highest expected regular operating current.
Für den Betrieb eines Leistungshalbleitertransistors ist auch eine geeignete Steuerspannung festzulegen. For the operation of a power semiconductor transistor and a suitable control voltage is set.
Die Wahl der Steuerspannung des Leistungshalbleiters im eingeschalteten Zustand unterliegt einem Zielkonflikt. Je höher die Steuerspannung gewählt wird, desto geringer ist die Kollektor- Emitter-Spannung (zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Leistungshalbleitertransistors). Diese Kollektor- Emitter- Spannung führt zu einem Leistungsverlust in dem Leistungshalbleitertransistor im eingeschalteten Zustand. Durch eine hohe Steuerspannung können demnach Leistungsverluste im Leistungshalbleitertransistor (auch Durchlassverluste genannt) im Regelbetrieb des Leistungshalbleitertransistors reduziert werden. Dies ist erwünscht. Andererseits steigt durch eine höhere Steuerspannung der Entsättigungsstrom des Leistungshalbleitertransistors. Hierdurch steigt der maximale Kurzschlussstrom, der auftreten kann. Letztlich führt dies zu einer erhöhten Belastung des Leistungshalbleiters im Kurzschlussfall. Dies ist unerwünscht, weil der Kurzschlussschutz so ausgelegt sein soll, dass der Leistungshalbleitertransistor durch einen auftretenden Kurzschlussstrom nicht beschädigt werden soll. The choice of the control voltage of the power semiconductor in the on state is subject to a conflict of goals. The higher the control voltage is selected, the lower the collector-emitter voltage (between the collector and the emitter of the power semiconductor transistor). This collector-emitter voltage leads to a power loss in the power semiconductor transistor in the on state. Accordingly, power losses in the power semiconductor transistor (also called forward losses) can be reduced during normal operation of the power semiconductor transistor due to a high control voltage. This is desirable. On the other hand, increases by a higher control voltage of the desaturation of the power semiconductor transistor. This increases the maximum short-circuit current that can occur. Ultimately, this leads to an increased load of the power semiconductor in the event of a short circuit. This is undesirable because the short-circuit protection should be designed so that the power semiconductor transistor should not be damaged by a short-circuit current occurring.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Hier beschrieben werden sollen eine Schaltung und ein Betriebsverfahren für eine solche Schaltung, mit welchen der Kurzschlussstrom begrenzt wird, ohne die Durchlassverluste des Leistungshalbleiters im Regelbetrieb zu erhöhen. Dies wird erreicht durch eine Schaltung zur Ansteuerung eines Described here are a circuit and an operating method for such a circuit with which the short-circuit current is limited, without increasing the forward losses of the power semiconductor during normal operation. This is achieved by a circuit for controlling a
Leistungshalbleitertransistors aufweisend eine Ansteuerungsstufe, welche zur Ansteuerung des Gates des Leistungshalbleitertransistors mit einer Power semiconductor transistor comprising a drive stage, which for driving the gate of the power semiconductor transistor with a
Steuerspannung eingerichtet ist und dazu an das Gate und den Emitter des Leistungshalbleitertransistors angeschlossen ist, weiter aufweisend eineControl voltage is set up and is connected to the gate and the emitter of the power semiconductor transistor, further comprising a
Schutzschaltung, welche ebenfalls zur Ansteuerung des Gates eingerichtet ist und dazu an das Gate und den Emitter des Leistungshalbleitertransistors angeschlossen ist, sowie ein an dem Emitter des Leistungshalbleitertransistors angeschlossener Stromsensor zur Bestimmung eines Laststroms durch den Leistungshalbleitertransistor, wobei ein Ausgang des Stromsensors derProtection circuit, which is also adapted to drive the gate and is connected to the gate and the emitter of the power semiconductor transistor, and connected to the emitter of the power semiconductor transistor current sensor for determining a load current through the power semiconductor transistor, wherein an output of the current sensor of
Schutzschaltung zur Verfügung gestellt ist und die Schutzschaltung dazu eingerichtet ist, die Steuerspannung an dem Gate abzusenken, wenn ein Laststrom durch den Leistungshalbleitertransistor größer ist als ein Protection circuit is provided and the protection circuit is adapted to lower the control voltage at the gate when a load current through the power semiconductor transistor is greater than one
Schwellwertstrom. Threshold current.
Die Schaltung bildet insbesondere eine Zwischenbaugruppe zwischen einem Treiber zum Betrieb eines Leistungshalbleitertransistors und dem In particular, the circuit forms an intermediate assembly between a driver for operating a power semiconductor transistor and the
Leistungshalbleitertransistor selbst. Dazu weist die Schaltung bevorzugt Signaleingänge zum Eingang von Signalen von dem Treiber und Ausgänge zum Anschluss der Schaltung an den Leistungshalbleitertransistor auf. Im Folgenden ist die Schaltung einzeln aber auch zusammen mit dem Power semiconductor transistor itself. For this purpose, the circuit preferably has signal inputs to the input of signals from the driver and outputs for connecting the circuit to the power semiconductor transistor. Below is the circuit individually but also together with the
Leistungshalbleitertransistor beschrieben. Power semiconductor transistor described.
Der Leistungshalbleitertransistor hat einen üblichen Aufbau mit einem Gate (zum Anlegen einer Steuerspannung, mit welcher der Leistungshalbleitertransistor geschaltet werden kann), einem Emitter und einem Kollektor. Der Emitter ist üblicherweise an ein Grundpotential angeschlossen. Der Emitter und der Kollektor bilden zusammen auch die Anschlüsse für die Ansteuerungsstufe. Die Ansteuerungsstufe und die Schutzschaltung sind zwischen dem Emitter und dem Gate parallel geschaltet und können damit gleichermaßen (beide) die an dem Gate anliegende Steuerspannung beeinflussen. Die Schutzschaltung ist dazu eingerichtet, die an dem Gate anliegende Steuerspannung ausgehend von der von der Ansteuerungsstufe vorgegebenen Steuerspannung anzupassen, um so die Durchlässigkeit des Leistungshalbleitertransistors zu beeinflussen. InThe power semiconductor transistor has a conventional structure with a gate (for applying a control voltage with which the power semiconductor transistor can be switched), an emitter and a collector. The emitter is usually connected to a ground potential. The emitter and the collector together also form the connections for the drive stage. The drive stage and the protection circuit are connected in parallel between the emitter and the gate and thus can equally (both) influence the control voltage applied to the gate. The protection circuit is configured to adapt the control voltage applied to the gate on the basis of the control voltage predetermined by the drive stage so as to influence the permeability of the power semiconductor transistor. In
Serie mit dem Leistungshalbleitertransistor ist (bevorzugt zwischen dem Emitter und dem Bezugspotential ein Stromsensor angeordnet, welcher den durch den Leistungshalbleitertransistor fließenden Strom vollständig überwachen kann. Der Stromsensor hat einen Ausgang. An diesem Ausgang ist ein Signal verfügbar, welches Informationen zu dem durch den Leistungshalbleitertransistor fließendem Laststrom beinhaltet. Dieser Ausgang bzw. das an diesem Ausgang verfügbare Signal ist der Schutzschaltung zur Verfügung gestellt. Die Series with the power semiconductor transistor is arranged (preferably between the emitter and the reference potential, a current sensor, which by the Power semiconductor transistor can completely monitor current flowing. The current sensor has an output. At this output, a signal is available which includes information about the load current flowing through the power semiconductor transistor. This output or the signal available at this output is provided to the protection circuit. The
Schutzschaltung ist dazu eingerichtet, die Steuerspannung an dem Gate abzusenken, wenn ein Laststrom größer ist als ein Schwellwertstrom.  Protection circuitry is configured to lower the control voltage at the gate when a load current is greater than a threshold current.
Durch die Schutzschaltung findet damit eine Reduzierung (oder auch Through the protection circuit thus finds a reduction (or
Herunterregelung) der Steuerspannung statt, wenn ein großer Laststrom auftritt. Down control) of the control voltage takes place when a large load current occurs.
Durch die beschriebene Schaltung kann der Zielkonflikt bei der Festlegung der Steuerspannung zumindest teilweise aufgelöst werden. Die Steuerspannung lässt sich weitestgehend unabhängig von den Anforderungen für den By the described circuit, the conflicting goals in the determination of the control voltage can be at least partially resolved. The control voltage can be largely independent of the requirements for the
Kurzschlussschutz festlegen. Die Kurzschlussstrombegrenzung wird nun unabhängig von der Wahl der Steuerspannung durch die zusätzliche Define short-circuit protection. The short-circuit current limit is now independent of the choice of control voltage through the additional
Schutzschaltung realisiert. Protection circuit realized.
Die Schutzschaltung kann auch als„Clamping-Schaltung" bezeichnet werden. Die Schutzschaltung stellt das entscheidende Element der hier beschriebenen Lösung dar.  The protection circuit may also be referred to as a "clamping circuit." The protection circuit is the crucial element of the solution described here.
Der Stromsensor dient dem Zweck, einen an dem Leistungshalbleitertransistor anliegenden Laststrom zu bestimmen. Der Stromsensor kann jedes beliebige Prinzip zur Ermittlung eines Laststroms nutzen. The current sensor serves the purpose of determining a load current applied to the power semiconductor transistor. The current sensor can use any principle for determining a load current.
Wird ein Laststrom des Leistungshalbleitertransistors größer als der höchste zu erwartende regelmäßige Betriebsstrom gemessen, wird die Spannung an den Steuerelektroden des Leistungshalbleiters abgesenkt, wodurch der If a load current of the power semiconductor transistor is measured greater than the highest expected regular operating current, the voltage at the control electrodes of the power semiconductor is lowered, whereby the
Entsättigungsstrom abgesenkt wird. Im Falle eines Kurzschlusses wird somit durch diese Reduzierung des Kurzschlussstroms die Belastung des Desaturation is lowered. In the case of a short circuit, the load on the
Leistungshalbleiters deutlich reduziert.  Power semiconductor significantly reduced.
Ob eine hier beschriebene Schaltung zwischen einem (üblichen) Treiber für einen Leistungshalbleitertransistor und dem Leistungshalbleitertransistor selbst vorgesehen ist, kann beispielsweise durch eine Vermessung der Reaktionen desWhether a circuit described here between a (usual) driver for a power semiconductor transistor and the power semiconductor transistor itself is provided, for example, by measuring the reactions of
Leistungshalbleitertransistors und des Treibers auf bestimmte Eingangssignale nachgewiesen werden. Insbesondere können hierzu Spannungen an den Steuerelektroden bei steigendem Laststrom des Leistungshalbleiters gemessen werden. Power semiconductor transistor and the driver to certain input signals are detected. In particular, this can be voltages to the Control electrodes are measured with increasing load current of the power semiconductor.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Schutzschaltung so eingerichtet ist, dass sie keine Auswirkungen auf den Emitter und das Gate des Leistungshalbleitertransistor hat, sofern ein von dem Stromsensor gemessener Laststrom kleiner ist als ein It is particularly advantageous if the protective circuit is set up so that it has no effects on the emitter and the gate of the power semiconductor transistor, provided that a load current measured by the current sensor is smaller than one
Schwellwertstrom. Threshold current.
Die Schutzschaltung verhält sich bei Lastströmen unterhalb des Schwellwertstroms bevorzugt wie ein sehr hochohmiger Widerstand, der das Verhalten des The protection circuit behaves at load currents below the threshold current preferred as a very high resistance, the behavior of the
Leistungshalbleitertransistors im Zusammenhang mit der Ansteuerungsstufe nicht beeinflusst. Power semiconductor transistor not affected in connection with the drive stage.
Außerdem besonders vorteilhaft ist, wenn die Schutzschaltung einen Transistor aufweist, mit welchem die Steuerspannung an dem Gate in Abhängigkeit eines von dem Stromsensor gemessenen Stroms reduziert werden kann. Moreover, it is particularly advantageous if the protective circuit has a transistor with which the control voltage at the gate can be reduced in dependence on a current measured by the current sensor.
Ein Transistor in der Schutzschaltung ist bevorzugt dazu eingerichtet, eine Verbindung mit einem Bezugspotential herzustellen, über welche die Steuerspannung an dem Gate reduziert werden kann. Das Gate dieses Transistor ist dazu bevorzugt über eine Schaltung bzw. über eine Logik mit dem Stromsensor bzw. dem Ausgang des A transistor in the protection circuit is preferably configured to establish a connection to a reference potential, via which the control voltage at the gate can be reduced. The gate of this transistor is preferably via a circuit or via a logic with the current sensor or the output of
Stromsensors verbunden. Current sensors connected.
Darüber hinaus besonders vorteilhaft ist, wenn der Leistungshalbleitertransistor ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) ist. Moreover, it is particularly advantageous if the power semiconductor transistor is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode eigenen sich besonders, um hohe Ströme zu schalten und werden beispielsweise in B-6-Brücken in einem Kraftfahrzeug mit Elektro-Antrieb eingesetzt, um Gleichströme aus einem Akkumulator in Insulated gate bipolar transistors are particularly suitable for switching high currents and are used, for example, in B-6 bridges in a motor vehicle with an electric drive to supply direct currents from an accumulator in
Wechselströme (insbesondere Mehrphasenwechselströme) für einen Antrieb umzuwandeln oder umgekehrt Wechselströme (insbesondere To convert alternating currents (in particular polyphase alternating currents) for a drive or, conversely, alternating currents (in particular
Mehrphasenwechselströme) aus einer Ladeinfrastruktur oder einem Generator in Gleichströme für einen Akkumulator umzuwandeln. Die hier beschriebene Schaltung ist aber auch anwendbar, wenn der Leistungshalbleitertransistor ein Metalloxid-Feldeffekt- Transistor (MOFSET) oder ein beliebiger anderer spannungsgesteuerter Transistor ist. Auch besonders vorteilhaft ist, wenn die Ansteuerungsstufe nach Art einer Polyphase AC currents) from a charging infrastructure or a generator into DC currents for an accumulator. However, the circuit described herein is also applicable when the power semiconductor transistor is a metal oxide field effect transistor (MOFSET) or any other voltage controlled transistor. Also particularly advantageous is when the drive stage in the manner of a
Gegentaktendstufe ausgebildet ist, mit welcher eine Steuerspannung zwischen einer oberen Eingangsspannung und einer unteren Eingangsspannung zur Ansteuerung des Gates bereitgestellt werden kann. Eine Gegentaktendstufe ermöglicht es, ein Push-pull output stage is designed, with which a control voltage between an upper input voltage and a lower input voltage for driving the gate can be provided. A push-pull output stage makes it possible to
Eingangssignal effizient in eine Ausgangsspannung in einem bestimmten  Input signal efficiently into an output voltage in a given one
Spannungsbereich zwischen einer (vorgegebenen) oberen Eingangsspannung und einer (vorgegebenen) unteren Eingangsspannung umzusetzen. Eine To convert voltage range between a (predetermined) upper input voltage and a (predetermined) lower input voltage. A
Gegentaktendstufe wird dabei häufig auch als„Push-Pull-Stufe" bezeichnet. Eine Gegentaktendstufe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie geringe Push-pull output is often referred to as a "push-pull stage." A push-pull output is characterized in particular by the fact that they are low
Leistungsverluste hat.  Has lost power.
Bevorzugt hat die Schaltung auch einen Signaleingang, an welchen ein Treibermodul zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors über die Schaltung anschließbar ist. Preferably, the circuit also has a signal input, to which a driver module for driving the power semiconductor transistor can be connected via the circuit.
Außerdem bevorzugt hat die Schaltung einen Signalausgang, an welchem ein In addition, the circuit preferably has a signal output to which a
Treibermodul zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors über die Schaltung anschließbar ist. Der Signaleingang und der Signalausgang können jeweils Übergänge bzw. Driver module for driving the power semiconductor transistor can be connected via the circuit. The signal input and the signal output can each transitions or
Verbindungsleitungen zwischen dem Treiber und der hier beschriebenen Schaltung sein. Es ist auch möglich, dass der Signaleingang und der Signalausgang jeweils veränderbare Verbindungsstellen (bspw. Steckverbindungen) umfassen, mit denen eine Anbindung der Schaltung an verschiedene Treiber möglich ist.  Connecting lines between the driver and the circuit described here. It is also possible for the signal input and the signal output respectively to comprise changeable connection points (for example plug-in connections) with which a connection of the circuit to different drivers is possible.
Außerdem ist die Schutzschaltung bevorzugt dazu eingerichtet, festzustellen, ob ein kurzzeitiger, transierter Strom oder ein erhöhter Laststrom vorliegt und eine Absenkung der Steuerspannung an dem Gate nur auszulösen, wenn erhöhter Laststrom vorliegt. Allgemein kann in der Schutzschaltung jede denkbare Logik vorgesehen sein, die nicht nur die Höhe des auftretenden (von dem Stromsensor gemessenen) Stroms durch den Leistungshalbleitertransistor berücksichtigt, sondern zusätzlich Informationen aus dem Verlauf des Stroms (insbesondere aus dem Verlauf des Stromanstiegs, Winkel der ansteigenden Flanke etc.) berücksichtigt. In der Schutzschaltung kann jede beliebige Logik implementiert sein, die dem Zwecke dient, aus den verfügbaren Informationen hinsichtlich des Stroms durch den Leistungshalbleitertransistor, die an dem Ausgang des Stromsensors zur Verfügung stehen, geeignete Maßnahmen zur Beeinflussung der Steuerspannung einzuleiten. Die Schutzschaltung bzw. die in der Schutzschaltung umgesetzte Logik kann auch weitere Informationen bzw. Signaleingänge bei der Beeinflussung der Steuerspannung berücksichtigen. In addition, the protection circuit is preferably configured to determine whether there is a transient transient current or an increased load current and to trigger a lowering of the control voltage at the gate only when there is an increased load current. In general, any conceivable logic can be provided in the protection circuit which takes into account not only the magnitude of the current (measured by the current sensor) by the power semiconductor transistor, but additionally information from the course of the current (in particular from the course of the current increase, angle of the rising edge etc.). In the protection circuit, any logic serving the purpose can be implemented from the available information with regard to the current through the power semiconductor transistor available at the output of the current sensor, to initiate appropriate measures for influencing the control voltage. The protection circuit or the logic implemented in the protection circuit can also take into account further information or signal inputs in influencing the control voltage.
Die beschriebene Schaltung kann zur Ansteuerung von diversen The circuit described can be used to control various
Leistungshalbleitern verwendet werden. Die beschriebene Schaltung kann z. B. Power semiconductors are used. The described circuit can, for. B.
auch bei Invertern, DCDC-Wandlern, Solid State Relais, etc. eingesetzt werden. can also be used with inverters, DCDC converters, solid state relays, etc.
Die beschriebene Schaltung wird nachfolgend anhand der Figuren noch näher erläutert. Die Figuren erläutern das technische Umfeld und zeigen einzelne The circuit described will be explained in more detail with reference to the figures. The figures explain the technical environment and show individual ones
Ausführungsbeispiele der Schaltung, auf weiche die Offenbarung jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen: Embodiments of the circuit, to which the disclosure is however not limited. Show it:
Fig. 1: ein typisches Kennlinienfeld eines Leistungshalbleitertransistors, 1 shows a typical characteristic field of a power semiconductor transistor,
Fig. 2: eine beschriebene Schaltung, und Fig. 3: einen zeitlichen Verlauf von Gatespannung und Laststrom eines FIG. 2: a circuit described, and FIG. 3: a time profile of gate voltage and load current of a
Leistungshalbleitertransistors  Power semiconductor transistor
Die Fig. 1 zeigt ein typisches Kennlinienfeld eines Leistungshalbleitertransistors vom Typ eines Bipolartransistors mit isolierter Gate- Elektrode (IGBT). Zu Fig. 1 shows a typical characteristic diagram of a power semiconductor transistor of the type of insulated gate bipolar transistor (IGBT). To
erkennen ist der Strom durch den Transistor lc (aufgetragen auf der Stromachsethe current through the transistor 1c (plotted on the current axis) can be seen
19), der hier über die anliegende Spannung zwischen Kollektor und Emitter UCE (aufgetragen auf der Spannungsachse 18) für verschiedene Gatespannungen UGE (Spannungen zwischen Gate und Emitter) aufgetragen in Form von 19), which is plotted here via the voltage applied between the collector and emitter UCE (plotted on the voltage axis 18) for different gate voltages UGE (voltages between gate and emitter) in the form of
verschiedenen Kennlinien 20 aufgetragen ist. various characteristics 20 is plotted.
Das Produkt aus lc und UCE stellt den Leistungsverlust dar, den der Laststrom erfährt, der von dem Leistungshalbleitertransistor durchgelassen wird. Zu The product of Ic and UCE represents the power loss experienced by the load current transmitted by the power semiconductor transistor. To
erkennen ist, dass bei steigernder Gatespannung UGE bei gleicher Spannung zwischen Kollektor und Emitter UCE ein höherer Strom lc durch den It can be seen that with increasing gate voltage UGE at the same voltage between the collector and emitter UCE a higher current Ic by the
Leistungshalbleitertransistor fließen kann. Der Leistungsverlust des Power semiconductor transistor can flow. The power loss of
Leistungshalbleitertransistors im Betrieb wird damit durch eine Erhöhung der  Power semiconductor transistor in operation is thus by increasing the
Gatespannung UGE geringer. In dem Kennlinienfeld markiert sind ein entsättigter Bereich 22 und ein gesättigter Bereich 23, die von einer Grenzlinie 21 getrennt werden. Gate voltage UGE lower. Marked in the characteristic field are a desaturated region 22 and a saturated region 23, which are separated from a boundary line 21.
In dem gesättigten Bereich ist der Strom lc unabhängig von einem über das Gate an den Emitter abfließenden Strom IB, der auch Basisstrom genannt wird. In dem entsättigten Bereich ist der Strom lc proportional zu dem über das Gate an den Emitter abfließenden Strom IB. Im entsättigten Bereich ist der In the saturated region, the current Ic is independent of a current IB flowing through the gate to the emitter, which is also called a base current. In the desaturated region, the current Ic is proportional to the current IB flowing to the emitter via the gate. In the desaturated area is the
Leistungshalbleitertransistor auf leitend geschaltet und es fließt ein Arbeitsstrom lc. Der Entsättigte Bereich wird jedoch nur während des Ein- oder Ausschaltens des Leistungshalbleitertransistors durchführen. Im entsättigten Bereich hat der Leistungshalbleitertransistor hohe Verluste. Daher wird der entsättigte Bereich im statischen Betrieb des Leistungshalbleitertransistors nicht genutzt. Der gesättigte Bereich wird im statischen Betrieb des Leistungshalbleitertransistors genutzt. In dem Diagramm zu erkennen ist, dass lc (und UCE) bei niedrigerer UGE geringer sind, wodurch auch der Strom im Entsättigungsbereich bei geringerer UGE geringer ist. Power semiconductor transistor turned on and there flows a working current lc. However, the desaturated region will only perform during turn-on or turn-off of the power semiconductor transistor. In the desaturated region, the power semiconductor transistor has high losses. Therefore, the desaturated region is not used in the static operation of the power semiconductor transistor. The saturated region is used in the static operation of the power semiconductor transistor. It can be seen in the diagram that lc (and UCE) are lower at lower UGE, which also reduces the desaturation region current at lower UGE.
Fig. 2 zeigt schematisch eine hier beschriebene Schaltung 1., die zwischen einem Treibermodul 14 zur Ansteuerung eines Leistungshalbleitertransistors 2 und dem Leistungshalbleitertransistor 2 angeordnet ist. Die Schaltung 2 umfasst die Ansteuerungsschaltung 3, die hier als Gegentaktendstufe ausgebildet ist und aus einem über einem Signaleingang 13 in die Schaltung 1 gelangende  FIG. 2 schematically shows a circuit 1 described here, which is arranged between a driver module 14 for driving a power semiconductor transistor 2 and the power semiconductor transistor 2. The circuit 2 comprises the drive circuit 3, which is designed here as a push-pull output stage and from a passing via a signal input 13 in the circuit 1
Eingangssignal eine Steuerspannung 12 für das Gate 4 generiert, die zwischen einer oberen Eingangsspannung 10 und einer unteren Eingangsspannung 11 liegt. Der Leistungshalbleitertransistor 2 hat ein Gate 4, einen Emitter 5 und einen Kollektor 9. Der Ausgang der Ansteuerungsstufe 3 ist an dem Gate 4 angeschlossen und dazu eingerichtet, eine Spannung gegenüber dem Emitter 5 an dem Gate 4 bereit zu stellen. Der Emitter 5 ist hier an ein Grundpotential 30 angeschlossen. Parallel zu der Ansteuerungsstufe 3 ist zwischen dem Gate 4 und dem Emitter 5 die Schutzschaltung 6 geschaltet, die dazu eingerichtet ist, die Steuerspannung 12 an dem Gate 4 zu beeinflussen. In Serie mit dem Input signal generates a control voltage 12 for the gate 4, which is between an upper input voltage 10 and a lower input voltage 11. The power semiconductor transistor 2 has a gate 4, an emitter 5, and a collector 9. The output of the drive stage 3 is connected to the gate 4 and configured to provide a voltage across the emitter 5 at the gate 4. The emitter 5 is connected here to a ground potential 30. Parallel to the drive stage 3, the protection circuit 6 is connected between the gate 4 and the emitter 5, which is set up to influence the control voltage 12 at the gate 4. In series with the
Leistungshalbleitertransistor 2 ist ein Stromsensor 7 geschaltet, der einen Ausgang 8 aufweist, an welchem ein Signal verfügbar ist, welches für den durch den Leistungshalbleitertransistor 2 fließenden Strom repräsentativ ist. DiePower semiconductor transistor 2 is a current sensor 7 is connected, which has an output 8, to which a signal is available, which is representative of the current flowing through the power semiconductor transistor 2 current. The
Schutzschaltung ist dazu eingerichtet, bei der Beeinflussung der Steuerspannung 12 dieses Signal von dem Stromsensor 7 zu berücksichtigen. Die Schaltung 1 hat bevorzugt einen Signaleingang 13 über welchen das Treibermodul 14 Signale zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors 2 an die Schaltung 1 übergeben kann. Das Treibermodul 14 hat darüber hinaus bevorzugt auch einen Signaleingang 15, über welchen Signale von der Schaltung 1 zurück an das Treibermodul 14 übermittelt werden können. Solche Signale können für den Betriebszustand des Leistungshalbleitertransistors 2 repräsentativ sein. Hier ist beispielhaft gezeigt, dass ein Signal von dem Stromsensor 7 (mit einer Protection circuit is adapted to take into account when influencing the control voltage 12, this signal from the current sensor 7. The circuit 1 preferably has a signal input 13 via which the driver module 14 can pass signals for driving the power semiconductor transistor 2 to the circuit 1. In addition, the driver module 14 preferably also has a signal input 15, via which signals from the circuit 1 can be transmitted back to the driver module 14. Such signals may be representative of the operating state of the power semiconductor transistor 2. Here is shown by way of example that a signal from the current sensor 7 (with a
Information über den durch den Leistungshalbleitertransistor 2 fließenden Arbeitsstrom) an dem Signaleingang 15 für das Treibermodul 14 zur Verfügung steht. Information about the working current flowing through the power semiconductor transistor 2) is available at the signal input 15 for the driver module 14.
Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf von Strömen und Spannungen in einer beschriebenen Schaltung 1 mit einem Leistungshalbleitertransistor 2. Zum einen sind ein Gate-Spannungsverlauf und ein Arbeitsstromverlauf gezeigt wie sie sich bei der Ansteuerung eines Leistungshalbleitertransistors mit der hier FIG. 3 shows a time profile of currents and voltages in a described circuit 1 with a power semiconductor transistor 2. On the one hand, a gate voltage curve and a load current profile are shown as they are in the control of a power semiconductor transistor with the here
beschriebenen Schaltung 1 einstellen. Zum Vergleich sind auch ein Gate- Spannungsverlauf und ein Arbeitsstromverlauf gezeigt, wie sie sich bei einer Ansteuerung eines Leistungshalbleitertransistors ohne eine derartige Schaltung einstellen. Das obere Diagramm zeigt über die den beiden diagrammen gemeinsame Zeitachse 16 Stromverläufe 17. Das untere Diagramm zeigt über die Zeitachse 16 Spannungsverläufe 24. set described circuit 1. For comparison, a gate voltage waveform and a load current waveform are shown, as they set in a drive of a power semiconductor transistor without such a circuit. The upper diagram shows, over the time axis 16 common to the two diagrams, 16 current curves 17. The lower diagram shows 16 voltage curves 24 over the time axis.
Als zeitliches Ereignis ist auf der Zeitachse ein Kurzschlussfall 25 vermerkt. Im oberen Diagramm ist zu erkennen, dass der Stromverlauf mit Schutzschaltung 27 gegenüber dem Stromverlauf ohne Schutzschaltung 26 um die Stromreduzierung 31 reduziert ist. Um die Stromreduzierung 31 wird hier der Kurzschlussstrom gemindert. Dies wird dadurch erreicht, dass der Spannungsverlauf mit As a temporal event, a short circuit 25 is noted on the time axis. In the upper diagram, it can be seen that the current profile with protection circuit 27 is reduced by the current reduction 31 compared with the current profile without protection circuit 26. To the current reduction 31, the short-circuit current is reduced here. This is achieved by the voltage curve with
Schutzschaltung 29 gegenüber dem Spannungsverlauf ohne Schutzschaltung 28 im Kurzschlussfall um die Spannungsreduzierung 32 gemindert wird. Hierdurch stellt sich im Diagramm gemäß Fig. 1 ein geringerer Sättigungsstrom ein und der Kurzschlussstrom wird reduziert (siehe oberes Diagramm in der Fig. 3). Protective circuit 29 against the voltage curve without protection circuit 28 is reduced by the voltage reduction 32 in the event of a short circuit. As a result, a lower saturation current is established in the diagram according to FIG. 1 and the short-circuit current is reduced (see upper diagram in FIG. 3).

Claims

Patentansprüche claims
Schaltung (1) zur Ansteuerung eines Leistungshalbleitertransistors Circuit (1) for driving a power semiconductor transistor
(2) aufweisend eine Ansteuerungsstufe (2) having a drive stage
(3) welche zur Ansteuerung des Gates (4) des (3) which for driving the gate (4) of
Leistungshalbleitertransistors (2) mit einer Steuerspannung (12) eingerichtet ist und dazu an das Gate (4) und den Emitter (5) des Leistungshalbleitertransistors (2) angeschlossen ist, weiter aufweisend eine Schutzschaltung (6), welche ebenfalls zur Ansteuerung des Gates (4) eingerichtet ist und dazu an das Gate (4) und den Emitter (5) des Leistungshalbleitertransistors (2) angeschlossen ist, sowie ein an dem Emitter (5) des Leistungshalbleitertransistors (2) angeschlossener Stromsensor (7) zur Bestimmung eines Laststroms durch den Power semiconductor transistor (2) is arranged with a control voltage (12) and to the gate (4) and the emitter (5) of the power semiconductor transistor (2) is connected, further comprising a protection circuit (6), which also for driving the gate (4 ) is arranged and to the gate (4) and the emitter (5) of the power semiconductor transistor (2) is connected, and to the emitter (5) of the power semiconductor transistor (2) connected current sensor (7) for determining a load current through the
Leistungshalbleitertransistor (2) , wobei ein Ausgang (8) des Stromsensors (7) der Schutzschaltung (6) zur Verfügung gestellt ist und die Schutzschaltung (6) dazu eingerichtet ist, die Steuerspannung an dem Gate Power semiconductor transistor (2), wherein an output (8) of the current sensor (7) of the protection circuit (6) is provided and the protection circuit (6) is adapted to the control voltage at the gate
(4) abzusenken, wenn ein Laststrom durch den Leistungshalbleitertransistor (2) größer ist als ein (4) when a load current through the power semiconductor transistor (2) is greater than one
Schwellwertstrom. Threshold current.
Schaltung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Schutzschaltung (6) so eingerichtet ist, dass sie keine Auswirkungen auf den Emitter A circuit (1) according to claim 1, wherein the protection circuit (6) is arranged to have no effect on the emitter
(5) und das Gate (4) des (5) and the gate (4) of the
Leistungshalbleitertransistor (2) hat, sofern ein von dem Stromsensor (7) gemessener Laststrom kleiner ist als ein Schwellwertstrom. Power semiconductor transistor (2), provided that a load current measured by the current sensor (7) is smaller than a threshold current.
Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Circuit (1) according to one of the preceding claims, wherein the
Schutzschaltung (6) einen Transistor aufweist mit welchem die Steuerspannung (12) an dem Gate (4) in Abhängigkeit eines von dem Stromsensor (7) gemessenen Stroms reduziert werden kann. Protective circuit (6) comprises a transistor with which the control voltage (12) at the gate (4) in response to a current from the current sensor (7) measured current can be reduced.
Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Circuit (1) according to one of the preceding claims, wherein the
Leistungshalbleitertransistor (2) ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IG BT) ist. Power semiconductor transistor (2) is an insulated gate bipolar transistor (IG BT).
Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Circuit (1) according to one of the preceding claims, wherein the
Ansteuerungsstufe (3) nach Art einer Gegentaktendstufe ausgebildet ist, mit welcher eine Steuerspannung (12) zwischen einer oberen Eingangsspannung (10) und einer unteren Eingangsspannung (11) zur Ansteuerung des Gates (4) bereitgestellt werden kann. Control stage (3) is designed in the manner of a push-pull output stage, with which a control voltage (12) between an upper input voltage (10) and a lower input voltage (11) for driving the gate (4) can be provided.
6. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend einen Signaleingang (13) an welchen ein Treibermodul (14) zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors (2) über die Schaltung (1) anschließbar ist. 6. Circuit (1) according to one of the preceding claims comprising a signal input (13) to which a driver module (14) for driving the power semiconductor transistor (2) via the circuit (1) can be connected.
7. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend einen Signalausgang (15) an welchem einen Treibermodul (14) zur Ansteuerung des Leistungshalbleitertransistors (2) über die Schaltung (1) anschließbar ist. 7. Circuit (1) according to one of the preceding claims comprising a signal output (15) to which a driver module (14) for driving the power semiconductor transistor (2) via the circuit (1) can be connected.
8. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die 8. The circuit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the
Schutzschaltung (6) dazu eingerichtet ist, festzustellen, ob ein kurzzeitiger, transienter Strom oder ein erhöhter Laststrom vorliegt und eine Absenkung der Steuerspannung an dem Gate (4) nur auszulösen, wenn erhöhter Laststrom vorliegt.  Protective circuit (6) is adapted to determine whether a transient transient current or an increased load current is present and to trigger a lowering of the control voltage at the gate (4) only when there is an increased load current.
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