[go: up one dir, main page]

RU2014106450A - Схемное устройство для переключения тока и способ работы полупроводникового силового переключателя - Google Patents

Схемное устройство для переключения тока и способ работы полупроводникового силового переключателя Download PDF

Info

Publication number
RU2014106450A
RU2014106450A RU2014106450/08A RU2014106450A RU2014106450A RU 2014106450 A RU2014106450 A RU 2014106450A RU 2014106450/08 A RU2014106450/08 A RU 2014106450/08A RU 2014106450 A RU2014106450 A RU 2014106450A RU 2014106450 A RU2014106450 A RU 2014106450A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power switch
semiconductor power
switching
parameter
duoff
Prior art date
Application number
RU2014106450/08A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2576578C2 (ru
Inventor
Свен ГЕДИГА
Карстен ХАНДТ
Райнер ЗОММЕР
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2014106450A publication Critical patent/RU2014106450A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2576578C2 publication Critical patent/RU2576578C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • HELECTRICITY
    • 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

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

1. Схемное устройство для переключения тока (Ic) в зависимости от задаваемого сигнала переключения, содержащее- полупроводниковый силовой переключатель (44) для переключения тока (Ic) и- устройство (42, 78, 96, 106) управления, которое выполнено с возможностью приема сигнала переключения и генерации в зависимости от принятого сигнала на управляющем входе (50) полупроводникового силового переключателя (44) управляющего напряжения с временной характеристикой, посредством которой осуществляется то, что во время процесса переключения переключение между проводящим и запертым состоянием полупроводникового силового переключателя (44) выполняется не резко и продолжительно, а вместо этого по меньшей мере один предопределенный рабочий параметр (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) полупроводникового силового переключателя (44) выполняет предопределенный критерий, причем критерий задан через параметр переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) устройства (42, 78, 96, 106) управления, и значение параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) может изменяться в течение работы схемного устройства,отличающееся измерительным устройством (64, 66, 80, 82, 98, 100) для определения по меньшей мере одного из следующих рабочих параметров (Ic, T, Ud), с помощью которых описывается рабочее состояние полупроводникового силового переключателя (44):- температура (Т) транзистора (46) полупроводникового силового переключателя (44) или температура включенного антипараллельно транзистору (46) диода (48) полупроводникового силового переключателя (44), причем в полупроводниковом силовом переключателе запирающая способность и режим переключения зависят от температ�

Claims (19)

1. Схемное устройство для переключения тока (Ic) в зависимости от задаваемого сигнала переключения, содержащее
- полупроводниковый силовой переключатель (44) для переключения тока (Ic) и
- устройство (42, 78, 96, 106) управления, которое выполнено с возможностью приема сигнала переключения и генерации в зависимости от принятого сигнала на управляющем входе (50) полупроводникового силового переключателя (44) управляющего напряжения с временной характеристикой, посредством которой осуществляется то, что во время процесса переключения переключение между проводящим и запертым состоянием полупроводникового силового переключателя (44) выполняется не резко и продолжительно, а вместо этого по меньшей мере один предопределенный рабочий параметр (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) полупроводникового силового переключателя (44) выполняет предопределенный критерий, причем критерий задан через параметр переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) устройства (42, 78, 96, 106) управления, и значение параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) может изменяться в течение работы схемного устройства,
отличающееся измерительным устройством (64, 66, 80, 82, 98, 100) для определения по меньшей мере одного из следующих рабочих параметров (Ic, T, Ud), с помощью которых описывается рабочее состояние полупроводникового силового переключателя (44):
- температура (Т) транзистора (46) полупроводникового силового переключателя (44) или температура включенного антипараллельно транзистору (46) диода (48) полупроводникового силового переключателя (44), причем в полупроводниковом силовом переключателе запирающая способность и режим переключения зависят от температуры, и схемное устройство выполнено таким образом, чтобы при известной температуре задавать предельное значение для падения напряжения на полупроводниковом силовом переключателе;
- сила тока для протекающего через полупроводниковый силовой переключатель (44) тока (Ic), причем схемное устройство выполнено с возможностью определения из измеренного значения, существует ли риск того, что при быстром запирании или отпирании полупроводникового силового переключателя возникает недопустимо высокое напряжение;
- напряжения (Ud), падающее на полупроводниковом силовом переключателе (44), причем схемное устройство выполнено с возможностью установления, насколько близко к максимально допустимому значению запирающего напряжения уже находится полупроводниковый силовой переключатель и насколько большим вследствие этого может быть индуцированное напряжение.
2. Схемное устройство по п. 1, отличающееся тем, что для по меньшей мере одного из следующих рабочих параметров посредством установки значения параметра может задаваться критерий:
- напряжения (Uce,max), падающее на транзисторе и/или диоде полупроводникового силового переключателя (44),
- крутизна (dUoff/dt, dUon/dt) временной характеристики
этого напряжения,
- крутизна (dIoff/dt, dIon/dT) временной характеристики переключаемого тока (Ic) и/или
- временное среднее значение для одного из предшествующих параметров.
3. Схемное устройство по п. 1, отличающееся тем, что посредством значения параметра в качестве критерия может задаваться предельное значение или номинальное значение для рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt).
4. Схемное устройство по п. 2, отличающееся тем, что посредством значения параметра в качестве критерия может задаваться предельное значение или номинальное значение для рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt).
5. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, причем измерительное устройство (64, 66, 80, 82, 98, 100) выполнено с возможностью определения временного среднего значения для одного из упомянутых параметров.
6. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что устройство (78, 96, 106) управления выполнено с возможностью самостоятельно устанавливать значение параметра в зависимости от рабочего состояния полупроводникового силового переключателя (44), в частности, на основе характеристики (76).
7.Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, что устройство (78, 96, 106) управления выполнено с возможностью самостоятельно устанавливать значение параметра в зависимости от
рабочего состояния полупроводникового силового переключателя (44), в частности, на основе характеристики (76).
8. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, 7, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
9. Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
10. Схемное устройство по п. 6, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
11. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, 7, 9, 10, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
12. Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
13. Схемное устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
14. Схемное устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
15. Способ управления полупроводниковым силовым переключателем (44) посредством устройства (84, 104) датчика сигнала для генерации сигнала переключения и посредством устройства (42, 78, 96, 106) управления для генерации управляющего напряжения для полупроводникового силового переключателя (44), содержащий этапы:
- определения рабочего состояния (Ic, T, Ud) полупроводникового силового переключателя (44) и установки по меньшей мере одного значения параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) устройства (42, 78, 96, 106) управления, посредством которого во время процесса переключения полупроводникового силового переключателя (44) устанавливается критерий для по меньшей мере
одного рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) полупроводникового силового переключателя (44);
- генерации сигнала переключения посредством устройства (84, 104) датчика сигнала и передачи сигнала переключения на устройство (42, 78, 96, 106) управления;
- приема сигнала переключения посредством устройства (42, 78, 96, 106) управления и генерации управляющего напряжения на управляющем входе (50) полупроводникового силового переключателя (44) в зависимости от сигнала переключения, причем временная характеристика значения напряжения управляющего напряжения устанавливается таким образом, что во время процесса переключения рабочий параметр (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) удовлетворяет критерию, заданному посредством значения параметра,
отличающийся тем, что
по меньшей мере один из следующих рабочих параметров полупроводникового силового переключателя (44) измеряется для определения рабочего состояния или определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)):
- температура (Т) транзистора (46) полупроводникового силового переключателя (44) или температура включенного антипараллельно транзистору (46) диода (48) полупроводникового силового переключателя (44), причем при известной температуре задается предельное значение для падения напряжения на полупроводниковом силовом переключателе;
- сила тока для протекающего через полупроводниковый силовой переключатель (44) тока (Ic), причем из силы тока определяется, существует ли риск того, что при быстром запирании или отпирании полупроводникового силового переключателя возникает недопустимо высокое напряжение;
- падение напряжения (Ud) на полупроводниковом силовом переключателе (44), причем устанавливается, насколько близко к максимально допустимому значению запирающего напряжения уже находится полупроводниковый силовой переключатель и насколько большим вследствие этого может быть индуцированное напряжение.
16. Способ по п. 15, в котором определяется временное среднее значение для одного из упомянутых параметров.
17. Способ по п. 15 или 16, в котором посредством установки значения параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) задается номинальное значение или предельное значение для одного из следующих рабочих параметров для процесса переключения:
- напряжения (Ud), падающее на транзисторе (46) и/или диоде (48) полупроводникового силового переключателя (44),
- крутизна (dUoff/dt, dUon/dt) временной характеристики этого напряжения (Ud),
- крутизна (dIoff/dt, dIon/dT) временной характеристики переключаемого тока (Ic) или
- временное среднее значение для одного из предшествующих параметров.
18. Способ по любому из пп. 15 и 16, в котором температура (Т) полупроводникового силового переключателя (44) определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере
одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)).
19. Способ по п. 17, в котором температура (Т) полупроводникового силового переключателя (44) определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)).
RU2014106450/12A 2011-07-21 2012-07-12 Схемное устройство для переключения тока и способ работы полупроводникового силового переключателя RU2576578C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011079552.9 2011-07-21
DE102011079552.9A DE102011079552B4 (de) 2011-07-21 2011-07-21 Schaltungsanordnung zum Schalten eines Stromes und Verfahren zum Betreiben eines Halbleiter-Leistungsschalters
PCT/EP2012/063648 WO2013010898A1 (de) 2011-07-21 2012-07-12 Schaltungsanordnung zum schalten eines stromes und verfahren zum betreiben eines halbleiter-leistungsschalters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014106450A true RU2014106450A (ru) 2015-08-27
RU2576578C2 RU2576578C2 (ru) 2016-03-10

Family

ID=46516735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106450/12A RU2576578C2 (ru) 2011-07-21 2012-07-12 Схемное устройство для переключения тока и способ работы полупроводникового силового переключателя

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8994438B2 (ru)
EP (1) EP2735098B1 (ru)
CN (1) CN103718462B (ru)
DE (1) DE102011079552B4 (ru)
DK (1) DK2735098T3 (ru)
RU (1) RU2576578C2 (ru)
WO (1) WO2013010898A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013216672A1 (de) * 2013-08-22 2015-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Elektronischer Schalter mit einem IGBT
US9637486B2 (en) 2013-12-20 2017-05-02 Merck Sharp & Dohme Corp. Btk inhibitors
WO2015095102A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Merck Sharp & Dohme Corp. Btk inhibitors
DE102014202610B4 (de) * 2014-02-13 2025-06-05 Robert Bosch Gmbh Stromdetektionseinrichtung und Verfahren zum Erfassen eines elektrischen Stroms
DE102014202611A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Strommessung
AT515848B1 (de) * 2014-05-15 2020-09-15 Fronius Int Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zum Ansteuern eines Halbleiterschaltelements
DE102015206531A1 (de) * 2014-07-09 2016-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Leistungselektronikschaltung und Umrichter mit einer Leistungselektronikschaltung
FR3029369B1 (fr) * 2014-12-01 2016-12-30 Legrand France Appareil electronique comprenant un transistor et procede mis en oeuvre dans un tel appareil electronique
EP3131377A1 (de) 2015-08-14 2017-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Phasenmodul für einen stromrichter
KR102636083B1 (ko) * 2015-10-21 2024-02-13 마이크로칩 테크날러지 인코포레이티드 불포화 또는 단락 결함을 제어하는 SiC 및 IGBT 전력 디바이스용 게이트 드라이브 제어 시스템
DE102016216508A1 (de) * 2016-09-01 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Steuern eines Halbleiterschalters in einem Schaltbetrieb
DE102016217494A1 (de) 2016-09-14 2018-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters sowie danach arbeitender Stromrichter
EP3361638A1 (de) 2017-02-14 2018-08-15 Siemens Aktiengesellschaft Steuereinrichtung zur ansteuerung einer leistungshalbleiterkomponente sowie verfahren zur ansteuerung einer leistungshalbleiterkomponente
DE102017122220A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Eaton Industries (Austria) Gmbh Schutzschalter und Verfahren zum Betreiben eines Schutzschalters
JP7004585B2 (ja) * 2018-01-29 2022-01-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の電流検出方法
US10707857B2 (en) * 2018-07-26 2020-07-07 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to improve switching conditions in a closed loop system
FR3108212B1 (fr) * 2020-03-13 2023-04-14 Schneider Electric Ind Sas procédé de test de coupure de courant capacitif d’un disjoncteur

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3123022A1 (de) 1981-06-10 1983-01-05 Siegfried 5657 Haan Pretzsch Sensorschalteranordnung
DE69315308T2 (de) 1992-12-04 1998-03-19 Texas Instruments Inc Halbleiterleistungsregler
CN1073744C (zh) * 1996-09-19 2001-10-24 富士电机株式会社 断路器
DE19745040C2 (de) * 1997-02-10 2003-03-27 Daimler Chrysler Ag Anordnung und Verfahren zum Messen einer Temperatur
EP0859467B1 (de) 1997-02-17 2002-04-17 E.G.O. ELEKTRO-GERÄTEBAU GmbH Berührungsschalter mit Sensortaste
EP1078341A4 (en) 1999-03-05 2010-01-06 Tk Holdings Inc PROXIMITY SENSOR
US6476683B1 (en) * 2000-07-25 2002-11-05 Yazaki North America, Inc. Adaptive switching speed control for pulse width modulation
DE10211075A1 (de) 2002-03-13 2003-10-16 Siemens Ag Geregelte Ansteuerschaltung für einen analog angesteuerten Leistungshalbleiter
DE10231198A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-29 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Verfahren und Schaltungsanordnung zum Begrenzen einer Überspannung
JP2005151631A (ja) * 2003-11-12 2005-06-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置および過電流の基準レベルのデータ設定方法
US7019507B1 (en) * 2003-11-26 2006-03-28 Linear Technology Corporation Methods and circuits for programmable current limit protection
DE102004020273B4 (de) 2004-04-26 2008-11-27 Continental Automotive Gmbh Steuerung eines Betriebes eines Halbleiterschalters
CN101199092B (zh) * 2005-06-13 2011-05-25 西门子公司 开关电路和控制断路器的方法
GB2433358A (en) * 2005-12-13 2007-06-20 Bombardier Transp Gmbh Operating electronic valves having an insulated gate
GB0617990D0 (en) 2006-09-13 2006-10-18 Palmer Patrick R Control of power semiconductor devices
US7782038B2 (en) * 2007-03-23 2010-08-24 Fairchild Semiconductor Corporation Soft start circuit with slew rate controller for voltage regulators
NO329609B1 (no) * 2008-02-19 2010-11-22 Wartsila Norway As Elektronisk DC-kretsbryter
US8094426B2 (en) * 2009-06-02 2012-01-10 Eaton Corporation Electrical switching apparatus providing coordinated opening with a circuit interrupter and method of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN103718462B (zh) 2016-06-29
US8994438B2 (en) 2015-03-31
CN103718462A (zh) 2014-04-09
DE102011079552B4 (de) 2014-05-08
DK2735098T3 (da) 2021-05-31
WO2013010898A1 (de) 2013-01-24
DE102011079552A1 (de) 2013-01-24
RU2576578C2 (ru) 2016-03-10
EP2735098B1 (de) 2021-03-17
EP2735098A1 (de) 2014-05-28
US20140145779A1 (en) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014106450A (ru) Схемное устройство для переключения тока и способ работы полупроводникового силового переключателя
TWI539712B (zh) 無線感應式電源供應器之控制裝置及控制方法
JP6666258B2 (ja) 動的タイミングでの多ステージゲートオフ切り替え
TWI508404B (zh) 用於防止貫通電流之切換裝置
US9490798B1 (en) Gate drive control system for SiC and IGBT power devices
JP6312177B2 (ja) 過負荷監視装置及び過負荷監視方法
US9136199B2 (en) Monitoring and controlling temperatures in a semiconductor structure
US9413159B2 (en) Switching circuit protector
US9876461B2 (en) Control and protection apparatus for electric motor
CN104426409A (zh) 确定时间间隔的方法、开关器件及功率变换器
JP2012178021A (ja) 故障情報伝達装置
JP5862366B2 (ja) 電力変換装置
CN118202567A (zh) 高精度功率控制器
JP6349603B2 (ja) 直流源を保護するための装置及び方法
CN105430828B (zh) Led驱动装置
CN105322810A (zh) 电源转换装置及其电流反馈信号异常时的保护方法
CN109120075B (zh) 检测无线充电发送器的充电区域内物体的方法与装置
JP2012029551A (ja) 閉ループ鉛酸バッテリー用充電器
US20090146629A1 (en) Methods and apparatus for power supply
AU2015377818B2 (en) Electrical conversion
CN103891143B (zh) 具有半导体开关和所属控制电路的电路装置
TWI415375B (zh) 諧振轉換器之縮減責任週期調變之方法及裝置
RU2564137C1 (ru) Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки
US7646619B2 (en) Apparatus and method for controlling power converter
JP2010278866A (ja) 半導体素子の保護装置