[发明专利]用于通过变压器段传送二进制信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过功率半导体的驱动器的变压器段分别传送代表二进制值的信号的方法。

背景技术

为了驱控功率半导体，例如呈IGBT(绝缘栅双极晶体管)形式的功率半导体开关，需要所谓的驱动电路或简言之需要驱动器。例如，驱动器从在输入端上输入给驱动器的低功率逻辑开关信号中产生在驱动器的输出端上施加到功率半导体上的带有明显更高功率的信号，该信号例如对IGBT实际上的开关而言是必要的。另外，驱动器承担在其输入端与输出端之间，例如开关信号或在地电势上工作的驱控逻辑与在高电压电势上工作的功率半导体之间的电流隔离或电势隔离。

因此，通常在该驱动器内部通过驱动器的变压器段来传送二进制信号，也就是代表二进制值的信号。该变压器造成待传送的信号中的电势隔离。相应的二进制信号例如是用于变压器的接通信号或关断信号。呈开关信号形式的信号例如只具有两个信号值：“接通”和“关断”。为了实现高的开关安全性，通常分别传送相应的信号或信号值。公知的是，例如：在施加接通信号时，例如从中间电势出发，分别将正电压脉冲输入给变压器作为第一二进制值。该脉冲被一直输入给变压器，直至希望将功率半导体关断为止。此后，从中间电势出发，向变压器分别输入负电压脉冲。

无论是在存在接通信号期间还是在存在关断信号期间，变压器或其磁性化都通过分别施加各个相同的正电压脉冲或负电压脉冲而达到正饱和或负饱和。为了避免变压器饱和，公知的是：将在两个相同的彼此跟随的分别施加的脉冲之间的时间用作为用于变压器的恢复时间，由此该变压器可以至少部分地重新退磁。因此，必须在两个相同的分别的脉冲之间遵守最小时间或最小死区时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的、用于通过功率半导体的驱动器的变压器段分别传送代表二进制值的信号方法。

该目的可以通过按照专利权利要求1所述的方法来解决。

按照本发明，为信号的二进制值中的第一二进制值，将第一脉冲群作为(从中间信号位置出发的)正脉冲和负脉冲的序列输入给变压器的输入端。可选择地，为二进制信号的第二值将第二脉冲群作为负脉冲和正脉冲的序列输入给变压器。在此，脉冲可以例如是电流脉冲或电压脉冲。也就是例如，从中间电压出发，将正的和负的电压脉冲或电压的序列，或负-正-序列输入给变压器。也可以例如，从零电流出发，输入由负电流脉冲跟随的短暂的正电流脉冲，或反过来地输入。

将各个相同的群分别输入给变压器。在变压器的输出端上随后监视或评价输出量的极性：在此，输出量例如也可以是变压器的输出电压或输出电流。然而现在不再单独通过两个脉冲中的一个脉冲，而是通过其整体性或通过脉冲序列内部的整个信号曲线来进行上述评价。因此，仅从已传送的群内输出量的极性的序列或极性转换中检测二进制信号的第一值或第二值。为此仅需以下条件，即，群边界在变压器输出端上必须是可识别的，例如可通过遵守特定的设定的定时限制来识别。

通过在每个脉冲群中各自既具有正脉冲也具有负脉冲，可以避免变压器饱和。因此例如，正脉冲和负脉冲在它们含有的能量方面彼此适配，以便例如，至少能够大致补偿该正脉冲和负脉冲在变压器中的磁化作用。因为变压器由于各个脉冲群而并没有出现饱和，所以在相同的二进制值的两个分别的脉冲群之间不需要遵守上述强制暂停或死区时间。因此，这些脉冲群可以，在遵守上述用于识别群边界的条件下，几乎任意迅速地，尤其是以任意的时间间隔彼此跟随。

驱动器中的变压器段在此既可以从初级侧到次级侧地设置也可以以相反的方向设置。对按照本发明的方法只有以下前提条件，即，信号接收器，也就是连接在变压器输出侧上的评价电路既可以评价变压器的正输出信号也可以评价变压器的负输出信号。

第一信号例如可以是从初级侧到次级侧待传送的开关信号或以相反方向待传送的故障信号。

在优选的实施方式中，脉冲群内部的脉冲的各自的振幅至少大致大小相等。换言之，脉冲群例如由两个等高的符号相反的脉冲构成。如果其持续时间也相同的话，那么再次与上述相应地，脉冲的能量含有量也相同。

在本方法的具有优点的实施方式中，二进制信号是第一信号，并且在变压器的输入端上，在第一信号的同一值的两个分别彼此跟随的脉冲群之间的时间间隔依赖于待传送的第二信号来改变。于是在输出端上，从检测出的映射在输出量中的脉冲群中测定该时间间隔并且从输出侧上测定的该时间间隔中重建第二信号。