[发明专利]用于运行并联的功率半导体开关的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行并联的功率半导体开关的方法和控制设备。此外，本发明还涉及一种电路、一种具有该控制设备的电系统、一种用于执行该方法的计算机程序以及一种机器可读的存储介质。

背景技术

为了运行电驱动装置，通常采用逆变器，所述逆变器将来自直流电压源（例如电池）的电能转化成交变电压，以便给电机、例如异步电机供应交变电压或交变电流。为此，该逆变器具有所谓的半桥。这些半桥具有功率半导体开关，借助于所述功率半导体开关以时控的方式切换直流电流和直流电压，使得在该逆变器的输出接线柱上形成交变电压和交变电流。针对这些功率半导体开关预先给定电流上限，在超过所述电流上限时不可逆转地损坏所述功率半导体开关。因而，现在如果针对电驱动装置的运行需要更高的电流，那么将这些在逆变器中的功率半导体开关并联。然而，由于构件容差，即使在并行运行的情况下，功率半导体开关也不一样强烈地被加负载，因为半导体不同时接通并且因而所述半导体中的一个也许比另一个半导体接通得早。这可能导致：通过电流在所述开关之间不相同地被分配，并且因此各个功率半导体开关更强烈地被加热负载并且因此更快地停止运转。从WO 2011/120728 A2公知如下电路结构，在操控并联的功率半导体开关时，所述电路结构同样使操控信号的所要考虑的渡越时间差最小。

因而，存在为此发展替换方案的需求，所述替换方案使得能够给所述并联的功率半导体开关均匀地加负载。这样，防止了单个的功率半导体开关过载并且过早地停止运转。因此，也提高了总设备的稳健性。

发明内容

提供了一种用于运行并联的功率半导体开关的方法，其中一个总栅极稳流电阻被分配给所述功率半导体开关中的至少一个功率半导体开关，所述方法具有如下步骤：

确定所述至少一个功率半导体开关的总栅极稳流电阻的额定值；根据所述额定值形成所述至少一个功率半导体开关的总栅极稳流电阻并且利用所属的总栅极稳流电阻来运行所述至少一个功率半导体开关。

并联的功率半导体开关是如下多个、即大量功率半导体开关，所述功率半导体开关根据一个共同的信号断开或闭合、即予以操控。如果功率半导体开关断开，则阻止了经过该功率半导体开关的通过电流；如果功率半导体开关闭合，则能够实现经过该功率半导体开关的通过电流。为了使功率半导体开关闭合，借助于电压源给栅极端子施加电压。通常，在电压源与栅极端子之间接有栅极稳流电阻。由于在这样的电路中的电动力学过程，根据该栅极稳流电阻的大小，功率半导体开关在电压源接通或切断之后稍早地或者稍晚地从断开转接到闭合或者相反地从闭合转接到断开。在较小的栅极稳流电阻的情况下，实现了更快的转接，在较大的栅极稳流电阻的情况下，所述转接有延迟。因此，可以通过增大或减小栅极稳流电阻来改变切换时间点。相对应地，按照本发明的方法具有用于确定所述并联的功率半导体开关中的至少一个功率半导体开关的总栅极稳流电阻的额定值的步骤。按照本发明，总栅极稳流电阻能以可变的方式来调整。因而，根据所述并联的功率半导体开关的当前的运行条件，确定所述功率半导体开关的总栅极稳流电阻的额定值。作为另一步骤而规定，根据相应的额定值来构造所述至少一个功率半导体开关的所述总栅极稳流电阻。因此，所述可变的总栅极稳流电阻根据所述额定值来得到电阻值。在所述总栅极稳流电阻根据其额定值来构造之后，相对应的功率半导体开关借助于所属的总栅极稳流电阻来运行。

因此，有利地，通过确定或通过预先给定所述至少一个总栅极稳流电阻的额定值并且形成所述总栅极稳流电阻，提供一种用于运行并联的功率半导体开关的方法，所述方法使得能够根据各个功率半导体开关的当前的运行状态来运行所述各个功率半导体开关。这样，根据各个并联的功率半导体开关的当前的特性，所述各个并联的功率半导体开关的单独的运行是可能的。这样，提供了如下可能性：给各个功率半导体开关单独地加负载并且尤其是给所述功率半导体开关均匀地加负载。因此，有利地，得到使用具有更大的容差或数值分散（Streuung）的构件的可能性。甚至可能在使用之前省去对所述构件进行事先的容差确定或分类。此外，由此还得到构件产量的提高，在制造商方面可以简化检查工序。因此，也降低了成本。此外，还存在不同的功率等级或芯片面积的功率半导体开关的并联电路的可能性，其中由于单独的加负载而避免了较弱的构件的过载。也简化了总设备的功率面积的可缩放性，因为功率半导体开关模块可以与不同的功率半导体开关一起使用。