[发明专利]驱控信号和数据信号的传输

说明书

本发明涉及一种用于在功率半导体装置(13)的驱控装置(12)与控制装置(9)之间传输驱控信号(3)和第一数据信号(4)的方法。为了将用于运行物理传输通道的耗费和用于在控制装置(9)与驱控装置(12)之间布置物理连接的成本最小化而提出，驱控信号(3)的和第一数据信号(4)的在控制装置(9)与驱控装置(12)之间的传输同时地并且经由共同的传输通道进行，其中，第一数据信号(4)与驱控信号(3)通过数字的调制方法或编码方法进行组合。

技术领域

本发明涉及一种用于在用于功率半导体装置的驱控装置与控制装置之间传输驱控信号和第一数据信号的方法。

此外，本发明涉及一种用于执行这种方法的设备。

本发明还涉及一种系统，其用于利用至少一个这样的设备在控制装置与驱控装置之间将至少一个驱控信号和至少一个第一数据信号数字地传输并且以相反方向将至少一个反馈信号与至少一个第二数据信号一起数字地传输。

背景技术

这样的方法在驱控功率半导体时使用，特别在变流器中使用。可能的应用为：电动驱动器、风力系统、轨道系统和动力技术。通过在控制装置与驱控装置之间的接口应当传输两种不同的类型的信号：

-用于对功率半导体和其反馈进行驱控的、时间确定(zeitdeterministische)的实时信号，以及

-具有附加信息的数据信号，其例如用于参数化、诊断和测量值的传递。

时间确定的实时信号不允许在其形状上进行改变，并且仅允许在时间上延迟一个小的精准确定的值、即传输路程的运行时间。

两种信息不允许相互影响。由于在控制装置的保护作用中或者在应用具有半导体装置的高开关频率的情况中高的时间要求，驱控信号的和反馈信号的频率能够并且允许高于附加信息的数据传输率。

迄今为止，由于特别的信号要求而使用两个不同的物理传输通道。物理传输通道是如下的连接，利用该连接来传输能在测量技术上检测的信号。在该情况下，两个不同的物理传输通道例如是两个不同的、互不影响的电缆。经由光纤的连接或无线连接同样是物理传输通道。因为信号在两个电缆上互不影响，所以传输经由两个不同的传输通道进行。

上述用于传输的常规解决方案与用于运行两个不同传输通道的附加耗费以及与用于在控制装置与驱控装置之间布置物理连接的成本相关。在例如是以太网、局部操作网(LON)、控制器局域网(CAN)、通用串行总线(USB)的已知的数据接口传输协议中，驱控信号的和反馈信号的传递由于驱控信号的和反馈信号的时间确定的实时要求而不能实现。

从EP 2 371 054 A2中已知了用于供给马达的变流器，其中，在控制电子模块与耦连模块之间设置有用于信号传输的第一接口，并且在耦连模块与制动斩波器模块之间以及在耦连模块与每个相模块之间分别设置用于信号传输的第二接口。

在DE 10 2011 014 753 Al中公开了驱动系统和用于运行驱动系统的方法，该驱动系统具有至少一个由变流器供给的电动机。在马达处布置有至少一个传感器和一个执行机构，其中，变流器和马达通过混合电缆连接。混合电缆具有强电流电线和弱电流电线，其中，将至少两条信号线和两条供电线作为弱电流电线使用。经由信号线能够传输由传感器检测的值以及特别在时间上偏移的、用于执行机构的确定的驱控数据。

在WO 2010/060585 A2中公开了用于供给马达的变流器，其公开了用于产生用在可驱控的半导体开关、特别是功率半导体开关的驱控信号的控制电子模块、以及分别与发动机馈电线连接的相模块，该变流器具有半导体开关和带有可驱控的半导体开关的制动斩波器模块，其中，在控制电子模块与耦连模块之间设置有用于信号传递的第一接口，并且在耦连模块与制动斩波器模块之间以及在耦连模块与每个相模块之间分别设置用于信号传输的第二接口。