[发明专利]用于功率半导体开关的控制装置

说明书

本发明涉及用于功率半导体开关的控制装置，包括：致动装置，其在第三控制装置端子，接收到接通命令时产生接通功率半导体开关的致动电压，接收到切断命令时产生切断功率半导体开关的致动电压；电流检测电路，如果致动电压采取功率半导体开关接通时的电压值，且第一和第二控制装置端子之间施加的功率半导体开关主电压超过第一功率半导体开关主电压值，则产生第一高电流信号，致动装置接收到切断命令时产生切断功率半导体开关的致动电压，使致动电压减小，以相比于没有第一高电流信号，存在第一高电流信号时接收到切断命令时致动电压采取的第一致动电压值与达到等于第一致动电压值的10％的致动电压的第二致动电压值之间经过的时间间隔较大。

技术领域

本发明涉及一种用于功率半导体开关的控制装置。

背景技术

在切断功率半导体开关时，由于与其电连接的导体中的杂散电感，特别是在高负载电流流动通过功率半导体开关的情况下，在功率半导体开关的负载电流端子之间可能发生过电压，其可导致所述功率半导体开关的损坏或破坏。功率半导体开关的切断速度越高或者中断时间越短，则这些过电压将越大，这是由于负载电流的相关变化率的增加导致的。然而，用于切断功率半导体开关的切断速度的降低具有的缺点在于在切断功率半导体开关时，功率半导体开关上的能量损失增加，从而降低了功率半导体开关的电效率。

从DE 10 2015 120 166 B3已知一种用于功率半导体开关的控制装置，其监测在功率半导体开关中流动的负载电流。如果功率半导体开关的接通状态中的负载电流(例如在短路的情况下)变得非常高，则在功率半导体开关的第一和第二负载电流端子之间施加的电压显著上升，从而导致控制装置的比较器的第一输入的电压上升。如果比较器的第一输入的电压超过施加到第二输入的参考电压，则比较器产生过电流故障信号，这导致功率半导体开关的持续切断。从而保护功率半导体开关以免过电流在其中流动。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于功率半导体开关的控制装置，该控制装置在功率半导体开关的正常负荷状态下允许功率半导体开关的操作具有高效率，并且在功率半导体开关中流动高电流的情况下，当切断所述功率半导体开关时，减小功率半导体开关的负载电流端子之间的过电压。

该目的通过一种用于功率半导体开关的控制装置来实现，该功率半导体开关具有第一和第二负载电流端子以及控制端子，所述控制装置包括：

-第一电气控制装置端子，其设置成用于与第一负载电流端子电连接；第二电气控制装置端子，其设置成用于与第二负载电流端子电连接；以及第三电气控制装置端子，其设置成用于与控制端子电连接；

-致动装置，其设计成，在第三控制装置端子上，在接收到接通命令时产生用于接通功率半导体开关的致动电压，并且在接收到切断命令时产生用于切断功率半导体开关的致动电压；

-电流检测电路，其设计成如果致动电压采取功率半导体开关接通时的电压值，并且在第一和第二控制装置端子之间施加的功率半导体开关的主电压超过第一功率半导体开关主电压值，则产生第一高电流信号，其中致动装置配置成在接收到切断命令时产生用于切断功率半导体开关的致动电压，使得致动电压减小，使得在接收到切断命令时由致动电压采取的第一致动电压值与达到致动电压的第二致动电压值之间经过的时间间隔在存在第一高电流信号时大于在没有第一高电流信号时，所述致动电压的第二致动电压值等于第一致动电压值的10％。

已经证明有利的是，控制装置配置成用于接收中间电路电压值，并且第一功率半导体开关主电压值取决于中间电路电压值，使得第一功率半导体开关主电压值在高中间电路电压值的情况下低于低中间电路电压值的情况。如果功率半导体开关是功率电子器件中采用的传统类型的半桥电路的组成部分，则半桥电路的中间电路电压将存在于半桥电路。在切断状态下，相比于低中间电路电压的情况，功率半导体开关在高中间电路电压的情况下接收更高的电压负载。因此有利的是，在高中间电路电压的情况下，降低第一功率半导体开关主电压值，使得电流检测电路产生第一高电流信号，即使在相对小的负载电流的情况下。