[发明专利]带有半导体开关的防短路的半桥电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的开关装置以及一种根据权利要求7的前序部分所述的方法。

背景技术

半桥电路已知为：两个开关在此串联在第一电势端子和第二电势端子之间，其中第二电势端子典型地处于地电势。通过控制开关，可以影响在两个开关之间的电势。已知的是，提供带有半导体开关以及尤其是晶体管作为开关的这种半桥电路。

由于错误控制(Fehlsteuerung)和故障，在电路中会出现短路。比较大的短路电流在此会持续地损坏半导体开关。

发明内容

本发明的任务是，提供一种根据权利要求1的前序部分所述的电路装置，其中半导体开关特别有效地受保护而免受由于短路导致的损坏。同样，本发明的任务是，提出一种根据权利要求7的前序部分所述的有效的方法。

该任务在具有权利要求1的前序部分所述特征的电路装置情况下通过权利要求1的特征部分的特征来解决。根据本发明的方法在权利要求7中说明。

特别有利的扩展方案在从属权利要求中。

根据本发明，由此在电路装置中在两个电势端子之间的串联电路中，通常即在(半桥)电路的半导体开关和电势端子之一之间的任何地方提供电感性元件。此外，存在作用链(Wirkkette)的元件，使得在预先确定的条件下，在电感性元件上降落的电压引起半导体开关中的至少一个的关断，即晶体管中的至少一个的截止。

提供电感性元件考虑的事实是，在出现短路的情况下，通过串联电路从第一电势端子流到第二电势端子的电流短期内强烈地升高。电流的升高引起在电感性元件上的电压的下降，该电压随后被分析。

可以将作用链在形式上划分为单个的功能装置。例如，可以表达为，存在用于关于至少一个预先确定的标准来分析在电感性元件上降落的电压的装置，以及存在用于在满足预先确定的标准的情况下用于将半桥的半导体开关的至少之一截止的装置。这种装置尤其是可以包括微控制器。微处理器可以作为用于分析的装置来对在电感性元件上降落的电压尤其是就其时间变化曲线进行分析。当时间变化曲线满足确定的条件时，可以设计尤其是晶体管的截止，并且在此于是可以考虑不同的场景。另一微处理器在其从用于分析的装置获得相应的信息信号之后于是可以将控制指令发送给要截止的晶体管的控制端子。同一微处理器也可以同时用作用于分析的装置和用于截止的装置。

除了已经提及的微控制器或微处理器之外，特别有利的是，在作用链中仅仅设置电子器件，使得仅仅隐含地进行对下降的电压的分析。

在最简单的情况中，所基于的是，电流强度的改变必须超过预先确定的阈值。该阈值对应于针对在电感性元件上降落的电压的阈值。与阈值相关的电路在最简单的情况中使用齐纳二极管。在齐纳二极管上可以施加电压直至齐纳电压，而并没有电流流动。在超过齐纳电压时，自发地出现强电流的流动。该电流可以在作用链的范围中使用。作用链可以包括辅助晶体管。因为晶体管可以通过电压来控制，所以流过齐纳二极管的电流可以通过电阻元件来引导。由此当齐纳二极管和电阻元件构成的串联电路与电感性元件并联连接，而电阻元件的两个端子与第一辅助晶体管的两个端子耦合(尤其包括控制端子)时，得到可靠的控制。于是，通过在电阻元件上降落的电压确定了第一辅助晶体管的接通。对于在电阻元件上降落的电压在针对辅助晶体管限定的阈值以下(典型地为0.7V)，第一辅助晶体管截止，在阈值以上，其接通。

在第一辅助晶体管接通的情况下，这可以直接影响半桥电路中的晶体管上并且将其截止。

因为在电感性元件上降落的电压仅仅是电流强度变化的度量，而并非针对其绝对值，所以可以证明为有利的是，考虑电压的时间变化曲线。一般而言，这可以通过作用链包括时间元件来实现。