[发明专利]具有半导体开关和所属控制电路的电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有半导体开关的电路装置，该半导体开关通过其控制输入端与控制电路连接，该控制电路设计用于，根据能预给定的开关信号通断半导体开关。该电路装置可以用于变频器。本发明还涉及一种用于运行具有所属控制电路的半导体开关的方法。

背景技术

这种电路装置由WO2008/032113A1中已知。例如可以在可控变频器的整流器或逆变器中提供这种电路装置，例如可以将整流器或逆变器用于运行三相电机。

下文中将根据图1对可控变频器的工作原理做进一步说明。借助于逆变器10可以借助于直流电压Uzk在相位导体12，14，16中产生交流电流I1，I2，I3，该交流电流共同构成三相电流，利用该三相电流可以运行电机18。例如可以在变频器的中间回路的两个汇流排ZK+，ZK-之间提供直流电压Uzk。为了产生交流电流I1，I2，I3，相位导体12，14，16按照图1示出的方式分别通过半电桥20，22，24与汇流排ZK+，ZK-连接。下文中将结合半电桥20说明如何产生交流电流I1，I2，I3。相应情况也适用于与半电桥22和24连接的交流电流I2和I3。

半电桥20具有两个半导体断路器26，28，半导体断路器中的每一个具有晶体管Tr1或Tr2和与之反并联的二极管V1或V2。通过该半导体断路器26，28，相位导体12一方面与正汇流排ZK+并且另一方面与负汇流排ZK-连接。晶体管Tr1，Tr2例如可以是IGBT（绝缘栅双极型晶体管Insulated Gate Bipolar Transistor）或MOSFET（金氧氧化物半导体场效应晶体管Metal oxide semiconductor field effect transistor）。半导体断路器26，28分别通过控制导线30，32与控制单元34连接。该控制单元34产生时钟信号36，通过控制导线30将该时钟信号传输到半导体断路器26。通过时钟信号36，将半导体断路器26的晶体管Tr1交替地切换至导通状态和截止状态。控制单元34通过另一个控制导线32将推挽信号传输到半导体断路器26，从而在推挽中将半导体断路器28的晶体管Tr2通断到晶体管Tr1。通过交替地通断晶体管Tr1和Tr2，在相位导体12中产生交流电压，从而产生交流电流I1。为了产生三相电流，将通过控制单元34相应相位偏移的时钟信号通过其它控制导线传输给其余半电桥22和24的断路器。借助于半导体断路器的二极管可行的是，对由电机18产生的交流电压进行整流。

由控制单元34产生的时钟信号，如时钟信号36，通常不以一种形式存在，以便于能够直接控制半导体断路器。所以，将控制电路40连接在半导体断路器26的控制输入端38的上游，该控制电路借助于（图中没有详细示出的）放大电路根据时钟信号36在控制输入端38处产生控制电压。该控制输入端38在使用晶体管的情况下是其栅极或基极。按照相同的方式，将相应的控制电路连接在半导体断路器28的上游，并且将相应的控制电路也连接在电桥22和24的断路器的上游。

为了能够借助于逆变器10为电机18提供大功率，例如大于50kW，同时不产生交流电流I1，I2，I3的过大电流强度，可以使用较高的总工作电压，即较高的直流电压Uzk。但是，这种可能性被半导体断路器Tr1，Tr2的最大反向电压能力所限制。另外，在电压接近最大允许反向电压时运行半导体断路器会导致这种构件比以明显较小的电压运行时损耗更大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低维护的控制装置，利用该控制装置，在功率相对较大时也可以控制电流。

这一目的通过根据权力权利要求1所述的电路装置以及通过根据权力权利要求12所述的方法来实现。根据本发明的电路装置和根据本发明的方法的有利改进方案由从属权利要求中得出。