[发明专利]用于操控多个并联连接的半导体开关的电路装置

说明书

本发明涉及一种用于操控多个并联连接的半导体开关的电路装置（200），所述电路装置具有接通端子（213）和关断端子（214），并且具有多个操控端子（220），所述操控端子分别被设置用于连接到所述多个半导体开关中的一个半导体开关的操控端子（123）上，其中所述接通端子（213）和所述关断端子（214）分别与多个操控端子（220）中的每一个操控端子连接，并且其中在所述接通端子（213）和所述操控端子（220）中的至少一个操控端子之间设置有隔离开关（230），此外所述电路装置具有至少一个探测和操控装置，所述探测和操控装置被设立用于检测流入所述操控端子（220）中的至少一个操控端子中的电流，并且如果根据所述电流识别到短路，则操控所述隔离开关（230）断开。

技术领域

本发明涉及用于操控多个并联连接的半导体开关的电路装置、具有多个并联连接的半导体开关和这种电路装置的装置以及这种电路装置的用途。

背景技术

为了操控（或接通和关断）半导体开关可以使用特殊的电路装置、即所谓的栅极驱动器IC（集成电路）。根据要操控的半导体开关的效率，有时也需要例如在两位数安培范围内的大的操控电流。为了产生这样的高操控电流，例如可以作为栅极驱动器IC的一部分或者附加地使用所谓的升压单元。

在大功率应用的情况下，有时也必须使多个半导体开关并联连接，以便提供所需要的载流能力。例如，在运行电机时可以使用例如以桥式电路（例如所谓的B6桥）形式的并联连接的变流器，以便要么将由电机产生的交流电压转换成直流电压要么将用于运行电机的直流电压转换成交流电压。于是在变流器的情况下谈及整流器或逆变器。例如变频器同样属于变流器，以便将交流电压转换成具有另一频率的交流电压。

在这里现在可能发生单个半导体开关遭受失效，如果半桥中的串联接线的半导体开关切换为导通的或被切换为导通的，则这典型地随半桥中的短路而出现。最终，这可能导致在相应的功率电子设备中起火或导致提供电机的不期望的力矩。

为了避免这一点，应该将半桥中的串联接线的半导体开关分开并且应该建立安全状态，例如主动短路，其中一侧（低侧或高侧，适宜地具有有缺陷的半导体开关的侧）的所有半导体开关被切换为闭合的或导通的。

然而在此，如果在有缺陷的半导体开关的栅极处也发生短路，则可以在这样的电路装置中例如通过升压单元使电压供应装置短路。根据供电概念，这还鉴于桥式电路的同一侧（即高侧或低侧）上的半导体开关的栅极驱动器供电而过临界耦合，并且还使所述半导体开关短路，这防止提供主动短路。

发明内容

根据本发明，提出具有独立专利权利要求的特征的用于操控多个并联连接的半导体开关的电路装置、具有多个并联连接的半导体开关和具有这种电路装置的装置以及这种用于操控多个并联连接的半导体开关的电路装置的用途。有利的设计方案是从属权利要求和以下描述的主题。

本发明涉及一种用于操控多个、即两个或更多个并联连接的半导体开关、尤其是诸如MOSFET或IGBT之类的功率半导体的电路装置。该电路装置具有接通端子和关断端子以及多个操控端子，所述操控端子分别被设置用于连接到多个半导体开关中的一个半导体开关的操控端子、尤其是栅极端子或栅极上。在此，接通端子被理解为用于将半导体开关切换为导通的电位的端子，并且关断端子被理解为具有将半导体开关切换为截止的电位的端子。在使用时，接通端子和关断端子典型地被连接到所谓的栅极驱动器——必要时在中间连接合适的升压单元的情况下，所述升压单元提供所提及的电位。

在此，接通端子和关断端子分别与多个操控端子中的每一个操控端子连接，即相应的操控端子并联连接，并且可以并联地操控相应的半导体开关或其栅极。在接通端子和操控端子之间的路径情况下，在此典型地谈及接通路径，在关断端子和操控端子之间的路径的情况下谈及关断路径。