DE102011114366A1 - Device for monitoring overcurrent of self-conducting semiconductor switch i.e. junction FET, has monitoring circuit that produces electrical signal when test voltage exceeds preset threshold value during conductive phase of switch - Google Patents

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Abstract

The device has a driver circuit for producing control signals for a control electrode of a self-conducting semiconductor switch (12). An upper driver potential (18) of a driver voltage supply (10) is connected with a source electrode (12b) of the switch. A production device produces test voltage (13) outside a supply voltage range of the driver circuit in a test line (14) that is connected with a drain electrode (12a) of the switch. A monitoring circuit produces an electrical signal when the test voltage exceeds a preset threshold value during a conductive phase of the switch. An independent claim is also included for a method for detecting an overcurrent condition in a self-conducting semiconductor switch.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überstromüberwachung für einen selbstleitenden Halbleiterschalter, insbesondere einen JFET, sowie ein Verfahren zur Ermittlung einer Überstromsituation in einem selbstleitenden Halbleiterschalter.The invention relates to a device for overcurrent monitoring for a normally-on semiconductor switch, in particular a JFET, and a method for determining an overcurrent situation in a normally-on semiconductor switch.

Bisher ist nur die Überstrom-Überwachung von IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) bekannt. Hierbei wird der Spannungsabfall zwischen den laststromführenden Elektroden des IGBTs bestimmt. Treiberschaltungen mit elektrischen Anschlüssen für IGBTs, über die diese Funktion aufwandsarm bereitgestellt wird, existieren. Im Falle von selbstleitenden JFETs (Junction Field-Effect Transistor) ist allerdings das positive Bezugspotential der Treiberversorgungsspannung typischerweise mit dem Potential des Source-Anschlusses des JFETs gleichgesetzt. Daher kann ein Potentialwert, der vergleichbar mit einem Potential der Drain-Elektrode des JFETs ist, durch die Treiberschaltung nicht ohne Weiteres bereitgestellt werden, so dass die bekannten Schaltungsanordnungen und Verfahren zur Überstromüberwachung von IGBTs nicht auf den Fall von JFETs übertragen werden können.So far, only the overcurrent monitoring of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) is known. In this case, the voltage drop between the load current-carrying electrodes of the IGBT is determined. Driver circuits with electrical connections for IGBTs, over which this function is provided with little effort, exist. In the case of self-conducting JFETs (junction field-effect transistor), however, the positive reference potential of the driver supply voltage is typically equated with the potential of the source terminal of the JFET. Therefore, a potential value comparable to a potential of the drain of the JFET can not be easily provided by the drive circuit, so that the conventional IGBT overcurrent monitoring circuits and methods can not be transferred to the case of JFETs.

Als erfindungsgemäße Aufgabe soll im eingeschalteten Zustand des selbstleitenden JFETs ein möglicher Überstrom detektiert werden, der sich in einer Erhöhung der im eingeschalteten Zustand zwischen der Source- und der Drain-Elektrode des JFETs abfallenden Spannung UDS äußert.As a task according to the invention, a possible overcurrent is to be detected in the switched-on state of the normally-on JFET, which manifests itself in an increase in the voltage UDS dropping between the source and the drain of the JFET in the switched-on state.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung des Hauptanspruchs 1 und das Verfahren des nebengeordneten Anspruchs 10. Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The object is achieved by the device of the main claim 1 and the method of the independent claim 10. Embodiments are listed in the subclaims.

Ein zur Detektion eines Überstroms am JFET nötiger Strom, der bei eingeschaltetem JFET von Drain nach Source fließt, kann nur über eine Spannung eingeprägt werden, die positiver als die Treiberversorgungsspannung ist. Der Grund dafür ist, dass das positive Bezugspotential der Versorgungsspannung des JFET Treibers auf dem Source Anschluss des selbstleitenden JFETs liegt.A current necessary for detecting an overcurrent on the JFET, which flows from drain to source when the JFET is switched on, can only be impressed via a voltage which is more positive than the driver supply voltage. The reason for this is that the positive reference potential of the supply voltage of the JFET driver lies on the source terminal of the normally-on JFET.

Die bisher bei IGBTs übliche Strategie zur Überstrom-Überwachung funktioniert im Falle des selbstleitenden JFETs nicht. Daher wird erfindungsgemäß die erforderliche Spannung innerhalb der Treiberschaltung erzeugt. Grundsätzlich kann in einer derzeit nicht beanspruchten Variante die zusätzliche Spannung, die einen Strom zur Detektion eines Überstroms über den JFET treibt, durch eine weitere, zusätzlich zur Treiberversorgungsspannung bereitgestellte Spannung erzeugt werden, was aber die Komplexität der Lösung erhöht. Eine weniger komplexe Lösung umfasst stattdessen die Bereitstellung der zusätzlich benötigten Spannung aus der einen vorhandenen Treiberversorgungsspannung durch eine hochsetzend oder invertierend wirkende Spannungswandlerschaltung, insbesondere mittels einer Ladungspumpe. Attraktiv wird die Lösung dadurch, dass sie ohne die Verwendung von Induktivitäten, sondern nur durch eine Anordnung von Dioden, Schaltern, Widerständen und Kapazitäten realisiert werden kann. Hierdurch wird eine solche Spannungswandlerschaltung leicht in eine bestehende Treiberschaltung integrierbar. Alternativ sind auch andere Wandlerschaltungen denkbar, beispielsweise Inverswandler oder Hochsetzsteller. Hier wird es allerdings regelmäßig erforderlich, die notwendigen Induktivitäten als externe Bauteile mit der Treiberschaltung zu verbinden, wenn diese Art von Spannungswandlerschaltung in die Treiberschaltung integriert werden soll.The over-current monitoring strategy currently used in IGBTs does not work in the case of the normally-on JFET. Therefore, according to the invention, the required voltage is generated within the driver circuit. Basically, in a currently unclaimed variant, the additional voltage driving a current to detect an overcurrent across the JFET may be generated by another voltage provided in addition to the driver supply voltage, but this increases the complexity of the solution. A less complex solution instead comprises the provision of the additionally required voltage from the one existing driver supply voltage by a boosting or inverting voltage converter circuit, in particular by means of a charge pump. The solution is attractive in that it can be realized without the use of inductors, but only by an arrangement of diodes, switches, resistors and capacitors. As a result, such a voltage converter circuit can be easily integrated into an existing driver circuit. Alternatively, other converter circuits are conceivable, for example inverters or boost converters. Here, however, it is regularly necessary to connect the necessary inductors as external components with the driver circuit, if this type of voltage converter circuit is to be integrated into the driver circuit.

Da die Erfindung bei dem Bemühen entstanden ist, eine für den Betrieb eines IGBTs konstruierte bestehende Treiberschaltung derart durch externe Zusatzschaltungen zu erweitern, dass ein Betrieb eines selbstleitenden JFET zuverlässig und unter Übertragung der Überstrom-Überwachung auf diesen Schaltertypen ermöglicht wird, werden die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weitgehend anhand einer Zusatzbeschaltung einer konventionellen Treiberschaltung vorgestellt und erläutert. Der erfinderische Gedanke ist aber unabhängig von einer Erweiterung dieser oder einer anderen bestehenden Treiberschaltung zu verstehen, und kann auch auf noch zu entwickelnde Treiberschaltungen übertragen werden.Since the present invention has been made in an effort to extend an existing driver circuit constructed for the operation of an IGBT by external auxiliary circuits so as to enable operation of a normally-on JFET reliably and to transmit the overcurrent monitoring to these types of switches, the embodiments described below become the invention largely presented and explained with reference to an additional circuit of a conventional driver circuit. However, the inventive idea is to be understood independently of an extension of this or any other existing driver circuit, and can also be transferred to driver circuits still to be developed.

Beide Schaltungen haben zur Überstrom-Überwachung einen sogenannten DESAT-Anschluss. Über diesen Anschluss wird eine Spannung USense innerhalb des Spannungsbereiches der Versorgungsspannung der Treiberschaltung bereitgestellt, die oberhalb der Spannung an der Source-Elektrode des angesteuerten Transistors liegt. Diese Spannung wird an die Drain-Elektrode angelegt.Both circuits have a so-called DESAT connection for overcurrent monitoring. Via this connection, a voltage USense is provided within the voltage range of the supply voltage of the driver circuit, which is above the voltage at the source electrode of the driven transistor. This voltage is applied to the drain electrode.

Sofern der angesteuerte Transistor in einem leitenden Zustand ist, erzeugt der Teststrom, der durch den Transistor fließen kann, über einem im DESAT-Sense Kreis liegenden Widerstand einen Spannungsabfall, durch den im Normalbetrieb des fließenden Teststroms ein PNP Transistor oder ein P MOSFET angesteuert wird. Dieser Transistor des P Typs wiederum schaltet einen N Typ Transistor, über den der DESAT-Anschluss der Treiberschaltung im eingeschalteten Zustand des angesteuerten Transistor mit einer negativen Treiberversorgungsspannung (Treiber-Masse) verbunden wird und der Strom des DESAT-Anschluss freilaufen kann. Der Prüfstrom fließt solange, wie die Spannung der ihn treibenden Spannung USense größer ist als die Spannung zwischen den Lastelektroden UDS, die über den angesteuerten Transistor abfällt. Mit steigendem Laststrom durch den angesteuerten Transistor hebt sich die Spannung UDS an, sodass im Falle eines überhöhten Stroms die Schwelle erreicht wird, ab der UDS größer ist als die den Prüfstrom treibende Spannung USense. Dann kann der Prüfstrom ISense nicht mehr über den Transistor fließen und der im DESAT-Anschluss liegende Widerstand verursacht keinen Spannungsabfall, um den P Typ Transistor eingeschaltet zu halten. Dadurch wird auch der N Typ Transistor, der den Strom des DESAT Pins führt, gesperrt und die Treiberschaltung erkennt einen DESAT Fehler. Durch die Verwendung einer dauernd zur Verfügung stehenden zusätzlichen Spannung ist eine kontinuierliche Überwachung des angesteuerten Transistors möglich.If the driven transistor is in a conducting state, the test current that can flow through the transistor produces a voltage drop across a resistor in the DESAT sense circuit which drives a PNP transistor or P MOSFET during normal operation of the flowing test current. In turn, this P-type transistor switches an N-type transistor, through which the DESAT terminal of the driver circuit is connected to a negative driver supply voltage (driver ground) in the on state of the driven transistor and the power of the DESAT terminal can be freed. The test current flows as long as the voltage of the driving voltage USense is greater than the voltage between the load electrodes UDS, the drops over the driven transistor. With increasing load current through the driven transistor, the voltage UDS rises, so that in the case of an excessive current, the threshold is reached, from the UDS is greater than the test current driving voltage USense. Then the test current ISense can no longer flow across the transistor and the resistor in the DESAT terminal causes no voltage drop to keep the P type transistor on. As a result, the N type transistor that carries the current of the DESAT pin is also blocked and the driver circuit detects a DESAT error. By using a permanently available additional voltage continuous monitoring of the driven transistor is possible.

Für den Fall, dass die zusätzliche Spannung mittels Ladungspumpe zur Verfügung gestellt wird, sind die Spannungshübe, die die Ladungspumpe zu verrichten vermag, von Interesse. Ist der angesteuerte Transistor gesperrt, so kann die Spannung bei einer einstufigen Ladungspumpe bis auf das Doppelte der Treiberversorgungspannung ansteigen. Im eingeschalteten Zustand des JFETs kann die Spannung USense am Kondensator der Ladungspumpe jedoch nur um die am angesteuerten Transistor tatsächlich abfallende Spannung UDS über das Niveau der Treiberversorgungsspannung steigen. An der anderen Elektrode des Kondensators, an der das Potential UDESAT abgegriffen wird, steigt die Spannung dann von Null auf die über die Lastelektroden des angesteuerten Transistors abfallende Spannung an. Fließt nun ein höherer Laststrom ID über den JFET, steigt die über ihm abfallende Spannung UDS an und somit kann die Ladungspumpe das Potential USense bzw. UDESAT erhöhen. Das Potential UDESAT kann nun zur Detektion des Überstroms benutzt werden, indem ein Vergleich mit einer definierten Schwellspannung vorgenommen wird. Dieser Vergleich kann auch mittels des DESAT-Anschlusses innerhalb der herkömmlichen Treiberschaltung erfolgen, welche auf diese Weise die Spannungspulse der Ladungspumpe erfasst, und gegebenenfalls den Überstromfall detektiert. Tritt nämlich ein derartiger Laststrom durch den angesteuerten Transistor auf, der es zulässt, dass die Spannung UDESAT durch die Ladungspumpe über die definierte Schwellspannung des JFET Treibers gehoben wird, kann ein DESAT Fehler detektiert werden. Für den Fall, dass der DESAT-Anschluss der Treiberschaltung einen konstanten Strom zur Detektion des Spannungsanstiegs verwendet, ist der Freilauf des Stroms über einen Widerstand zum Spannungsniveau der Treiber-Masse gewährleistet, wobei der Widerstand so ausgelegt ist, dass das Potential nicht alleine durch den Strom des DESAT-Anschlusses über die Schaltschwelle des JFET Treibers gehoben werden kann.In the event that the additional voltage is provided by means of charge pump, the voltage strokes, which is able to perform the charge pump, are of interest. If the controlled transistor is disabled, the voltage can increase in a single-stage charge pump up to twice the driver supply voltage. In the switched-on state of the JFET, however, the voltage USense at the capacitor of the charge pump can only rise above the level of the driver supply voltage by the voltage UDS actually dropped at the activated transistor. At the other electrode of the capacitor, at which the potential UDESAT is tapped off, the voltage then rises from zero to the voltage drop across the load electrodes of the controlled transistor. If a higher load current ID now flows via the JFET, the voltage UDS dropping across it increases and thus the charge pump can increase the potential USense or UDESAT. The potential UDESAT can now be used to detect the overcurrent by making a comparison with a defined threshold voltage. This comparison can also be made by means of the DESAT connection within the conventional driver circuit, which detects in this way the voltage pulses of the charge pump, and optionally detects the overcurrent case. Namely, if such a load current through the driven transistor, which allows the voltage UDESAT is lifted by the charge pump on the defined threshold voltage of the JFET driver, a DESAT error can be detected. In the event that the DESAT terminal of the driver circuit uses a constant current to detect the voltage rise, the freewheeling of the current via a resistor to the voltage level of the driver ground is ensured, wherein the resistor is designed so that the potential is not caused solely by the Power of the DESAT connector can be lifted above the switching threshold of the JFET driver.

Da die Überwachung des Laststroms durch den JFET nur im eingeschalteten Zustand von Interesse ist, kann die Ladungspumpe während des gesperrten Zustands des JFETs über die Anbindung des Oszillators der Ladungspumpe an einen möglicherweise vorhandenen CLAMP-Anschluss der Treiberschaltung angeschlossen werden, der im gesperrten Zustand des JFETs auf das Spannungsniveau der Treiber-Masse gezogen wird und dann den Oszillator abschaltet. Der Zeitverzug, der dann durch das Anlaufen der Ladungspumpe beim nächsten Schaltpuls entsteht, ist unkritisch, da für die Erkennung eines Überstroms im JFET Zeiten im Bereich von mehreren Mikrosekunden zur Verfügung stehen. Weiterhin ist die UDS Überwachung mittels Ladungspumpe keine kontinuierliche Überwachung, sondern eine mit der Frequenz der Ladungspumpe gepulste Variante, deren Periodendauer sich aber in den Bereich von wenigen Mikrosekunden und darunter legen lässt, was für die Überstromerkennung am JFET ausreichend ist. Eine kontinuierliche Überwachung in diesem Fall könnte jedoch durch Hinzufügen einer mehrphasigen Ladungspumpe erreicht werden, wobei eine zweite Ladungspumpe zugehörige Spannungspulse zeitversetzt zu den Spannungspulsen der ersten Ladungspumpe bereitstellt. Auf diese Weise kann eine zwei- bzw. mehrphasige Ladungspumpe ein engeres Überwachungsintervall, gegebenenfalls aber auch eine kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Überwachung gewährleisten.Since the monitoring of the load current through the JFET is of interest only in the on state, the charge pump can be connected via the connection of the oscillator of the charge pump to a potentially existing CLAMP connection of the driver circuit during the locked state of the JFET, that is in the locked state of the JFET is pulled to the voltage level of the driver ground and then turns off the oscillator. The time delay, which then arises from the start of the charge pump at the next switching pulse, is not critical, as are available for the detection of an overcurrent in the JFET times in the range of several microseconds. Furthermore, the UDS monitoring by means of a charge pump is not a continuous monitoring, but a pulsed with the frequency of the charge pump variant whose period can be within the range of a few microseconds and lower, which is sufficient for the overcurrent detection at the JFET. However, continuous monitoring in this case could be achieved by adding a polyphase charge pump, with a second charge pump providing associated voltage pulses offset in time from the voltage pulses of the first charge pump. In this way, a two-phase or multi-phase charge pump can ensure a narrower monitoring interval, but optionally also a continuous or quasi-continuous monitoring.

Anstelle der Ladungspumpe ist es ebenfalls möglich, das Potential USense mittels anderer, hochsetzender Schaltungen zu erzeugen. Es ist denkbar, anstelle der Ladungspumpe Inverswandler oder Hochsetzsteller zu verwenden. Da diese Schaltungstypen zur Erzeugung der erhöhten Spannung Induktivitäten einsetzen, ist es regelmäßig nötig, diese Induktivitäten als diskrete Bauteile außerhalb der Treiberschaltung vorzusehen, falls eine Integration der Induktivität ausreichender Größe in die Treiberschaltung nicht möglich ist.Instead of the charge pump, it is also possible to generate the potential USense by means of other boosting circuits. It is conceivable to use inverse converter or step-up converter instead of the charge pump. Since these types of circuits use inductors to generate the increased voltage, it is usually necessary to provide these inductors as discrete components outside the driver circuit, if integration of the inductance of sufficient magnitude into the driver circuit is not possible.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren illustriert, die in erläuternder, nicht aber in beschränkender Weise interpretieren sind. Es zeigen:In the following the invention is illustrated by means of figures, which are to be interpreted in an explanatory, but not restrictive way. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Überstromüberwachung eines selbstleitenden Halbleiterschalters 1 an inventive device for overcurrent monitoring of a normally-on semiconductor switch

2 ein Flussdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung einer Überstromsituation bei einem selbstleitenden Halbleiterschalter 2 a flowchart for an inventive method for detecting an overcurrent situation in a normally-on semiconductor switch

3 ein Diagramm für den zeitlichen Potentialverlauf verschiedener Spannungen im Normalbetrieb und im Überstromfall, 3 a diagram for the temporal potential curve of different voltages in normal operation and in overcurrent case,

4 eine weitere Einrichtung zu Überstromüberwachung eines selbstleitenden Halbleiterschalters mit zusätzlicher Spannungsquelle, 4 another device for overcurrent monitoring of a self-conducting semiconductor switch with additional voltage source,

5 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Überstromüberwachung mit transformatorischer Einkopplung eines Überwachungsstromes, 5 an inventive device for overcurrent monitoring with transformer coupling of a monitoring current,

6 eine weitere Einrichtung zur Überstromüberwachung mit transformatorischer Einkopplung 6 Another device for overcurrent monitoring with transformer coupling

7 eine Einrichtung zur Überstromüberwachung mit transformatorischer Einkopplung und spannungsbasierter Überwachung und 7 a device for overcurrent monitoring with transformer coupling and voltage based monitoring and

8 eine Einrichtung zur Überstromüberwachung von zwei selbstleitenden Halbleiterschaltern. 8th a device for overcurrent monitoring of two self-conducting semiconductor switches.

1 zeigt einen selbstleitenden Halbleiterschalter 12, in diesem Fall ein JFET, der mittels einer Treiberschaltung 11 über eine Steuerelektrode angesteuert wird. Die Treiberschaltung 11 ist hierbei eine Treiberschaltung, die auch zur Ansteuerung eines IGBTs geeignet ist. Sie wird versorgt von einer Treiberversorgungsspannung 10. Ein oberes Treiber-Potential 18 ist mit einer Source-Elektrode 12b des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 verbunden. 1 shows a normally-on semiconductor switch 12 , in this case a JFET, by means of a driver circuit 11 is controlled via a control electrode. The driver circuit 11 Here is a driver circuit that is also suitable for driving an IGBT. It is powered by a driver supply voltage 10 , An upper driver potential 18 is with a source electrode 12b of the normally-on semiconductor switch 12 connected.

Die Treiberschaltung 11 weist weiterhin einen Anschluss auf, der in 1 als DESAT-Anschluss gekennzeichnet ist. Das Potential an diesem Anschluss gegenüber einer Treiber-Masse 17 ist mit UDESAT bezeichnet. Der DESAT-Anschluss ist mit einer Ladungspumpe 15 verbunden, die über eine Testleitung 14 ein gegenüber dem oberen Treiber-Potential 18 erhöhtes Spannungspotential an eine Drain-Elektrode 12a des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 anlegt. Die Ladungspumpe 15 ist in diesem Fall als eine sich selbst betreibende Ladungspumpe ausgelegt, und weist einen Aktivierungsanschluss auf, der mit einem CLAMP-Anschluss an der Treiberschaltung 11 verbunden werden kann, so dass über diesen Anschluss die Ladungspumpe 15 aktiviert und deaktiviert werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Ladungspumpe 15 über ein periodisches Ansteuersignal aus der Treiberschaltung 11, das eine geeignete Frequenz aufweist, betrieben werden kann.The driver circuit 11 also has a connector in 1 marked as DESAT port. The potential at this terminal compared to a driver ground 17 is labeled with UDESAT. The DESAT connection is with a charge pump 15 connected via a test line 14 one opposite the upper driver potential 18 increased voltage potential to a drain electrode 12a of the normally-on semiconductor switch 12 invests. The charge pump 15 In this case, it is designed as a self-powered charge pump and has an activation port connected to a CLAMP port on the driver circuit 11 can be connected so that via this connection the charge pump 15 can be activated and deactivated. Alternatively, it is also conceivable that the charge pump 15 via a periodic drive signal from the driver circuit 11 , which has a suitable frequency, can be operated.

Ein möglicher Verfahrensablauf, mit dem die Überstromsituation bei einem selbstleitenden Halbleiterschalter 12 überwacht werden kann, ist als Flussdiagramm in 2 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 20 wird eine Treiberschaltung zur Erzeugung eines Ansteuersignals für eine Gate-Elektrode des selbstleitenden Halbleistungsschalters 12 bereitgestellt, wobei das obere Treiber-Potential 18 der Treiberversorgungsspannung 10 mit der Source-Elektrode 12b des selbstleitenden Halbleiterschalter 12 verbunden ist.A possible procedure with which the overcurrent situation in a self-conducting semiconductor switch 12 can be monitored is as a flowchart in 2 shown. In a first process step 20 is a driver circuit for generating a drive signal for a gate electrode of the normally-closed half-circuit breaker 12 provided, wherein the upper driver potential 18 the driver supply voltage 10 with the source electrode 12b the self-conducting semiconductor switch 12 connected is.

Ein Spannungswert, der außerhalb des Versorgungsspannungsbereichs der Treiberschaltung 11, insbesondere oberhalb des oberen Treiber-Potentials 18 liegt, wird erzeugt, und an eine Drain-Elektrode 12a des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 angelegt. Dies geschieht in einem zweiten Verfahrensschritt 21.A voltage value outside the supply voltage range of the driver circuit 11 , in particular above the upper driver potential 18 is generated, and to a drain electrode 12a of the normally-on semiconductor switch 12 created. This happens in a second process step 21 ,

Der erzeugte Spannungswert wird dann in einem dritten Verfahrensschritt 22 mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, wenn der selbstleitende Halbleiterschalter 12 sich in einem leitenden Zustand befindet.The generated voltage value is then in a third process step 22 compared with a predetermined threshold when the normally-on semiconductor switch 12 is in a conductive state.

Sollte die erzeugte Spannung oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegen, wird im vierten Verfahrensschritt 23 ein Signal erzeugt, das das Vorliegen einer Überstromsituation anzeigt. Dieses Signal kann von der Treiberschaltung 11 geeignet verarbeitet werden, beziehungsweise kann über Anschlüsse der Treiberschaltung 11 an andere angeschlossene Schaltungen übermittelt werden.If the generated voltage is above a predetermined threshold, in the fourth step 23 generates a signal indicating the presence of an overcurrent situation. This signal can be from the driver circuit 11 can be suitably processed, or can via connections of the driver circuit 11 be transmitted to other connected circuits.

In 3 ist dargestellt, wie sich die Spannungsniveaus der Spannungen UDESAT und USense als Funktion der Zeit während unterschiedlicher Schaltzustände des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 verändern. Gezeigt ist ein Fall, in dem die Erzeugung eines Spannungswertes außerhalb des Versorgungsspannungsbereichs der Treiberschaltung 11 in gepulster Weise erfolgt. Im oberen Zeitdiagramm ist der Verlauf der Spannung USense im Normalbetrieb des Halbleiterschalter 12 gezeigt, im mittleren Diagramm der Verlauf der Spannung UDESAT im Normalbetrieb, und im unteren Diagramm der Verlauf dieser Spannung während einer Überstromsituation des selbstleitenden Halbleiterschalter 12. Es ist zu erkennen, dass die Spannungen USense und UDESAT lediglich um ein konstantes Spannungsniveau, in diesem Fall 18V, verschoben sind.In 3 is shown how the voltage levels of the voltages UDESAT and USense as a function of time during different switching states of the normally-on semiconductor switch 12 change. Shown is a case in which the generation of a voltage value outside the supply voltage range of the driver circuit 11 done in a pulsed manner. In the upper timing diagram, the course of the voltage USense in normal operation of the semiconductor switch 12 shown in the middle diagram, the curve of the voltage UDESAT in normal operation, and in the lower diagram, the course of this voltage during an overcurrent situation of the normally-on semiconductor switch 12 , It can be seen that the voltages USense and UDESAT only by a constant voltage level, in this case 18V , are moved.

In einer Ausschaltphase 30 des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 weist die Spannung USense Spannungspulse 34 auf, die eine Höhe aufweisen können, die der Breite des Versorgungsspannungsbereiches der Treiberschaltung 11 entsprechen. Während einer Einschaltphase 31 des selbstleitenden Halbleiterschalter 12 sind die Spannungspulse 34 deutlich reduziert, da ein über die Testleitung 14 und den selbstleitenden Halbleiterschalter 12 fließender Prüfstrom die von der Ladungspumpe 15 erzeugte Ladung entfernt, bis die Höhe der Spannungspulse 34 im Wesentlichen der über der Strecke Drain-Source des selbstleitenden Halbleiterschalter 12 abfallenden Spannung entspricht. Eine analoge Höhe der Spannungspulse 35 des Potentials UDESAT ergibt sich entsprechend und führt im Normalbetrieb zu einem ersten Spannungsniveau 32, hier bei 3 V, das unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes 33 liegt. Da, wie oben dargelegt, die Höhe der Spannungspulse 35 ein Maß für den Spannungsabfall über die Lastelektroden des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 ist, erhöhen sich die Spannungspulse 36, wenn der selbstleitende Halbleiterschalter 12 in einer Überstromsituation betrieben wird. Übersteigt die Pulshöhe 36 ein zweites Spannungsniveau, das einem vorgegebenen Schwellwert 33 entspricht, wird von der Treiberschaltung 11 ein entsprechendes Signal erzeugt.In a switch-off phase 30 of the normally-on semiconductor switch 12 has the voltage USense voltage pulses 34 which may have a height which is the width of the supply voltage range of the driver circuit 11 correspond. During a switch-on phase 31 the self-conducting semiconductor switch 12 are the voltage pulses 34 significantly reduced, as one over the test line 14 and the normally-on semiconductor switch 12 flowing test current from the charge pump 15 generated charge removed until the height of the voltage pulses 34 essentially the over-path drain-source of the normally-on semiconductor switch 12 decreasing voltage corresponds. An analogue level of the voltage pulses 35 of Potential UDESAT results accordingly and leads in normal operation to a first voltage level 32 , here at 3 V, below a given threshold 33 lies. As stated above, the magnitude of the voltage pulses 35 a measure of the voltage drop across the load electrodes of the normally-on semiconductor switch 12 is, increase the voltage pulses 36 when the normally-on semiconductor switch 12 is operated in an overcurrent situation. Exceeds the pulse height 36 a second voltage level that is a predetermined threshold 33 corresponds, is from the driver circuit 11 generates a corresponding signal.

Das zweite Spannungsniveau kann je nach gewünschter Strombelastung des Halbleiterschalters 12 und dessen maximaler Kühlleistung bzw. maximaler Betriebstemperatur im Bereich von 4 V bis 10 V gewählt werden. In diesem Bereich haben sich je nach Schaltertyp insbesondere Werte von 7 V oder 9 V bewährt.The second voltage level may vary depending on the desired current load of the semiconductor switch 12 and its maximum cooling capacity or maximum operating temperature in the range of 4 V to 10 V are selected. Depending on the switch type, values of 7 V or 9 V in particular have proven useful in this area.

4 zeigt eine Einrichtung zur Überstromüberwachung, die anstelle einer Ladungspumpe 15 eine zusätzliche Gleichspannungsquelle 40 verwendet, um den Spannungswert oberhalb eines oberen Treiber-Potentials 18 zu erzeugen. Die Funktionsweise dieser Schaltung entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen Funktionsweise, mit dem Unterschied, dass eine Signalwandlerschaltung 41 die Spannung USense in eine Spannung UDESAT umsetzt. Die hier gezeigte Schaltung erlaubt eine kontinuierliche Überwachung des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 in Bezug auf eine Überstromsituation. 4 shows a device for overcurrent monitoring, instead of a charge pump 15 an additional DC voltage source 40 used to the voltage value above an upper driver potential 18 to create. The operation of this circuit essentially corresponds to the above-described operation, with the difference that a signal converter circuit 41 converts the voltage USense into a voltage UDESAT. The circuit shown here allows continuous monitoring of the normally-on semiconductor switch 12 in relation to an overcurrent situation.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Einrichtung zur Überstromüberwachung eines selbstleitenden Halbleiterschalters 12 ist in 5 als Beispiel einer diskontinuierlichen Überwachung gezeigt. Hierbei wird aus einer Versorgungsspannung UPri mittels einer Ansteuerschaltung 50 auf bekannte Weise eine Wechselspannung – was auch die Erzeugung eines einzelnen Spannungspulses oder eine Pulsfolge umfasst – erzeugt und an eine Primärwicklung 53 eines Transformators 52 angelegt. Eine Sekundärwicklung 54 wird mit einem Anschluss mit der Source-Elektrode 12b des Halbleiterschalters 12 verbunden und mit dem anderen Anschluss über die Testleitung 14, die eine sekundäre Überstromüberwachungsschaltung (51b) aufweist, sowie über eine Diode mit der Drain-Elektrode 12a des selbstleitenden Halbleiterschalters 12 verbunden. Auf diese Weise kann ein Spannungsabfall UDS, J über den selbstleitenden Halbleiterschalter 12 mittels der Überstromüberwachungsschaltung 51b überwacht werden. Sobald ein an der Sekundärwicklung 54 anliegender Spannungswert USense der erzeugten und transformierten Wechselspannung den Spannungsabfall UDS, J übersteigt, fließt ein von Null verschiedener Strom ISense auf der Testleitung 14, der durch die Überstromüberwachungsschaltung 51b detektiert wird, beispielsweise wie gezeigt mittels eines Spannungsabfalls über einen geeignet dimensionierten Shuntwiderstand. Im Normalfall, also zu Zeitpunkten, in denen keine Überstromsituation vorliegt übersteigt der Spannungswert USense zumindest zeitweise den Spannungsabfall UDS, J am Halbleiterschalter 12 und ein Strom ISense fließt. Im Überstromfall hingegen bleibt USense dauerhaft unterhalb des Spannungsabfalles UDS, J oder übersteigt ihn nur geringfügig, so dass kein oder ein im Vergleich zum Normallfall geringerer Strom ISense fließt, Bei Unterschreiten eines Schwellwertes für den Strom ISense wird demzufolge ein elektrisches Signal erzeugt, das das Vorliegen einer Überstromsituation am selbstleitenden Halbleiterschalter 12 anzeigt.A further embodiment according to the invention of a device for overcurrent monitoring of a normally-on semiconductor switch 12 is in 5 shown as an example of a discontinuous monitoring. This is from a supply voltage UPri by means of a drive circuit 50 in a known manner an alternating voltage - which also includes the generation of a single voltage pulse or a pulse sequence - generated and to a primary winding 53 a transformer 52 created. A secondary winding 54 comes with a connection to the source electrode 12b of the semiconductor switch 12 connected and with the other connection via the test line 14 having a secondary overcurrent monitoring circuit ( 51b ), as well as a diode with the drain electrode 12a of the normally-on semiconductor switch 12 connected. In this way, a voltage drop UDS, J via the normally-on semiconductor switch 12 by means of the overcurrent monitoring circuit 51b be monitored. Once at the secondary winding 54 applied voltage value USense of the generated and transformed AC voltage exceeds the voltage drop UDS, J flows a non-zero current ISense on the test line 14 by the overcurrent monitoring circuit 51b is detected, for example, as shown by means of a voltage drop across a suitably sized shunt resistor. In the normal case, ie at times when there is no overcurrent situation, the voltage value USense exceeds at least temporarily the voltage drop UDS, J at the semiconductor switch 12 and a current ISense flows. In overcurrent case, however, USense remains permanently below the voltage drop UDS, J or exceeds it only slightly, so that no or compared to the normal case lesser current ISense flows, When falling below a threshold value for the current ISense an electrical signal is generated, which is the presence an overcurrent situation at the normally-on semiconductor switch 12 displays.

Die Versorgungsspannung UPri kann die Versorgungsspannung der Treiberschaltung 11 sein. Durch die galvanische Entkopplung mittels des Transformators 52 kann aber auch jede andere Gleichspannungsquelle verwendet werden. Das Übersetzungsverhältnis des Transformators 54 wird vorzugsweise so gewählt, dass die erzeugte und transformierte Wechselspannung eine Scheitelspannung aufweist, die größer als jeder im Normalfall auftretende Spannungsabfall UDS, J ist.The supply voltage UPri can be the supply voltage of the driver circuit 11 be. By galvanic decoupling by means of the transformer 52 but any other DC voltage source can be used. The transmission ratio of the transformer 54 is preferably chosen so that the generated and transformed AC voltage has a peak voltage which is greater than any normally occurring voltage drop UDS, J is.

Es ist ebenfalls möglich, die Überstromüberwachungsschaltung 51a primärseitig an den Transformator zu koppeln, da der zur Überwachung genutzte sekundärseitig fließende Strom ISense einen entsprechenden Stromfluss auch auf der Primärseite des Transformators 54 zur Folge hat. Eine solche Anbindung der Überstromüberwachungsschaltung 51a ist in 6 gezeigt und hat weiterhin den Vorteil, dass kein galvanisch entkoppelter Kanal für die Signalweiterleitung bereitgestellt werden muss, da die galvanische Entkopplung vom Halbleiterschalter 12 je bereits durch den Transformator 52 geschieht.It is also possible to use the overcurrent monitoring circuit 51a Coupling on the primary side to the transformer, since the used for monitoring secondary side current flowing ISense a corresponding current flow also on the primary side of the transformer 54 entails. Such a connection of the overcurrent monitoring circuit 51a is in 6 has shown and further has the advantage that no galvanically decoupled channel for signal forwarding must be provided because the galvanic decoupling of the semiconductor switch 12 ever already by the transformer 52 happens.

Ebenfalls in 6 sind eine weitere Diode 61 und ein Kondensator 60 mit der Sekundärwicklung 54 des Transformators 52 verbunden, die die erzeugte und transformierte Wechselspannung gleichrichten und als Gleichspannung USense zur Überstromüberwachung bereitstellen. Hierdurch fließt der Strom ISense im Überstromfall kontinuierlich und ist somit leichter zu detektieren. Die Einrichtung zur Überstromüberwachung gemäß 6 ist als Sperrwandler aufgeführt und weist sowohl primärseitig als auch sekundärseitig eine Überstromüberwachungsschaltung 51a, 51b auf, was die Zuverlässigkeit der Überwachung weiter erhöht. Zur Realisierung der Funktion ist allerdings nur eine der beiden Überstromüberwachungsschaltungen 51a und 51b erforderlich.Also in 6 are another diode 61 and a capacitor 60 with the secondary winding 54 of the transformer 52 which rectify the generated and transformed AC voltage and provide as DC voltage USense for overcurrent monitoring. As a result, the current ISense flows continuously in the event of overcurrent and is thus easier to detect. The device for overcurrent monitoring according to 6 is listed as a flyback converter and has both overcurrent monitoring circuit on both the primary side and the secondary side 51a . 51b which further increases the reliability of the monitoring. To realize the function, however, is only one of the two overcurrent monitoring circuits 51a and 51b required.

In einer Abwandlung gemäß 7 stellt die Versorgungsspannung UPri nur einen begrenzten Strom IPri zur Verfügung. In diesem Fall ist es möglich, die Überstromsituation am Halbleiterschalter 12 nicht mittels der Detektion des Stromes ISense durchzuführen, sondern mittels einer Überwachung des Spannungswertes USense. Hierzu kann eine primärseitige Spannungsüberwachungsschaltung 62a und/oder sekundärseitige Spannungsüberwachungsschaltung 62b vorgesehen sein. Solange ein Strom ISense in einer Höhe fließt, der dem Vorliegen des Normalfalles am Halbleiterschalter 12 entspricht, spricht die Strombegrenzung der Versorgungsspannung UPri an, und der Spannungswert USense ist gegenüber dem Fall reduziert, in dem eine Überstromsituation vorliegt, da in diesem Fall kein oder nur ein die Strombegrenzung unterschreitender Stromwert fließt. Das elektrische Signal, das die Überstromsituation anzeigt, wird also erzeugt, wenn der Spannungswert USense einen Schwellwert überschreitet. Dies ist unabhängig von der Anordnung der Spannungsüberwachungsschaltung 62a, 62b möglich.In a modification according to 7 the supply voltage UPri provides only a limited current IPri. In this case, it is possible the overcurrent situation at the semiconductor switch 12 not by means of the detection of the current ISense perform, but by means of monitoring the voltage value USense. For this purpose, a primary-side voltage monitoring circuit 62a and / or secondary side voltage monitoring circuit 62b be provided. As long as a current ISense flows at a level that the presence of the normal case at the semiconductor switch 12 corresponds to the current limit of the supply voltage UPri on, and the voltage value USense is reduced compared to the case in which an overcurrent situation exists, since in this case no or only one of the current limiting below the current value flows. The electrical signal indicating the overcurrent situation is thus generated when the voltage value USense exceeds a threshold value. This is independent of the arrangement of the voltage monitoring circuit 62a . 62b possible.

Wird das elektrische Signal mit einer primärseitigen Spannungsüberwachungsschaltung 62a erzeugt, hat das den Vorteil, dass das Signal ohne galvanische Entkopplung an eine angeschlossene Steuerelektronik weitergeleitet werden kann. Im Fall einer primärseitigen Spannungsüberwachungsschaltung 62a kann das erzeugte elektrische Signal vorteilhafterweise direkt zur Sperrung der Treibersignale zum Halbleiterschalter 12 verwendet werden.Will the electrical signal with a primary-side voltage monitoring circuit 62a generated, this has the advantage that the signal can be forwarded to a connected control electronics without galvanic decoupling. In the case of a primary-side voltage monitoring circuit 62a The generated electrical signal advantageously directly to block the driver signals to the semiconductor switch 12 be used.

Ein primärseitiger Anschluss einer Zenerdiode 63 parallel zur Primärwicklung 53 des Transformators 52 erlaubt optional eine einfache Begrenzung der auftretenden Spannung an der primärseitigen Spannungsüberwachungsschaltung 62a, um diese vor Überspannung zu schützen. Eine Zenerdiode mit einer Durchbruchspannung im Bereich von 10 V ist in vielen Anwendungen geeignet.A primary-side connection of a Zener diode 63 parallel to the primary winding 53 of the transformer 52 optionally allows a simple limitation of the voltage occurring at the primary side voltage monitoring circuit 62a to protect against overvoltage. A zener diode with a breakdown voltage in the range of 10 V is suitable in many applications.

In 8 ist eine weitere Einrichtung zur Überstromüberwachung von hier zwei selbstleitenden Halbleiterschaltern 12 vorgesehen. Beide Halbleiterschalter 12 werden gemeinsam von der Überwachungsschaltung hinsichtlich des Vorliegens einer Überstromsituation überwacht, wobei der Transformator 52 zwei Sekundärwicklungen 54 aufweist, und jede der Sekundärwicklungen 54 an einen der Halbleiterschalter gekoppelt ist. Primärseitig entspricht die Einrichtung im Wesentlichen der Einrichtung aus 6, d. h. es ist vorzugsweise eine primäre Überstromüberwachungsschaltung 51a vorgesehen, die eine gemeinsame Überwachung der jeweiligen Ströme ISense erlaubt, wobei eine getrennte sekundärseitige Überwachung beider Halbleiterschalter 12 als Option mit gezeigt ist.In 8th is another device for overcurrent monitoring of here two self-conducting semiconductor switches 12 intended. Both semiconductor switches 12 are monitored together by the monitoring circuit for the presence of an overcurrent situation, wherein the transformer 52 two secondary windings 54 and each of the secondary windings 54 is coupled to one of the semiconductor switches. On the primary side, the device essentially corresponds to the device 6 that is, it is preferably a primary overcurrent monitoring circuit 51a provided, which allows a common monitoring of the respective currents ISense, with a separate secondary-side monitoring of both semiconductor switches 12 as an option with shown.

In der vorliegenden Anwendung können die beiden Halbleiterschalter 12 die Schaltelemente einer Halbbrücke darstellen. Hierdurch ist bereits durch die Betriebsbedingungen sichergestellt, dass die Ströme ISense, über die eine Überstromüberwachung des zugeordneten Halbleiterschalters 12 erfolgt, zeitversetzt fließen, da ein leitender Zustand beider Schalter der Halbbrücke zu einer Zerstörung der Schalter führen kann. Die Zuordnung einer festgestellten Überstromsituation zu einem der Halbleiterschalter 12 ist durch eine Berücksichtigung des Zeitpunktes bzw. des Schaltzustandes der beiden Halbleiterschalter 12 möglich.In the present application, the two semiconductor switches 12 represent the switching elements of a half-bridge. As a result, it is already ensured by the operating conditions that the currents ISense, via the overcurrent monitoring of the associated semiconductor switch 12 takes place, time-delayed flow, since a conductive state of both switches of the half-bridge can lead to destruction of the switch. The assignment of a detected overcurrent situation to one of the semiconductor switches 12 is by taking into account the timing or the switching state of the two semiconductor switches 12 possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
TreiberversorgungsspannungDriver supply voltage
1111
Treiberschaltungdriver circuit
1212
selbstleitender Halbleiterschalterself-conducting semiconductor switch
12a12a
Drain-ElektrodeDrain
12b12b
Source-ElektrodeSource electrode
1313
Testspannung, USenseTest voltage, USense
1414
Testleitungtest line
1515
Ladungspumpecharge pump
1616
Treibertestspannung, UDESATDriver test voltage, UDESAT
1717
Treiber-MasseDriver mass
1818
oberes Treiber-Potentialupper driver potential
20–2320-23
Verfahrensschrittesteps
3030
Ausschaltphaseswitch-off
3131
EinschaltphaseSwitch
3232
erstes Spannungsniveaufirst voltage level
3333
zweites Spannungsniveau, Schwellwertsecond voltage level, threshold
3434
Spannungspulse der TestspannungVoltage pulses of the test voltage
3535
erste Spannungspulse der Treibertestspannungfirst voltage pulses of the driver test voltage
3636
zweite Spannungspulse der Treibertestspannungsecond voltage pulses of the driver test voltage
4040
zusätzliche Gleichspannungsquelleadditional DC voltage source
4141
SignalwandlerschaltungSignal converter circuit
5050
Ansteuerschaltungdrive circuit
5151
Auswerteschaltungevaluation
51a51a
primäre Überstromüberwachungsschaltungprimary overcurrent monitoring circuit
51b51b
sekundäre Überstromüberwachungsschaltungsecondary overcurrent monitoring circuit
5252
Transformatortransformer
5353
Primärwicklungprimary
5454
Sekundärwicklungsecondary winding
6060
Kondensatorcapacitor
6161
Diodediode
62a62a
primäre Spannungsüberwachungsschaltungprimary voltage monitoring circuit
62b62b
sekundäre Spannungsüberwachungsschaltungsecondary voltage monitoring circuit
6363
ZenerdiodeZener diode

Claims (13)

Einrichtung zur Überstromüberwachung für einen selbstleitenden Halbleiterschalter (12), umfassend: – eine Treiberschaltung (11) zur Erzeugung von Ansteuersignalen für eine Steuerelektrode des selbstleitenden Halbleiterschalters (12), wobei ein oberes Potential (18) einer Treiberversorgungsspannung (10) mit einer Source-Elektrode (12b) des selbstleitenden Halbleiterschalters (12) verbunden ist; gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Spannungswertes (13, USense) außerhalb eines Versorgungsspannungsbereich der Treiberschaltung (11) auf einer Testleitung (14), die mit einer Drain-Elektrode (12a) des selbstleitenden Halbleiterschalters (12) verbunden ist und eine Überwachungsschaltung (51, 51a, 51b) zur Erzeugung eines elektrischen Signals für den Fall, dass während einer leitenden Phase des selbstleitenden Halbleiterschalters (12) der Spannungswert (13, USense) einen vorgegebenen Schwellwert (33) übersteigt.Device for overcurrent monitoring for a normally-open semiconductor switch ( 12 ), full: A driver circuit ( 11 ) for generating control signals for a control electrode of the normally-on semiconductor switch ( 12 ), where an upper potential ( 18 ) a driver supply voltage ( 10 ) with a source electrode ( 12b ) of the normally-on semiconductor switch ( 12 ) connected is; characterized by a device for generating a voltage value ( 13 , U sense ) outside a supply voltage range of the driver circuit ( 11 ) on a test line ( 14 ) connected to a drain electrode ( 12a ) of the normally-on semiconductor switch ( 12 ) and a monitoring circuit ( 51 . 51a . 51b ) for generating an electrical signal in the event that during a conducting phase of the normally-on semiconductor switch ( 12 ) the voltage value ( 13 , U Sense ) a predetermined threshold ( 33 ) exceeds. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes (13, USense) zu einer gepulsten Erzeugung des Spannungswertes eingerichtet ist.Device according to claim 1, characterized in that the device for generating the voltage value ( 13 , U sense ) to a pulsed generation of the voltage value is established. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes (13, USense eine Ladungspumpe (15) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for generating the voltage value ( 13 , U Sense a charge pump ( 15 ). Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes eine mehrphasige Ladungspumpe ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for generating the voltage value is a multi-phase charge pump. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes (13, USense) ein Inverswandler oder ein Hochsetzsteller ist.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the device for generating the voltage value ( 13 , U Sense ) is an inverting converter or a boost converter. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes (13, USense) eine Gleichspannungsquelle (40) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for generating the voltage value ( 13 , U Sense ) a DC voltage source ( 40 ). Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Spannungswertes (13, USense) einen Transformator (52) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for generating the voltage value ( 13 , U Sense ) a transformer ( 52 ) having. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (51b) mit der Testleitung (14) verbunden ist.Device according to Claim 7, characterized in that the monitoring circuit ( 51b ) with the test line ( 14 ) connected is. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (52) zwei Sekundärwicklungen (54) aufweist, wobei jede Sekundärwicklung (54) mit einem selbstleitenden Halbleiterschalter (12) zu dessen Überstromüberwachung verbunden ist.Device according to claim 7, characterized in that the transformer ( 52 ) two secondary windings ( 54 ), each secondary winding ( 54 ) with a self-conducting semiconductor switch ( 12 ) is connected to its overcurrent monitoring. Verfahren zur Erkennung einer Überstromsituation in einem selbstleitenden Halbleiterschalter (12), umfassend: – Bereitstellen einer Treiberschaltung (11) zur Erzeugung von Ansteuersignalen für eine Steuerelektrode des selbstleitenden Halbleiterschalters (12), wobei ein oberes Potential (18) einer Treiberversorgungsspannung (10) mit einer Source-Elektrode (12b) des selbstleitenden Halbleiterschalters (12) verbunden ist, gekennzeichnet durch – Erzeugen eines Spannungswertes (13, USense) außerhalb eines Versorgungsspannungsbereichs der Treiberschaltung (11), wobei der erzeugte Spannungswert (13, USense) an einer Drain-Elektrode (12a) des selbstleitenden Halbleiterschalters (12) anliegt, und – Erzeugen eines Signals, falls der Spannungswert (13, USense) während einer leitenden Phase des Halbleiterschalters (12) einen vorgegebenen Schwellwert (33) übersteigt.Method for detecting an overcurrent situation in a normally-open semiconductor switch ( 12 ), comprising: - providing a driver circuit ( 11 ) for generating control signals for a control electrode of the normally-on semiconductor switch ( 12 ), where an upper potential ( 18 ) a driver supply voltage ( 10 ) with a source electrode ( 12b ) of the normally-on semiconductor switch ( 12 ), characterized by - generating a voltage value ( 13 , U sense ) outside of a supply voltage range of the driver circuit ( 11 ), the generated voltage value ( 13 , U Sense ) on a drain electrode ( 12a ) of the normally-on semiconductor switch ( 12 ), and - generating a signal if the voltage value ( 13 , U sense ) during a conducting phase of the semiconductor switch ( 12 ) a predetermined threshold ( 33 ) exceeds. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Spannungswertes (13, USense) in gepulster Weise erfolgt.Method according to claim 10, characterized in that the generation of the voltage value ( 13 , U Sense ) in a pulsed manner. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Spannungswertes (13, USense) durch ein Ladungspumpen erfolgt.Method according to claim 10 or 11, characterized in that the generation of the voltage value ( 13 , U Sense ) by a charge pump. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Spannungswertes (13, USense) ein Erzeugen einer Wechselspannung, ein Transformieren der Wechselspannung und ein Gleichrichten der transformierten Wechselspannung umfasst.Method according to claim 10, characterized in that the generation of the voltage value ( 13 , U sense ) comprises generating an alternating voltage, transforming the alternating voltage and rectifying the transformed alternating voltage.
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