DE102015221636A1 - A method of operating a metal oxide semiconductor field effect transistor - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors, MOSFET (54), wobei der MOSFET (54) in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen S-Anschluss, source, und einen D-Anschluss, drain, charakterisierter Abschnitt des MOSFETs (54) von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand (21; 23) oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert (12a; 12b; 12c) für einen in einen G-Anschluss, gate, des MOSFETs (54) eingespeisten Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem D-Anschluss und dem S-Anschluss, D-S-Spannung (14), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der D-S-Spannung (14) zwischen verschiedenen Werten (12a; 12b; 12c) umgeschaltet wird. Dabei wird mindestens einer der Werte (12a; 12b; 12c) mittels einer Regelung (43) vorgegeben.Proposed is a method of operating a metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET (54), wherein the MOSFET (54) is operated in a switching mode, and wherein a through an S-terminal, source, and a D-port, drain , a characterized portion of the MOSFET (54) is switched from a substantially non-conductive to a substantially conductive state (21; 23) or vice versa, and wherein a value (12a; 12b; 12c) for a G port, gate , the drive current (12) supplied to the MOSFET (54) is preset in accordance with a voltage between the D terminal and the S terminal, DS voltage (14), and wherein the drive current (12) is dependent on a time course of DS voltage (14) is switched between different values (12a, 12b, 12c). In this case, at least one of the values (12a, 12b, 12c) is predetermined by means of a control (43).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Schaltungsanordnung und ein Computerprogramm nach den nebengeordneten Patentansprüchen. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a circuit arrangement and a computer program according to the independent claims.

Eine Patentveröffentlichung aus diesem Gebiet ist die WO 00/27032. A patent publication in this field is the WO 00/27032.

Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (englisch: "metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor", MOSFET oder MOS-FET) gehören zu den Feldeffekttransistoren mit isoliertem Steueranschluss, (englisch: "gate"), auch als IGFET bezeichnet. Obwohl heute Polysilizium als Gate-Material vorherrscht, wurde die Bezeichnung MOSFET beibehalten. Historisch steht damit "MOSFET" als Synonym für "IGFET". Weiterhin kann der Begriff MOSFET eine Vielzahl konkreter Halbleiterstrukturen umfassen, beispielsweise eine so genannte "VMOS"-Struktur bzw. "VMOS-Transistor" (englisch: "v-groove MOS-field-effect-transistor"). Außer in linearen Anwendungen werden MOSFETs insbesondere für Schaltanwendungen verwendet, beispielsweise für Gleichspannungswandler und in Halbbrücken oder Vollbrücken zur Ansteuerung von Elektromotoren.Metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFET or MOSFET) belong to the field effect transistors with insulated gate, also referred to as IGFET. Although polysilicon dominates as the gate material today, the term MOSFET has been retained. Historically, "MOSFET" is synonymous with "IGFET". Furthermore, the term MOSFET may comprise a multiplicity of concrete semiconductor structures, for example a so-called "VMOS" structure or "VMOS transistor" (English: "v-groove MOS field effect transistor"). Except in linear applications, MOSFETs are used in particular for switching applications, for example for DC-DC converters and in half-bridges or full bridges for the control of electric motors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, sowie durch eine Schaltungsanordnung und ein Computerprogramm nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The problem underlying the invention is solved by a method according to claim 1, and by a circuit arrangement and a computer program according to the independent claims. Advantageous developments are specified in the subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors, MOSFET, wobei der MOSFET in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen S-Anschluss, source, und einen D-Anschluss, drain, charakterisierter Abschnitt des MOSFETs von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert für einen in einen G-Anschluss, gate, des MOSFETs eingespeisten Treiberstrom in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem D-Anschluss und dem S-Anschluss, D-S-Spannung (englisch: "drain-source-voltage", "VDS"), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der D-S-Spannung zwischen verschiedenen Werten umgeschaltet wird. Dabei wird mindestens einer der Werte mittels einer Regelung vorgegeben. Mittels des Verfahrens kann der MOSFET in einer besonders definierten Weise eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. Vorliegend bedeutet der Begriff "einschalten", den MOSFET in den im Wesentlichen leitenden Zustand zu steuern. Entsprechend bedeutet der Begriff "ausschalten", den MOSFET in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand zu steuern.The invention relates to a method of operating a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET, wherein the MOSFET is operated in a switching mode, and wherein a portion of the MOSFET characterized by an S-terminal, source, and a D-terminal is switched from a substantially non-conductive to a substantially conductive state, or vice versa, and wherein a value for a driving current supplied to a G terminal, gate, of the MOSFET in response to a voltage between the D terminal and the S terminal , DS-voltage ("drain-source-voltage", "VDS"), is given, and wherein the drive current is switched in dependence on a time course of the DS voltage between different values. At least one of the values is predetermined by means of a regulation. By means of the method, the MOSFET can be switched on or off in a particularly defined manner. As used herein, the term "turn on" means to drive the MOSFET to the substantially conductive state. Accordingly, the term "turn off" means to drive the MOSFET into the substantially non-conductive state.

Beispielsweise kann der MOSFET als "VMOS-Transistor" (englisch: "v-groove MOS-field-effect-transistor") oder als "Trench FET" oder als "Trench-LDMOS" (englisch: "lateral double-diffused MOSFET") oder mittels anderer Halbleitertechnologien ausgeführt sein. Insbesondere neuere MOSFETs können vergleichsweise schnell schalten.For example, the MOSFET as "VMOS transistor" (English: "v-groove MOS-field-effect-transistor") or as a "Trench FET" or as a "Trench LDMOS" (English: "lateral double-diffused MOSFET") or by other semiconductor technologies. In particular, newer MOSFETs can switch comparatively fast.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein Schaltverhalten eines MOSFETs verbessert werden kann. Insbesondere betrifft dies Leistungs-MOSFETs. Dabei kann ein Kompromiss zwischen einer unerwünschten Abstrahlung elektromagnetischer Wellen (elektromagnetische Verträglichkeit, "EMV") und von beim Schaltvorgang sich ergebender Schaltverluste verbessert werden. Beispielsweise können die unerwünschten Abstrahlungen in einem weiten Frequenzbereich zwischen in etwa 100 Kilohertz und in etwa 400 Megahertz besonders stark ausgeprägt sein.The invention has the advantage that a switching behavior of a MOSFET can be improved. In particular, this relates to power MOSFETs. In this case, a compromise between an unwanted emission of electromagnetic waves (electromagnetic compatibility, "EMC") and resulting from the switching operation switching losses can be improved. For example, the unwanted emissions in a wide frequency range between about 100 kilohertz and about 400 megahertz can be particularly pronounced.

Bei einer in Bezug auf den Stand der Technik im Wesentlichen gleichen Steilheit der D-S-Spannung können mittels des vorgestellten Verfahrens gegebenenfalls sogar die Schaltverluste verkleinert werden. Die Steilheit wird nachfolgend auch als "Flankensteilheit" bezeichnet. Insbesondere kann die Steilheit in einem vergleichsweise großen Maß und im Wesentlichen unabhängig von Bauelemente-Toleranzen vorgegeben werden. Außerdem erfordert das vorliegende Verfahren vergleichsweise wenig zusätzliche Bauelemente und kann vergleichsweise stabil durchgeführt werden. Insbesondere können vorgegebene Grenzwerte für die Abstrahlung unerwünschter elektromagnetischer Wellen vergleichsweise gut eingehalten werden.In the case of a steepness of the D-S voltage which is substantially the same in relation to the prior art, the switching losses can possibly be reduced by means of the method presented. The steepness is also referred to below as "edge steepness". In particular, the steepness can be set to a comparatively large extent and essentially independent of component tolerances. In addition, the present method requires comparatively little additional components and can be performed comparatively stable. In particular, predetermined limit values for the emission of unwanted electromagnetic waves can be maintained comparatively well.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass jeweils der in den G-Anschluss des MOSFETs eingespeiste Treiberstrom vorgegeben wird. Es ist dabei nicht erforderlich, eine zwischen dem G-Anschluss und dem S-Anschluss anliegende bzw. anzulegende Spannung, G-S-Spannung (englisch: "gate-source-voltage"), zu ermitteln und/oder gezielt zu verändern. Stattdessen wird die D-S-Spannung ermittelt und als Indikator für die Umschaltung des Treiberstroms verwendet. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren einfacher und genauer durchgeführt werden.A further advantage of the method according to the invention is that in each case the drive current fed into the G terminal of the MOSFET is predetermined. It is not necessary in this case to determine and / or specifically modify a voltage applied or to be applied between the G terminal and the S terminal, G-S voltage (English: "gate-source-voltage"). Instead, the D-S voltage is determined and used as an indicator of driver current switching. As a result, the method according to the invention can be carried out more simply and more accurately.

Weiterhin ermöglicht die Regelung eine vergleichsweise geringe Toleranz von den Schaltbetrieb des MOSFETs charakterisierenden Größen. Dabei kann die Regelung besonders stabil dimensioniert werden. Eine die Regelung charakterisierende Bandbreite kann vergleichsweise klein sein. Außerdem erfordern für die Regelung verwendete digitale Logikbauelemente keine extrem schnellen Schaltzeiten. Furthermore, the control allows a comparatively small tolerance of the switching operation of the MOSFET characterizing quantities. The control can be dimensioned particularly stable. A bandwidth characterizing the regulation can be comparatively small. In addition, digital logic devices used for control do not require extremely fast switching times.

Weiterhin ist es möglich, die Regelung und/oder logische Funktionen zur Vorgabe der Werte und/oder Treiberstufen zur Erzeugung des Treiberstroms in einer gemeinsamen integrierten Schaltung anzuordnen, beispielsweise in einem so genannten ASIC (englisch: "application-specific integrated circuit").Furthermore, it is possible to arrange the control and / or logic functions for specifying the values and / or driver stages for generating the drive current in a common integrated circuit, for example in an ASIC ("application-specific integrated circuit").

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden ebenfalls verschiedene Werte des Treiberstroms nacheinander für einen jeweiligen Schaltvorgang in den G-Anschluss des MOSFETs eingespeist. Dabei wird jedoch nur einer dieser Werte, welcher während eines durch den so genannten "Miller-Effekt" (siehe weiter unten) charakterisierten Zeitabschnitts in den MOSFET eingespeist wird, mittels der Regelung vorgegeben. Für übrige Zeitabschnitte des Schaltvorgangs werden die Werte des Treiberstroms zwar individuell vorgegeben, wobei die Werte jedoch fest und damit unabhängig von einem tatsächlichen Schaltverhalten des MOSFETs eingestellt sind. Vorzugsweise sind diese Werte vergleichsweise groß bemessen, so dass eine "Totzeit" des Schaltvorgangs gering bleibt und Schaltverluste minimiert werden.In a preferred embodiment of the method, different values of the drive current are also fed in succession to the G terminal of the MOSFET for a respective switching operation. However, only one of these values, which is fed into the MOSFET during a period characterized by the so-called "Miller effect" (see below), is predetermined by means of the regulation. For other periods of the switching process, the values of the drive current are indeed given individually, but the values are fixed and thus set independently of an actual switching behavior of the MOSFETs. Preferably, these values are comparatively large, so that a "dead time" of the switching process remains low and switching losses are minimized.

In einer weiteren Ausgestaltung wird eine aus dem Zeitverlauf ermittelte Flankensteilheit der D-S-Spannung mit einem Sollwert verglichen. Die Flankensteilheit charakterisiert eine Anstiegsgeschwindigkeit bzw. eine Abfallgeschwindigkeit der D-S-Spannung während eines jeweiligen Schaltvorgangs. Durch den Vergleich mit dem Sollwert kann die Flankensteilheit besonders einfach ausgewertet werden, insbesondere für die oben beschriebene Regelung.In a further refinement, an edge slope of the D-S voltage determined from the time profile is compared with a desired value. The slew rate characterizes a slew rate or drop rate of the D-S voltage during a respective shift. By comparing with the setpoint, the edge steepness can be evaluated particularly easily, in particular for the control described above.

In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Regelung in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz, wobei die Zeitdifferenz durch ein Verlassen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands und Erreichen des im Wesentlichen leitenden Zustands, beziehungsweise durch ein Verlassen des im Wesentlichen leitenden Zustands und Erreichen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands charakterisiert ist. Das besagte Verlassen bzw. Erreichen eines jeweiligen Zustands kann beispielsweise durch eine Messung der D-S-Spannung oder eine Messung eines über den D-Anschluss oder den S-Anschluss fließenden Stroms ermittelt werden. Dadurch wird ein besonders einfaches Kriterium für die Regelung vorgeschlagen, welches ohne eine explizite Ermittlung der Flankensteilheit möglich ist.In a further refinement, the control takes place as a function of a time difference, wherein the time difference is due to leaving the substantially non-conductive state and reaching the substantially conductive state, or by leaving the substantially conductive state and reaching the substantially non-conductive state is characterized. The said leaving or reaching of a respective state can be determined, for example, by a measurement of the D-S voltage or a measurement of a current flowing via the D connection or the S connection. As a result, a particularly simple criterion for the control is proposed, which is possible without an explicit determination of the edge steepness.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Treiberstrom in Abhängigkeit von einem aktuellen Zeitverlauf der D-S-Spannung zwischen verschiedenen Werten umgeschaltet. Der Begriff "aktueller Zeitverlauf" bedeutet vorliegend, dass der Zeitverlauf der D-S-Spannung bei jedem Schaltvorgang des MOSFETs ermittelt wird und bei demselben Schaltvorgang als Kriterium zum Umschalten des Treiberstroms verwendet wird. Dadurch kann der Treiberstrom zeitlich besonders genau umgeschaltet werden.In a further refinement, the drive current is switched between different values as a function of a current time characteristic of the D-S voltage. The term "current time course" here means that the time profile of the D-S voltage is determined during each switching operation of the MOSFET and is used in the same switching process as a criterion for switching the drive current. As a result, the driver current can be switched over very precisely in terms of time.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist eine erste Regelung für ein Schalten des MOSFETs von dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand in den im Wesentlichen leitenden Zustand vorgesehen, und es ist eine zweite Regelung für ein Schalten des MOSFETs von dem im Wesentlichen leitenden Zustand in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand vorgesehen. Dadurch kann ein eventuell unterschiedliches Schaltverhalten des MOSFETs für das Einschalten und das Ausschalten durch jeweils unterschiedliche Werte des Treiberstroms berücksichtigt werden, wodurch der Schaltvorgang verbessert wird. In einer vereinfachten Alternative wird lediglich eine einzige Regelung verwendet, beispielsweise nur für das Einschalten des MOSFETs, wobei dieselben Treiberströme jeweils für das Einschalten und das Ausschalten des MOSFETs vorgegeben werden.In a further embodiment of the method, a first control is provided for switching the MOSFET from the substantially non-conducting state to the essentially conducting state, and it is a second control for switching the MOSFET from the essentially conducting state to the one in the Essentially non-conductive state. As a result, a possibly different switching behavior of the MOSFET for switching on and off can be taken into account by respectively different values of the driver current, whereby the switching process is improved. In a simplified alternative, only a single control is used, for example only for turning on the MOSFET, with the same drive currents being given for turning on and turning off the MOSFET, respectively.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein erster Wert für den Treiberstrom für einen ersten Zustand des MOSFETS vorgegeben, wenn der MOSFET in den im Wesentlichen leitenden Zustand geschaltet werden soll, aber im Wesentlichen noch nicht leitet, und es wird ein zweiter Wert für den Treiberstrom für einen zweiten Zustand des MOSFETs vorgegeben, wenn der MOSFET in einem Übergangszustand zwischen dem im Wesentlichen nicht leitenden und dem im Wesentlichen leitenden Zustand ist, und es wird ein dritter Wert für den Treiberstrom für einen dritten Zustand des MOSFETs vorgegeben, wenn der MOSFET im Wesentlichen leitet. Durch diese Verfahrensschritte wird ein vorteilhaftes Einschalten des MOSFETs bewirkt.In one embodiment of the method, a first value for the drive current for a first state of the MOSFET is predetermined if the MOSFET is to be switched into the substantially conductive state, but substantially not yet conduct, and a second value for the driver current for predefine a second state of the MOSFET when the MOSFET is in a transient state between the substantially non-conducting and the substantially conducting state, and a third value for the driving current for a third state of the MOSFET is predetermined when the MOSFET is substantially conducting , By these method steps, an advantageous switching of the MOSFET is effected.

In dem ersten Zustand ist der MOSFET im Wesentlichen in einem noch nicht leitenden Zustand. Dabei ist eine Spannung zwischen dem G-Anschluss und dem S-Anschluss, G-S-Spannung (auch "VGS" genannt) kleiner als eine so genannte "Plateau-Spannung", entsprechend einem so genannten "Miller-Plateau". Der in den G-Anschluss einzuspeisende Treiberstrom lädt dabei im Wesentlichen eine Gate-Source-Kapazität des MOSFETs auf. Der erste Zustand charakterisiert zugleich eine so genannte "Totzeit" des Schaltvorgangs. Dabei steigt die G-S-Spannung zwar an, jedoch ist die D-S-Spannung (auch "VDS" genannt) im Wesentlichen konstant und entspricht beispielsweise einer Betriebsspannung des MOSFETs.In the first state, the MOSFET is substantially in a non-conductive state. In this case, a voltage between the G terminal and the S terminal, GS voltage (also called "VGS") is smaller than a so-called "plateau voltage", corresponding to a so-called "Miller Plateau". The drive current to be fed into the G terminal essentially charges a gate-source capacitance of the MOSFET. The first state also characterizes a so-called "dead time" of the switching process. Although the DC voltage increases, but the DS voltage (also called "VDS") is essentially constant and corresponds for example to an operating voltage of the MOSFET.

In dem zweiten Zustand weist die G-S-Spannung im Wesentlichen die besagte Plateau-Spannung auf. Diese ist vorliegend durch die Wirkung einer Gate-Drain-Kapazität bzw. durch den so genannten "Miller-Effekt" charakterisiert. Dabei verändert sich die D-S-Spannung bereits in der gewünschten Schalt-Richtung, jedoch wird ein wesentlicher Teil des in den G-Anschluss eingespeisten Treiberstroms vorübergehend zum Umladen der Gate-Drain-Kapazität benötigt. Der Wert dieses Treiberstroms wird mittels der besagten Regelung vorgegeben.In the second state, the G-S voltage substantially has the said plateau voltage. In the present case, this is characterized by the effect of a gate-drain capacitance or by the so-called "Miller effect". In this case, the D-S voltage already changes in the desired switching direction, however, a substantial portion of the current supplied to the G terminal driver current is temporarily required for reloading the gate-drain capacitance. The value of this drive current is specified by means of said control.

In dem dritten Zustand hat die D-S-Spannung im Wesentlichen ihren Endwert erreicht und entsprechend ist der MOSFET im Wesentlichen im leitenden Zustand. Weil die Gate-Drain-Kapazität dabei im Wesentlichen umgeladen ist, kann nachfolgend die G-S-Spannung über die Plateau-Spannung hinaus ansteigen. Dabei wird ein zwischen dem D-Anschluss und dem S-Anschluss definierter Durchlasswiderstand ("RDSon") vergleichsweise klein, wobei die elektrischen Verluste in dem MOSFET entsprechend kleiner werden.In the third state, the D-S voltage has substantially reached its final value, and accordingly, the MOSFET is substantially in the conducting state. Because the gate-drain capacitance is substantially recharged, subsequently the G-S voltage may increase beyond the plateau voltage. In this case, an on-resistance ("RDSon") defined between the D terminal and the S terminal becomes comparatively small, the electrical losses in the MOSFET correspondingly decreasing.

Weiterhin kann für das Einschalten des MOSFETs vorgesehen sein, dass eine Umschaltung von dem ersten auf den zweiten Wert für den Treiberstrom dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung um einen ersten Schwellwert kleiner ist als die D-S-Spannung in dem ersten Zustand, und dass eine Umschaltung von dem zweiten auf den dritten Wert für den Treiberstrom dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung kleiner ist als eine Summe aus der D-S-Spannung in dem dritten Zustand plus einem zweiten Schwellwert. Dadurch können die Umschaltungen vorteilhaft in Abhängigkeit von dem Zeitverlauf der D-S-Spannung erfolgen, welche beim Schaltvorgang vergleichsweise große Änderungen aufweist und somit vergleichsweise einfach und genau ermittelbar ist. Insbesondere ist es dabei nicht erforderlich, die G-S-Spannung zu ermitteln.Furthermore, for turning on the MOSFET, it may be provided that a switching from the first to the second value for the drive current takes place when the DS voltage is smaller by a first threshold than the DS voltage in the first state, and that a Switching from the second to the third value for the drive current then occurs when the DS voltage is less than a sum of the DS voltage in the third state plus a second threshold. As a result, the switching can advantageously take place as a function of the time course of the D-S voltage, which has comparatively large changes during the switching operation and is thus comparatively simple and precisely determinable. In particular, it is not necessary to determine the G-S voltage.

Beispielsweise wird der erste Schwellwert derart bemessen, dass beim Einschalten des MOSFETs die D-S-Spannung so weit in Bezug auf einen in dem ersten Zustand vorliegenden Wert verändert ist, dass die Veränderung größer ist als mögliche Toleranzen und/oder Störsignale, und daher aus der Veränderung der D-S-Spannung genügend sicher auf den beginnenden Einschaltvorgang geschlossen werden kann. In vergleichbarer Weise kann der zweite Schwellwert bemessen werden.By way of example, the first threshold value is dimensioned such that when the MOSFET is switched on, the DS voltage is changed so far with respect to a value in the first state that the change is greater than possible tolerances and / or interference signals, and therefore from the change the DS voltage can be closed sufficiently safely to the beginning switch-on. In a comparable way, the second threshold can be measured.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein erster Wert für den Treiberstrom für einen ersten Zustand des MOSFETS vorgegeben, wenn der MOSFET in den im Wesentlichen nicht-leitenden Zustand geschaltet werden soll, aber im Wesentlichen noch leitet, und es wird ein zweiter Wert für den Treiberstrom für einen zweiten Zustand des MOSFETs vorgegeben, wenn der MOSFET in einem Übergangszustand zwischen dem im Wesentlichen leitenden und dem im Wesentlichen nicht-leitenden Zustand ist, und es wird ein dritter Wert für den Treiberstrom für einen dritten Zustand des MOSFETs vorgegeben, wenn der MOSFET im Wesentlichen nicht leitet. Durch diese Verfahrensschritte wird ein vorteilhaftes Ausschalten des MOSFETs bewirkt.In one embodiment of the method, a first value for the drive current for a first state of the MOSFET is predetermined when the MOSFET is to be switched to the essentially nonconducting state, but essentially still conducts, and a second value for the drive current is generated for a second state of the MOSFET, when the MOSFET is in a transient state between the substantially conductive and the substantially non-conductive state, and a third value for the drive current for a third state of the MOSFET is given, when the MOSFET in Essentially does not conduct. By means of these method steps, an advantageous switching off of the MOSFET is effected.

Die beim Ausschalten des MOSFETs durchlaufenen ersten, zweiten und dritten Zustände sind zumindest in etwa mit den weiter oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Zuständen für das Einschalten vergleichbar, wobei jedoch die Reihenfolge umgekehrt ist bzw. die Bezeichnungen "erster Zustand" und "dritter Zustand" vertauscht sind.The first, second and third states passed when the MOSFET is switched off are at least approximately comparable to the first, second and third states described above for switching on, but the order is reversed or the designations "first state" and "third state "are reversed.

Weiterhin kann für das Ausschalten des MOSFETs vorgesehen sein, dass eine Umschaltung von dem ersten auf den zweiten Wert für den Treiberstrom dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung um einen ersten Schwellwert größer ist, als die D-S-Spannung in dem ersten Zustand, und dass eine Umschaltung von dem zweiten auf den dritten Wert für den Treiberstrom dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung größer ist als eine Differenz aus der D-S-Spannung in dem dritten Zustand und einem zweiten Schwellwert. Es ergeben sich dabei vergleichbare Vorteile, wie es weiter oben für das Einschalten des MOSFETs beschrieben ist.Furthermore, it can be provided for switching off the MOSFET that switching from the first to the second value for the drive current takes place when the DS voltage is greater by a first threshold than the DS voltage in the first state, and that a switching from the second to the third value for the drive current then takes place when the DS voltage is greater than a difference between the DS voltage in the third state and a second threshold value. This results in comparable advantages, as described above for turning on the MOSFET.

Eine Bemessung des ersten und zweiten Schwellwerts kann für das Ausschalten des MOSFETs in vergleichbarer Weise erfolgen, wie es weiter oben für das Einschalten des MOSFETs beschrieben wurde.A sizing of the first and second thresholds can be done in a similar manner to turn off the MOSFET as described above for turning on the MOSFET.

Vorzugsweise wird der Treiberstrom für den MOSFET mittels einer als steuerbare oder zumindest als einstellbare Stromquelle ausgeführten Treiberstufe erzeugt. Die Treiberstufe ist dazu ausgebildet, jeweils einen Ladestrom in den G-Anschluss einzuspeisen (Einschalten des MOSFETs) bzw. einen Entladestrom aus dem G-Anschluss zu entnehmen (Ausschalten des MOSFETs). Die jeweiligen Vorzeichen des Treiberstroms können außer von der Richtung des Schaltvorgangs auch von einer Dotierung bzw. Polarität des MOSFETs abhängen. Die besagte Stromquelle kann mehrere einzelne Stromquellen umfassen. Die Umschaltung zwischen den drei oben beschriebenen Zuständen kann mittels einer Logik ("Ablaufsteuerung") erfolgen. Ein konkrete Realisierung dieser Ablaufsteuerung kann mittels diskreter Bauelemente und/oder mittels eines Computerprogramms erfolgen.The drive current for the MOSFET is preferably generated by means of a driver stage designed as a controllable or at least an adjustable current source. The driver stage is designed in each case to feed a charging current into the G terminal (switching on of the MOSFET) or to remove a discharging current from the G terminal (switching off the MOSFET). The respective signs of the drive current may also depend on a doping or polarity of the MOSFET, apart from the direction of the switching operation. Said power source may comprise a plurality of individual power sources. The switching between the three states described above can be done by means of a logic ("sequence control"). A concrete realization of this sequential control can take place by means of discrete components and / or by means of a computer program.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein erster Vergleichswert für die D-S-Spannung vorgegeben und ein zugehöriger erster Zeitpunkt ermittelt werden, und dass ein zweiter Vergleichswert für die D-S-Spannung vorgegeben und ein zugehöriger zweiter Zeitpunkt ermittelt werden, und dass aus dem ersten und zweiten Vergleichswert für die D-S-Spannung und dem zugehörigen ersten und zweiten Zeitpunkt die Flankensteilheit der D-S-Spannung ermittelt wird. Damit kann auf einfache und zugleich präzise Weise ein den Schaltvorgang charakterisierendes Kriterium ermittelt werden. Furthermore, it can be provided that a first comparison value for the DS voltage is predetermined and an associated first time is determined, and that a second comparison value for the DS voltage is specified and an associated second time is determined, and that from the first and second comparison value for the DS voltage and the associated first and second time, the edge steepness of the DS voltage is determined. This can be determined in a simple and precise manner a characterizing the switching process criterion.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens entspricht der erste Vergleichswert einem mittels des weiter oben beschriebenen ersten Schwellwerts erzeugten Potenzial, und der zweite Vergleichswert entspricht einem mittels des weiter oben beschriebenen zweiten Schwellwerts erzeugten Potenzial. In one embodiment of the method, the first comparison value corresponds to a potential generated by means of the first threshold value described above, and the second comparison value corresponds to a potential generated by means of the second threshold value described above.

Vorzugsweise ist dabei die Flankensteilheit der D-S-Spannung eine Regelgröße für die Regelung, und der zweite Wert für den Treiberstrom ist eine Stellgröße für die Regelung. Dadurch kann eine besonders stabile Regelung ermöglicht werden. Alternativ dazu ist die Flankensteilheit der D-S-Spannung die Regelgröße für die Regelung, und ein Differenzwert zwischen dem zweiten Wert für den Treiberstrom und einem Vorsteuerwert ist die Stellgröße für die Regelung. Diese Alternative wird als "Vorsteuerung" oder auch als "Störgrößenaufschaltung" bezeichnet und kann die Regelung weiter vereinfachen und verbessern.Preferably, the edge steepness of the D-S voltage is a controlled variable for the control, and the second value for the drive current is a control variable for the control. As a result, a particularly stable control can be made possible. Alternatively, the slope of the D-S voltage is the control variable, and a difference between the second value for the drive current and a pilot value is the control variable. This alternative is referred to as "feedforward control" or as "feedforward control" and can further simplify and improve the control.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der oben beschriebene erste und/oder zweite Schwellwert, gegen welche(n) jeweils die D-S-Spannung verglichen wird, um den eingespeisten Treiberstrom zwischen verschiedenen Werten umzuschalten, in Abhängigkeit von der ermittelten Flankensteilheit der D-S-Spannung mittels einer Regelung vorgegeben. Diese Ausgestaltung des Verfahrens kann alternativ oder ergänzend zu der beschriebenen Regelung des zweiten Werts für den Treiberstrom erfolgen.In one embodiment of the method, the above-described first and / or second threshold value against which the DS voltage is respectively compared in order to switch the injected driver current between different values, depending on the ascertained edge steepness of the DS voltage by means of a Regulation specified. This embodiment of the method can be carried out alternatively or in addition to the described control of the second value for the drive current.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Wert für den Treiberstrom eine digitale Größe ist und/oder mittels digitaler Verfahren ermittelt wird. Dies kann für den ersten und/oder den zweiten und/oder den dritten Wert für den Treiberstrom erfolgen. Damit kann die Genauigkeit des Verfahrens weiter verbessert werden.Furthermore, it can be provided that the value for the driver current is a digital quantity and / or is determined by means of digital methods. This can be done for the first and / or the second and / or the third value for the driver current. Thus, the accuracy of the method can be further improved.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist eine Zeitkonstante der Regelung größer als ein mittlerer zeitlicher Abstand zwischen zwei Schaltvorgängen des MOSFETs. Dadurch ergibt sich eine besonders robuste und stabile Regelung, wobei eine Dynamik der Regelung vergleichsweise klein ist, wodurch der Betrieb verbessert wird. Insbesondere ist der mittels der Regelung vorgegebene zweite Wert für den Treiberstrom während eines einzelnen jeweiligen Schaltvorgangs des MOSFETs im Wesentlichen konstant. Sofern es im Betrieb des MOSFETs erforderlich ist, kann die Regelung jedoch den zweiten Wert für den Treiberstrom von Schaltvorgang zu Schaltvorgang (entsprechend langsam) nachführen. Somit ergibt sich eine vergleichsweise einfache Implementierung, wobei die Regelung nur eine vergleichsweise kleine Bandbreite aufweist. Außerdem erfordert das Verfahren keine extrem schnellen analogen oder digitalen Komponenten.In one embodiment of the method, a time constant of the control is greater than a mean time interval between two switching operations of the MOSFET. This results in a particularly robust and stable control, wherein a dynamics of the control is comparatively small, whereby the operation is improved. In particular, the second value for the drive current given by the control is essentially constant during a single respective switching operation of the MOSFET. However, if required during operation of the MOSFET, the control may track the second value for the drive current from switching to switching (correspondingly slow). This results in a comparatively simple implementation, the control having only a comparatively small bandwidth. In addition, the method does not require extremely fast analog or digital components.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens eines elektromagnetischen Aktors, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine. Dabei weist die Schaltungsanordnung mindestens einen MOSFET zum Schalten eines Verbrauchers, insbesondere einer Magnetspule des elektromagnetischen Aktors, an eine Betriebsspannung auf. Außerdem weist die Schaltungsanordnung Mittel auf, um das erfindungsgemäße Verfahren in wenigstens einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen durchzuführen. Das erfindungsgemäße Prinzip kann auch ganz allgemein zur Verbesserung eines Schaltbetriebs eines MOSFET eingesetzt werden und ist nicht notwendig auf das Schalten von elektromagnetischen Aktoren bzw. induktiven Lasten beschränkt.Furthermore, the invention relates to a circuit arrangement for operating at least one electromagnetic actuator, in particular for a fuel injection system for an internal combustion engine. In this case, the circuit arrangement has at least one MOSFET for switching a load, in particular a magnetic coil of the electromagnetic actuator, to an operating voltage. In addition, the circuit arrangement has means for carrying out the method according to the invention in at least one of the embodiments described above. The principle according to the invention can also be used quite generally to improve a switching operation of a MOSFET and is not necessarily limited to the switching of electromagnetic actuators or inductive loads.

In einer Ausgestaltung wird die Schaltungsanordnung dazu verwendet, um einen oder mehrere sonstige elektrische Verbraucher mittels eines Schaltvorgangs anzusteuern. Die sonstigen elektrischen Verbraucher können an sich beliebige Aktoren, Magnetspulen, Transformatoren, ohmsche oder reaktive Lasten und dergleichen sein. Besonders vorteilhaft ist dies bei Anwendungen in Kraftfahrzeugen. Es ergeben sich vergleichbare Vorteile wie oben beschrieben.In one embodiment, the circuit arrangement is used to control one or more other electrical consumers by means of a switching operation. The other electrical consumers can be any actuators, solenoids, transformers, resistive or reactive loads and the like. This is particularly advantageous for applications in motor vehicles. There are comparable advantages as described above.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, welches dazu ausgebildet ist, um das Verfahren in wenigstens einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen durchzuführen. Es ergeben sich vergleichbare Vorteile wie oben beschrieben.Furthermore, the invention relates to a computer program which is designed to carry out the method in at least one of the embodiments described above. There are comparable advantages as described above.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode, IGBT, (englisch: "insulated gate bipolar transistor"), wobei der IGBT in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen E-Anschluss, Emitter, und einen C-Anschluss, Collector, charakterisierter Abschnitt des IGBTs von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert für einen in einen G-Anschluss, gate, des IGBTs eingespeisten Treiberstrom in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem C-Anschluss und dem E-Anschluss, C-E-Spannung (englisch: "collector-emitter-voltage"), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der C-E-Spannung zwischen verschiedenen Werten umgeschaltet wird. Dabei wird mindestens einer der Werte mittels einer Regelung vorgegeben. Mittels des Verfahrens kann der IGBT in einer besonders definierten Weise eingeschaltet oder ausgeschaltet werden.Furthermore, the invention relates to a method for operating an insulated gate bipolar transistor, IGBT, (Insulated gate bipolar transistor), wherein the IGBT is operated in a switching operation, and wherein a through an E-terminal, emitter, and a C terminal, collector, characterized portion of the IGBT is switched from a substantially non-conductive to a substantially conductive state, or vice versa, and wherein a value for a driving current supplied to a G terminal, gate, of the IGBT in response to a Voltage between the C terminal and the E terminal, CE Voltage (English: "collector-emitter-voltage") is given, and wherein the drive current is switched in dependence on a time course of the CE voltage between different values. At least one of the values is predetermined by means of a regulation. By means of the method, the IGBT can be switched on or off in a particularly defined manner.

Insbesondere sind auch die weiter oben beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens zum Betreiben des MOSFETs sinngemäß auf den IGBT anwendbar.In particular, the above-described embodiments of the method for operating the MOSFET are mutatis mutandis applicable to the IGBT.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 ein Diagramm mit einem Zeitverlauf einer Gatespannung, einem Gatestrom und einer D-S-Spannung eines MOSFETs; 1 a diagram with a time course of a gate voltage, a gate current and a DS voltage of a MOSFET;

2 ein erstes Zeitdiagramm mit einer D-S-Spannung des MOSFETs für einen Einschaltvorgang; 2 a first timing diagram with a DS voltage of the MOSFET for a power-on;

3 ein zweites Zeitdiagramm mit einer D-S-Spannung des MOSFETs für einen Einschaltvorgang; 3 a second time chart with a DS voltage of the MOSFET for a power-on;

4 ein Prinzipschaltbild mit zwei Komparatoren und zwei Schwellwerten; 4 a schematic diagram with two comparators and two thresholds;

5 ein Blockschaltbild für einen Regelkreis zur Ermittlung eines zweiten Werts für einen Treiberstrom des MOSFETs; 5 a block diagram for a control circuit for determining a second value for a drive current of the MOSFET;

6 ein Blockschaltbild mit einer Detailstruktur eines Blocks des Regelkreises von 5; 6 a block diagram with a detailed structure of a block of the control loop of 5 ;

7 ein Zeitdiagramm für den durch den Regelkreis ermittelten zweiten Wert des Treiberstroms des MOSFETs; und 7 a timing diagram for the determined by the control circuit second value of the drive current of the MOSFET; and

8 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben des MOSFETs. Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet. 8th a flowchart for a method for operating the MOSFET. The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

Die 1 zeigt ein prinzipielles Zeitdiagramm mit einer zwischen einem G-Anschluss, (englisch: "gate"), und einem S-Anschluss, (englisch: "source") sich ergebenden Spannung, G-S-Spannung 10, eines in der 1 nicht dargestellten Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors, ("MOSFETs"), während eines Einschaltvorgangs des MOSFETs 54 (siehe auch 5). Vorliegend ist der MOSFET 54 für vergleichsweise große Schaltleistungen bemessen, beispielsweise zur Ansteuerung von Magnetspulen von Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen.The 1 shows a principle timing diagram with a between a G-port, ("gate"), and an S-connection, (source), resulting voltage, DC voltage 10 , one in the 1 not shown metal oxide semiconductor field effect transistor, ("MOSFETs") during a turn-on of the MOSFET 54 (see also 5 ). In the present case is the MOSFET 54 dimensioned for comparatively large switching powers, for example, for controlling magnetic coils of injection valves for internal combustion engines.

Weiterhin sind in dem Zeitdiagramm der 1 ein in den G-Anschluss eingespeister Treiberstrom 12 sowie eine zwischen einem D-Anschluss (englisch: "drain") und dem S-Anschluss sich ergebende Spannung, D-S-Spannung 14, des MOSFETs 54 dargestellt. Die Vorzeichen der jeweiligen G-S-Spannung 10 bzw. D-S-Spannung 14 bzw. des Treiberstroms 12 können von einem jeweiligen Typ und/oder von einer jeweiligen Betriebsweise des MOSFETs 54 abhängig sein und sind daher in 1 nur beispielhaft dargestellt.Furthermore, in the time chart of 1 a driver current injected into the G terminal 12 and a voltage between a D-terminal and the S-terminal voltage, DS-voltage 14 , the MOSFET 54 shown. The sign of the respective DC voltage 10 or DS voltage 14 or the driver current 12 may be of a respective type and / or mode of operation of the MOSFET 54 be dependent and are therefore in 1 shown only as an example.

Beispielsweise ist die D-S-Spannung 14 positiv und somit ist ein Potenzial des D-Anschlusses positiv in Bezug auf ein Massepotenzial.For example, the DS voltage 14 positive and thus a potential of the D-terminal is positive in relation to a ground potential.

In einem in der 1 dargestellten Koordinatensystem entspricht die (horizontale) Abszisse einer Zeit t, und die (vertikale) Ordinate jeweils einer Spannung bzw. einem Strom. Dargestellt ist ein Zeitpunkt Null (links in 1), bei welchem der Einschaltvorgang beginnt und ein Zeitpunkt 16 (rechts in 1), bei welchem der Einschaltvorgang im Wesentlichen beendet ist.In one in the 1 The coordinate system shown corresponds to the (horizontal) abscissa of a time t, and the (vertical) ordinate corresponds to a voltage or a current. Shown is a time zero (left in 1 ), at which the switch-on starts and a time 16 (right in 1 ), in which the turn-on is substantially completed.

Der Einschaltvorgang gemäß 1 ist durch drei zeitlich unmittelbar aufeinander folgende Zustände 21, 22 und 23 des MOSFETs 54 charakterisiert: Ein erster Zustand 21, in welchem die G-S-Spannung 10 monoton ansteigt und die D-S-Spannung 14 im Wesentlichen (noch) konstant ist; ein zweiter Zustand 22, in welchem die G-S-Spannung 10 im Wesentlichen konstant ist und die D-S-Spannung 14 monoton kleiner wird; ein dritter Zustand 23, in welchem die G-S-Spannung 10 (wieder) monoton ansteigt und die D-S-Spannung 14 im Wesentlichen konstant ist und somit einem Endwert 28 (siehe 3) angenähert ist.The switch-on according to 1 is due to three temporally consecutive states 21 . 22 and 23 of the MOSFET 54 Characterized: A first state 21 in which the DC voltage 10 increases monotonically and the DS voltage 14 is essentially (still) constant; a second state 22 in which the DC voltage 10 is essentially constant and the DS voltage 14 becomes monotonically smaller; a third state 23 in which the DC voltage 10 (again) increases monotonically and the DS voltage 14 is essentially constant and thus a final value 28 (please refer 3 ) is approximated.

Die 1 charakterisiert somit ein Verfahren zum Betreiben des Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors, MOSFET 54 (siehe 5), wobei der MOSFET 54 in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch den S-Anschluss und den D-Anschluss charakterisierter Abschnitt des MOSFETs 54 von dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 in den im Wesentlichen leitenden Zustand 23 oder umgekehrt geschaltet wird. Dabei wird ein Wert für den in den G-Anschluss des MOSFETs 54 eingespeisten Treiberstrom 12 in Abhängigkeit von der D-S-Spannung 14 vorgegeben. Dabei wird verfahrensgemäß der Treiberstrom 12 in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der D-S-Spannung 14 zwischen verschiedenen Werten 12a, 12b, 12c umgeschaltet, wobei mindestens einer der Werte 12a, 12b, 12c mittels einer Regelung 43 vorgegeben wird, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.The 1 thus characterizes a method of operating the metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET 54 (please refer 5 ), the MOSFET 54 is operated in a switching mode, and wherein a characterized by the S-terminal and the D-terminal portion of the MOSFET 54 from the substantially non-conductive state 21 in the substantially conductive state 23 or vice versa. Thereby, a value for the in the G-terminal of the MOSFETs 54 fed driver current 12 depending on the DS voltage 14 specified. In this case, according to the method, the driver current 12 depending on a time course of the DS voltage 14 between different values 12a . 12b . 12c switched, with at least one of the values 12a . 12b . 12c by means of a regulation 43 is specified, as will be explained in more detail below.

Vorliegend wird der Treiberstrom 12 in Abhängigkeit von einem aktuellen Zeitverlauf der D-S-Spannung 14 zwischen verschiedenen Werten 12a, 12b, 12c umgeschaltet. Der Begriff "aktueller Zeitverlauf" bedeutet vorliegend, dass der Zeitverlauf der D-S-Spannung 14 bei jedem Schaltvorgang des MOSFETs 54 ermittelt wird und bei demselben Schaltvorgang als Kriterium zum Umschalten des Treiberstroms 12 verwendet wird. In the present case, the driver current 12 depending on a current time course of the DS voltage 14 between different values 12a . 12b . 12c switched. The term "current time course" here means that the time course of the DS voltage 14 every time the MOSFET is switched 54 is determined and the same switching process as a criterion for switching the driver current 12 is used.

Vorliegend bedeutet der Begriff "Einschalten", den MOSFET 54 in den im Wesentlichen leitenden Zustand 23 zu steuern. Entsprechend bedeutet der Begriff "Ausschalten", den MOSFET 54 in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 zu steuern.As used herein, the term "turn on" means the MOSFET 54 in the substantially conductive state 23 to control. Accordingly, the term "turn off" means the MOSFET 54 in the substantially non-conductive state 21 to control.

Zum Einschalten des MOSFETs 54 wird ein erster Wert 12a für den Treiberstrom 12 für den ersten Zustand 21 des MOSFETS 54 vorgegeben, wenn der MOSFET 54 in den im Wesentlichen leitenden Zustand 23 geschaltet werden soll, aber im Wesentlichen noch nicht leitet, und es wird ein zweiter Wert 12b für den Treiberstrom 12 für den zweiten Zustand 22 des MOSFETs 54 vorgegeben, wenn der MOSFET 54 in einem Übergangszustand zwischen dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 und dem im Wesentlichen leitenden Zustand 23 ist, und es wird ein dritter Wert 12c für den Treiberstrom 12 für den dritten Zustand 23 des MOSFETs 54 vorgegeben, wenn der MOSFET 54 im Wesentlichen leitet.To turn on the MOSFET 54 becomes a first value 12a for the driver current 12 for the first condition 21 of the MOSFET 54 given if the mosfet 54 in the substantially conductive state 23 should be switched, but essentially not yet, and it will be a second value 12b for the driver current 12 for the second state 22 of the MOSFET 54 given if the mosfet 54 in a transient state between the substantially non-conductive state 21 and the substantially conductive state 23 is, and it becomes a third value 12c for the driver current 12 for the third state 23 of the MOSFET 54 given if the mosfet 54 essentially directs.

Die 2 zeigt ein weiteres Zeitdiagramm, wobei vorliegend ein Zeitverlauf der D-S-Spannung 14 bei einem Einschaltvorgang des MOSFETs 54 dargestellt ist. Nur zum besseren Verständnis sind die Abszisse beispielhaft mit Werten zwischen 0,2 µs (Mikrosekunden) und 1,2 µs, sowie die Ordinate beispielhaft mit Werten zwischen 0 V (Volt) und 15 V skaliert.The 2 shows another time chart, in the present case, a time course of the DS voltage 14 when the MOSFET is switched on 54 is shown. For the sake of clarity only, the abscissa is scaled with values between 0.2 μs (microseconds) and 1.2 μs, and the ordinate is scaled with values between 0 V (volts) and 15 V, by way of example.

Dargestellt ist in 2 ein Einschaltvorgang des MOSFETs 54 wie er sich beispielsweise bei einem im Wesentlichen konstanten Treiberstrom 12 ergäbe, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht angewendet würde. Man erkennt, dass der Einschaltvorgang vergleichsweise schnell, vorliegend etwa innerhalb von 0,1 µs, abläuft. Dabei können jedoch unerwünschte elektromagnetische Wellen in einer nicht mehr zulässigen Stärke erzeugt und abgestrahlt werden.Is shown in 2 a switch-on of the MOSFETs 54 as he, for example, at a substantially constant drive current 12 would result if the inventive method would not be applied. It can be seen that the switch-on process takes place comparatively quickly, in this case approximately within 0.1 μs. However, unwanted electromagnetic waves can be generated and emitted in a no longer permissible strength.

Die 3 zeigt ein weiteres Zeitdiagramm ähnlich zu der 2, wobei jedoch der Treiberstrom 12 mindestens in dem Zustand 22 des MOSFETs 54 verfahrensgemäß vorgegeben wird. Vergleiche dazu in 1 die drei Zustände 21, 22 und 23 sowie die zugehörigen Werte 12a, 12b und 12c des Treiberstroms 12. Weiterhin sind in der 3 ein erster Schwellwert 24a und ein zweiter Schwellwert 24b eingezeichnet, welche sich jeweils auf einen Anfangswert 26 bzw. einen Endwert 28 der D-S-Spannung 14 beziehen.The 3 shows another timing diagram similar to the 2 but with the drive current 12 at least in the state 22 of the MOSFET 54 is specified according to the method. Compare to this in 1 the three states 21 . 22 and 23 as well as the associated values 12a . 12b and 12c the driver current 12 , Furthermore, in the 3 a first threshold 24a and a second threshold 24b drawn, which each have an initial value 26 or a final value 28 the DS voltage 14 Respectively.

Verfahrensgemäß ist vorgesehen, dass eine Umschaltung von dem ersten Wert 12a auf den zweiten Wert 12b für den Treiberstrom 12 dann erfolgt, wenn ein Wert der D-S-Spannung 14 um den ersten Schwellwert 24a kleiner ist als ein Wert der D-S-Spannung 14 in dem ersten Zustand 21 (vergleiche den Anfangswert 26), und dass eine Umschaltung von dem zweiten Wert 12b auf den dritten Wert 12c für den Treiberstrom 12 dann erfolgt, wenn der Wert der D-S-Spannung 14 kleiner ist als eine Summe aus der D-S-Spannung 14 in dem dritten Zustand 23 (vergleiche den Endwert 28) plus dem zweiten Schwellwert 24b.According to the method it is provided that a changeover from the first value 12a to the second value 12b for the driver current 12 then takes place when a value of the DS voltage 14 around the first threshold 24a is less than a value of the DS voltage 14 in the first state 21 (compare the initial value 26 ), and that switching from the second value 12b to the third value 12c for the driver current 12 then takes place when the value of the DS voltage 14 is less than a sum of the DS voltage 14 in the third state 23 (compare the final value 28 ) plus the second threshold 24b ,

Außerdem ist in 3 zu erkennen, dass ein erster Vergleichswert 14a für die D-S-Spannung 14 vorgegeben und ein zugehöriger erster Zeitpunkt t1 ermittelt werden, und dass ein zweiter Vergleichswert 14b für die D-S-Spannung 14 vorgegeben und ein zugehöriger zweiter Zeitpunkt t2 ermittelt werden, und dass aus dem ersten und zweiten Vergleichswert 14a und 14b für die D-S-Spannung 14 und dem zugehörigen ersten und zweiten Zeitpunkt t1 und t2 eine Flankensteilheit 15 der D-S-Spannung 14 ermittelt wird. Die Flankensteilheit 15 wird also aus dem Zeitverlauf der D-S-Spannung 14 ermittelt und ist vorliegend durch einen Quotienten aus einer Differenz aus dem ersten und zweiten Vergleichswert 14a und 14b für die D-S-Spannung 14 (Zähler) und einer Differenz aus dem zugehörigen ersten und zweiten Zeitpunkt t1 und t2 (Nenner) charakterisiert.It is also in 3 to recognize that a first comparison value 14a for the DS voltage 14 predetermined and a corresponding first time t1 are determined, and that a second comparison value 14b for the DS voltage 14 predetermined and a corresponding second time t2 are determined, and that from the first and second comparison value 14a and 14b for the DS voltage 14 and the associated first and second time t1 and t2 a slope 15 the DS voltage 14 is determined. The slope 15 So it is from the time history of the DS voltage 14 determined and is present by a quotient of a difference from the first and second comparison value 14a and 14b for the DS voltage 14 (Counter) and a difference from the associated first and second time t1 and t2 (denominator) characterized.

In einer zu den 1 bis 3 vergleichbaren Weise kann ebenso ein Ausschaltvorgang des MOSFETs 54 verfahrensgemäß erfolgen, wobei der MOSFET 54 also von dem im Wesentlichen leitenden Zustand 23 in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 geschaltet wird. Dazu sind die 1 bis 3 sowie die obige Beschreibung sinngemäß (also im Allgemeinen in umgekehrter Zeitrichtung und Reihenfolge) anzuwenden.In one of the 1 to 3 Similarly, a turn-off operation of the MOSFET can also be used 54 carried out according to the method, wherein the MOSFET 54 that is, from the essentially conductive state 23 in the substantially non-conductive state 21 is switched. These are the 1 to 3 as well as the above description apply mutatis mutandis (that is, generally in the reverse time direction and order).

Die 4 zeigt beispielhaft ein Prinzipschaltbild als Teil einer Logik ("Ablaufsteuerung") zum Umschalten zwischen den drei Zuständen 21, 22 und 23. Das Schaltbild von 4 umfasst in einem in der Zeichnung linken Bereich einen ersten Komparator 30 (Vergleicher) und einen zweiten Komparator 32. Ein nicht invertierender Anschluss des ersten Komparators 30 ist über einen Block 34 mit einer dem Anfangswert 26 vergleichbaren Spannung 36 verbunden, beispielsweise mit einem Potenzial einer Betriebsspannung oder Batteriespannung. Der Block 34 vermindert die Spannung 36 um den ersten Schwellwert 24a.The 4 shows by way of example a schematic diagram as part of a logic ("flow control") for switching between the three states 21 . 22 and 23 , The circuit diagram of 4 comprises in a left in the drawing area a first comparator 30 (Comparator) and a second comparator 32 , A non-inverting terminal of the first comparator 30 is over a block 34 with an initial value 26 comparable voltage 36 connected, for example, with a potential of an operating voltage or battery voltage. The block 34 reduces the tension 36 around the first threshold 24a ,

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Schwellwert 24a fest vorgegeben und weist einen Wert von in etwa 100 Millivolt bis in etwa 1,5 Volt auf. Entsprechendes gilt für den zweiten Schwellwert 24b. Der erste Schwellwert 24a kann dabei unterschiedlich zu dem zweiten Schwellwert 24b bemessen sein. In a preferred embodiment, the first threshold is 24a fixed and has a value of about 100 millivolts to about 1.5 volts. The same applies to the second threshold 24b , The first threshold 24a can be different to the second threshold 24b be measured.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die in 4 dargestellte Schaltung zusätzlich dazu verwendet, um die Flankensteilheit 15 zu ermitteln. Es wird dazu also nur ein gemeinsamer Schwellwert 24a und ein gemeinsamer Schwellwert 24b verwendet. Die in der 4 dargestellte Schaltung ist somit auch ein Element des weiter unten in der 5 dargestellten Blocks 56. In einer dazu alternativen Ausführungsform erfolgt das Umschalten zwischen den drei Zuständen 21, 22 und 23 einerseits, und die Ermittlung der Flankensteilheit 15 andererseits, mit separaten Schaltungen jeweils gemäß dem Blockschaltbild von 4. In dieser Alternative ist es möglich, jeweils getrennte Schwellwerte 24a und jeweils getrennte Schwellwerte 24b zu verwenden.In a preferred embodiment, the in 4 circuit shown additionally used to the edge steepness 15 to investigate. It is therefore only a common threshold 24a and a common threshold 24b used. The in the 4 Thus, the circuit shown is also an element of the below in the 5 illustrated blocks 56 , In an alternative embodiment, the switching between the three states takes place 21 . 22 and 23 on the one hand, and the determination of the slope 15 on the other hand, with separate circuits respectively according to the block diagram of 4 , In this alternative, it is possible to separate each threshold 24a and separate thresholds 24b to use.

Weiterhin ist ein invertierender Anschluss des zweiten Komparators 32 über einen Block 38 mit einer dem Endwert 28 vergleichbaren Spannung 40 verbunden, beispielsweise mit einem Massepotenzial der Betriebsspannung oder Batteriespannung. Der Block 38 erhöht die Spannung 40 um den zweiten Schwellwert 24b. Weiterhin sind ein invertierender Anschluss des ersten Komparators 30 und ein nicht invertierender Anschluss des zweiten Komparators 32 gemeinsam mit einem Potenzial des D-Anschlusses bzw. mit einer entsprechenden Spannung 42 ("VD") verbunden. Die Spannung 42 charakterisiert somit auch die D-S-Spannung 14.Furthermore, an inverting terminal of the second comparator 32 over a block 38 with a final value 28 comparable voltage 40 connected, for example, with a ground potential of the operating voltage or battery voltage. The block 38 increases the tension 40 around the second threshold 24b , Furthermore, an inverting terminal of the first comparator 30 and a non-inverting terminal of the second comparator 32 together with a potential of the D connection or with a corresponding voltage 42 ("VD") connected. The voltage 42 thus also characterizes the DS voltage 14 ,

Ausgänge 30a und 32a (ganz links in der 4) der Komparatoren 30 und 32 können mittelbar oder unmittelbar für die Umschaltung zwischen den Zuständen 21, 22 und 23 verwendet werden. In dem ersten Zustand 21 weist der Ausgang 30a einen (digitalen) Wert "0" auf, und der Ausgang 32a weist einen Wert "1" auf. In dem zweiten Zustand 22 weist der Ausgang 30a einen Wert "1" auf, und der Ausgang 32a weist ebenfalls einen Wert "1" auf. In dem dritten Zustand 23 weist der Ausgang 30a einen Wert "1" auf, und der Ausgang 32a weist einen Wert "0" auf. Diese Angaben beziehen sich auf den Einschaltvorgang des MOSFETs 54, wie er in den 1 bis 3 gezeigt ist.outputs 30a and 32a (far left in the 4 ) of the comparators 30 and 32 can be indirect or immediate for switching between states 21 . 22 and 23 be used. In the first state 21 indicates the exit 30a a (digital) value "0", and the output 32a has a value of "1". In the second state 22 indicates the exit 30a a value of "1", and the output 32a also has a value of "1". In the third state 23 indicates the exit 30a a value of "1", and the output 32a has a value of "0". This information refers to the switching on of the MOSFET 54 as he is in the 1 to 3 is shown.

Die 5 zeigt ein Blockschaltbild für einen Regelkreis, wobei der zweite Wert 12b für den Treiberstrom 12 mittels einer Regelung 43 ermittelt wird. In einem oberen Abschnitt von 5 sind von links nach rechts fortlaufend angeordnet: Ein Subtrahierer 44, welcher einen Sollwert 46 für die Flankensteilheit 15 mit der aktuellen Flankensteilheit 15 vergleicht; ein Regler 48, welcher im Detail weiter unten bei der 6 noch näher erläutert werden wird, und eine Treiberstufe 50, welche den Treiberstrom 12 (physikalisch) erzeugt. Dabei wird ein Betrieb der Treiberstufe 50 in Bezug auf die Werte 12a, 12b und 12c des Treiberstroms 12 sowie in Bezug auf die Zeitpunkte t1 und t2 gesteuert. Letzteres ist in 5 durch ein Steuersignal 52 symbolisch dargestellt.The 5 shows a block diagram for a control loop, wherein the second value 12b for the driver current 12 by means of a regulation 43 is determined. In an upper section of 5 are arranged consecutively from left to right: a subtractor 44 which has a setpoint 46 for the slope 15 with the current slope 15 compares; a regulator 48 which is detailed below at the 6 will be explained in more detail, and a driver stage 50 which the driver current 12 (physically) generated. This is an operation of the driver stage 50 in terms of values 12a . 12b and 12c the driver current 12 and controlled with respect to the times t1 and t2. The latter is in 5 by a control signal 52 symbolically represented.

Weiterhin ist in der 5 oben rechts der MOSFET 54 durch ein Blocksymbol charakterisiert, wobei der MOSFET 54 die Regelstrecke der Regelung 43 bildet. An dem MOSFET 54 ist dabei die D-S-Spannung 14 vorhanden. Ein Block 56 erfasst die D-S-Spannung 14 und ermittelt daraus unter Verwendung der Zeitpunkte t1 und t2 die aktuelle Flankensteilheit 15, welche vorliegend eine digitale Größe ist. Außerdem ist die Spannung 36 (siehe 4) dem Block 56 als Eingangsgröße zugeführt. Die aktuelle Flankensteilheit 15 ist dem Subtrahierer 44 zugeführt, wodurch der Regelkreis also geschlossen ist. An einem Ausgang des Subtrahierers 44 liegt entsprechend eine Regelabweichung 62 (auch als "E(z)" bezeichnet) vor.Furthermore, in the 5 top right of the MOSFET 54 characterized by a block symbol, the MOSFET 54 the controlled system of the scheme 43 forms. On the MOSFET 54 is the DS voltage 14 available. A block 56 detects the DS voltage 14 and determines therefrom, using the times t1 and t2, the current slope 15 , which in the present case is a digital size. Besides, the tension is 36 (please refer 4 ) the block 56 supplied as input. The current slope 15 is the subtractor 44 supplied, whereby the control loop is thus closed. At an output of the subtractor 44 is accordingly a control deviation 62 (also called "E (z)") before.

Dabei ist die Flankensteilheit 15 der D-S-Spannung 14 eine Regelgröße 58 für die Regelung 43, wobei der zweite Wert 12b für den Treiberstrom 12 eine Stellgröße 60 für die Regelung 43 ist. Der zweite Wert 12b bzw. die Stellgröße 60 sind dabei durch ein Ausgangsignal des Reglers 48 charakterisiert.Here is the slope 15 the DS voltage 14 a controlled variable 58 for the scheme 43 , where the second value 12b for the driver current 12 a manipulated variable 60 for the scheme 43 is. The second value 12b or the manipulated variable 60 are thereby by an output signal of the controller 48 characterized.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Flankensteilheit 15 der D-S-Spannung 14 (ebenfalls) die Regelgröße 58 für die Regelung 43, wobei ein Differenzwert zwischen dem zweiten Wert 12b für den Treiberstrom 12 und einem Vorsteuerwert 74 (siehe 6) die Stellgröße 60 für die Regelung 43 ist. Dies wird als "Vorsteuerung" oder auch als "Störgrößenaufschaltung" bezeichnet und kann die Regelung 43 weiter verbessern.In an alternative embodiment, the slope is 15 the DS voltage 14 (also) the controlled variable 58 for the scheme 43 , where a difference value between the second value 12b for the driver current 12 and a pilot value 74 (please refer 6 ) the manipulated variable 60 for the scheme 43 is. This is referred to as "feedforward control" or as "feedforward control" and can be the control 43 improve further.

Die Vorsteuerung dient dazu, einen Einfluss von möglichen Störgrößen der Regelung 43 gering zu halten. Solche Störgrößen können vorliegend insbesondere die Spannung 36 (vergleichbar zu einer Betriebsspannung oder Batteriespannung (siehe 4) und/oder ein durch den D-Anschluss fließender Strom ("Drainstrom") sein. Wegen der Vorsteuerung braucht der Regler 48 lediglich vergleichsweise kleine durch die Regelstrecke (MOSFET 54) bedingte Abweichungen ausregeln. Ein Dynamikbereich des Reglers 48 wird entsprechend klein, weil dann die Spannung 36 (z.B. Batteriespannung) als Vorsteuerwert 74 verwendet werden kann.The feedforward control serves to influence possible control variables 43 to keep low. Such disturbances can be present in particular the voltage 36 (comparable to an operating voltage or battery voltage (see 4 ) and / or a current flowing through the D-terminal ("drain current"). Because of the pilot control needs the controller 48 only comparatively small by the controlled system (MOSFET 54 ) conditional deviations. A dynamic range of the controller 48 is correspondingly small, because then the voltage 36 (eg battery voltage) as pre-control value 74 can be used.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform erfolgt die Regelung 43 in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz, wobei die Zeitdifferenz durch ein Verlassen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands 21 und Erreichen des im Wesentlichen leitenden Zustands 23, beziehungsweise durch ein Verlassen des im Wesentlichen leitenden Zustands 23 und Erreichen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands 21 charakterisiert ist.In a non-illustrated embodiment, the control is performed 43 in response to a time difference, wherein the time difference by a Leaving the substantially non-conductive state 21 and attaining the substantially conductive state 23 , or by leaving the substantially conductive state 23 and achieving the substantially non-conductive state 21 is characterized.

In einer Ausführungsform der Regelung 43 ist der Wert 12a, 12b bzw. 12c für den Treiberstrom 12 eine digitale Größe und/oder wird mittels digitaler Verfahren ermittelt.In one embodiment of the scheme 43 is the value 12a . 12b respectively. 12c for the driver current 12 a digital size and / or is determined by digital methods.

Die Regelung 43 basiert auf dem Prinzip, dass von Ansteuerung zu Ansteuerung der zweite Wert 12b des Treiberstroms 12 jeweils um eine vorgebbare Schrittweite erhöht oder verringert wird. Die Schrittweite entspricht beispielsweise dem niederwertigsten Bit ("LSB") eines digital vorliegenden zweiten Werts 12b für den Treiberstrom 12. Damit ergibt sich ein zumindest ähnliches Verhalten der Regelung 43, wie es von klassischen Integral-Reglern ("I-Regler") bekannt ist.The regulation 43 is based on the principle that from control to control the second value 12b the driver current 12 each increased or decreased by a predetermined increment. The step size corresponds, for example, to the least significant bit ("LSB") of a digitally present second value 12b for the driver current 12 , This results in an at least similar behavior of the scheme 43 as known from classical integral controllers ("I-controllers").

6 zeigt den Regler 48 in einer etwas detaillierteren Darstellung. In einem oberen Abschnitt von 6 sind von links nach rechts fortlaufend angeordnet: Ein Komparator 64, welcher an seinem Eingang eine Hysterese aufweist und an seinem Ausgang einen von zwei möglichen digitalen Werten (beispielsweise +1 und –1) erzeugt. Vorliegend wird der digitale Wert +1 dann angenommen, wenn die Regelabweichung 62 positiver (bzw. größer) als ein durch die Hysterese charakterisierter erster Referenzwert ist. Entsprechend wird der digitale Wert –1 dann angenommen, wenn die Regelabweichung 62 negativer (bzw. kleiner) als ein durch die Hysterese charakterisierter zweiter Referenzwert ist. 6 shows the controller 48 in a slightly more detailed presentation. In an upper section of 6 are arranged consecutively from left to right: a comparator 64 which has a hysteresis at its input and produces at its output one of two possible digital values (eg +1 and -1). In the present case, the digital value +1 is assumed if the control deviation 62 is more positive (or greater) than a first reference value characterized by the hysteresis. Accordingly, the digital value -1 is assumed if the control deviation 62 is more negative (or smaller) than a second reference value characterized by the hysteresis.

In einem folgenden Block 66 wird in Abhängigkeit von dem besagten digitalen Wert eine den zweiten Wert 12b des Treiberstroms 12 charakterisierende digitale Größe um das niederwertigste Bit ("LSB") fallweise erhöht oder erniedrigt. Das heißt, falls die aktuelle Flankensteilheit 15 kleiner als der Sollwert 46 für die Flankensteilheit 15 ist, dann wird der zweite Wert 12b des Treiberstroms 12 um ein LSB erhöht. Entsprechend wird dann, falls die aktuelle Flankensteilheit 15 größer als der Sollwert 46 ist, der zweite Wert 12b des Treiberstroms 12 um ein LSB verringert.In a following block 66 becomes a second value depending on the said digital value 12b the driver current 12 characterizing digital quantity increased or decreased by the least significant bit ("LSB") on a case-by-case basis. That is, if the current slope 15 less than the setpoint 46 for the slope 15 is, then becomes the second value 12b the driver current 12 increased by one LSB. Accordingly, then, if the current slope 15 greater than the setpoint 46 is, the second value 12b the driver current 12 reduced by one LSB.

Dieser Algorithmus ist in der 6 durch die Zurückführung und Verzögerung ("z-1") eines aktuellen Wertes der besagten digitalen Größe dargestellt. Siehe dazu einen Block 68 und einen ersten Addierer 70. Ein zweiter Addierer 72 (in 6 ganz rechts) ermöglicht es, einen Vorsteuerwert 74 zu dem zweiten Wert 12b des Treiberstroms 12 zu addieren, bzw. um die oben beschriebene Differenz zu bilden.This algorithm is in the 6 represented by the retraction and delay ("z-1") of a current value of said digital quantity. See a block for this 68 and a first adder 70 , A second adder 72 (in 6 far right) allows a pre-tax value 74 to the second value 12b the driver current 12 or to form the difference described above.

Wegen der Hysterese des Komparators 64 kann eine lediglich zufallsbedingte Veränderung ("Kippen", "Flattern") des LSB verhindert werden. Durch die stufenweise Änderung der Stellgröße 60 um lediglich +/–1 LSB weist die Regelung 43 eine vergleichsweise hohe Stabilität auf. Ein vorzugsweise lineares Übertragungsverhalten der Regelung 43 bzw. des Reglers 48 verhindert zusätzlich eine mögliche Schwingneigung des Regelkreises. Entsprechend ist die erforderliche Dynamik vergleichsweise gering. Außerdem wird bei einer (optionalen) Verwendung der weiter oben beschriebenen Vorsteuerung die sich ergebende Dynamik zusätzlich auf ein Minimum beschränkt.Because of the hysteresis of the comparator 64 a merely random change ("tilting", "fluttering") of the LSB can be prevented. Due to the stepwise change of the manipulated variable 60 the regulation is only +/- 1 LSB 43 a comparatively high stability. A preferably linear transmission behavior of the control 43 or the controller 48 Additionally prevents a possible oscillation tendency of the control loop. Accordingly, the required dynamics is comparatively low. In addition, with an (optional) use of the pre-control described above, the resulting dynamics are additionally limited to a minimum.

Die 7 zeigt beispielhaft ein Einregelverhalten für den durch die Regelung 43 ermittelten zweiten Wert 12b des Treiberstroms 12 des MOSFETs 54. Auf einer Abszisse des dargestellten Koordinatensystems ist beispielhaft eine Zeit t in Millisekunden angegeben. Ein hoher zweiter Wert 12b charakterisiert eine vergleichsweise hohe Flankensteilheit 15 des MOSFETs 54 zu Beginn der in der 7 dargestellten Zeitspanne.The 7 shows an example of a control behavior for the by the control 43 determined second value 12b the driver current 12 of the MOSFET 54 , On an abscissa of the illustrated coordinate system, a time t in milliseconds is given by way of example. A high second value 12b characterizes a comparatively high slope 15 of the MOSFET 54 at the beginning of the in the 7 shown time span.

Man erkennt, dass zeitlich nachfolgend mittels der Regelung 43 der zweite Wert 12b des Treiberstroms 12 und entsprechend die Flankensteilheit 15 solange stufenweise kleiner wird, bis die aktuelle Flankensteilheit 15 dem Sollwert 46 entspricht. Insbesondere ist zu erkennen, dass eine Zeitkonstante der Regelung 43 größer ist als ein mittlerer zeitlicher Abstand zwischen zwei Schaltvorgängen des MOSFETs 54, beispielsweise zur Ansteuerung einer Magnetspule eines elektromagnetischen Aktors eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine oder für ähnlich häufige Schaltvorgänge.It can be seen that in time subsequently by means of the scheme 43 the second value 12b the driver current 12 and accordingly the slope 15 as gradually becomes smaller, until the current slope 15 the setpoint 46 equivalent. In particular, it can be seen that a time constant of the control 43 is greater than a mean time interval between two switching operations of the MOSFET 54 , For example, for driving a solenoid of an electromagnetic actuator of a fuel injection valve of an internal combustion engine or for similar frequent switching operations.

Ein konkrete Realisierung der Regelung 43 und/oder einer zur Erzeugung des Steuersignals 52 (siehe 5) und/oder zur Umschaltung zwischen den Zuständen 21, 22 und 23 erforderlichen Ablaufsteuerung kann jeweils zumindest teilweise mittels diskreter Bauelemente ("Schaltungsanordnung") bzw. einer integrierten Schaltung ("ASIC", englisch: "application-specific integrated circuit") und/oder rechnergestützt mittels eines Computerprogramms erfolgen.A concrete realization of the scheme 43 and / or one for generating the control signal 52 (please refer 5 ) and / or to switch between the states 21 . 22 and 23 required sequence control can each be at least partially by means of discrete components ("circuitry") or an integrated circuit ("ASIC", English: "application-specific integrated circuit") and / or computer-aided by means of a computer program.

Die mittels der 1 bis 8 beschriebene Regelung 43 ist eine so genannte "prädikative Regelung". Die prädikative Regelung 43 ermittelt die Regelgröße (also insbesondere die Flankensteilheit 15) für jeweilige Schaltvorgänge des MOSFETs 54 und passt die Stellgröße 60 (also den Wert 12b des Treiberstroms 12) für die folgenden Schaltvorgänge fortlaufend an. Es handelt sich somit um eine von Zyklus-zu-Zyklus prädikative Regelung 43.The means of 1 to 8th described regulation 43 is a so-called "predicative rule". The predicative regulation 43 determines the controlled variable (ie in particular the slope steepness 15 ) for respective switching operations of the MOSFET 54 and fits the manipulated variable 60 (ie the value 12b the driver current 12 ) for the following switching operations. It is thus a cycle-to-cycle predicative regulation 43 ,

Die 8 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben des MOSFETs 54. In einem Startblock 100 beginnt die in der 8 dargestellte Prozedur. In einem folgenden Block 102 wird die aktuelle Flankensteilheit 15 ermittelt und mit dem Sollwert 46 verglichen. In einem folgenden Block 104 wird mittels der sich ergebenden Regelabweichung 62 der zweite Wert 12b des Treiberstroms 12 passend (das heißt, mit dem Ziel einer Verkleinerung der Regelabweichung 62) verändert. Dies erfolgt vorzugsweise wie oben beschrieben mittels eines Integral-Reglers (I-Regler). In weiteren möglichen Ausführungsformen des Verfahrens erfolgt dies mittels eines P-Reglers, PI-Reglers oder PID-Reglers, wobei "P" für "Proportional" und "D" für "Differenzial" steht, in Anlehnung an bekannte klassische Reglerstrukturen. Danach verzweigt die Prozedur wieder zurück an den Anfang des Blocks 102, und so weiter. The 8th shows a flowchart for a method for operating the MOSFET 54 , In a starting block 100 starts in the 8th presented procedure. In a following block 102 becomes the current slope 15 determined and with the setpoint 46 compared. In a following block 104 is determined by the resulting control deviation 62 the second value 12b the driver current 12 suitable (that is, with the aim of reducing the control deviation 62 ) changed. This is preferably done as described above by means of an integral controller (I controller). In further possible embodiments of the method, this is done by means of a P-controller, PI controller or PID controller, where "P" stands for "proportional" and "D" stands for "differential", based on known classical controller structures. Then the procedure branches back to the beginning of the block 102 , and so on.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist eine erste Regelung 43 für ein Schalten des MOSFETs 54 von dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 in den im Wesentlichen leitenden Zustand 23 vorgesehen, und es ist eine (im Prinzip gleichartige) zweite Regelung 43 für ein Schalten des MOSFETs 54 von dem im Wesentlichen leitenden Zustand 23 in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand 21 vorgesehen. Dadurch kann ein eventuell unterschiedliches Schaltverhalten des MOSFETs 54 für das Einschalten und das Ausschalten spezifisch berücksichtigt werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, lediglich eine einzige Regelung 43 zu verwenden, beispielsweise nur für das Einschalten des MOSFETs 54, wobei dieselben Werte 12a, 12b, 12c für den Treiberstrom 12 jeweils für das Einschalten und Ausschalten des MOSFETs 54 vorgegeben werden.In one embodiment of the method is a first scheme 43 for switching the MOSFET 54 from the substantially non-conductive state 21 in the substantially conductive state 23 provided, and it is a (similar in principle) second rule 43 for switching the MOSFET 54 from the substantially conductive state 23 in the substantially non-conductive state 21 intended. This may result in a possibly different switching behavior of the MOSFET 54 be specifically taken into account for switching on and off. However, it is also possible to have only one regulation 43 to use, for example, only for turning on the MOSFET 54 , where the same values 12a . 12b . 12c for the driver current 12 each for turning on and off the MOSFET 54 be specified.

Das Verfahren kann in den beschriebenen Ausführungsformen vorteilhaft für eine Schaltungsanordnung (nicht dargestellt) zum Betreiben mindestens eines elektromagnetischen Aktors, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine verwendet werden. Dabei weist die Schaltungsanordnung mindestens einen MOSFET 54 zum Schalten einer Magnetspule des elektromagnetischen Aktors an eine Betriebsspannung auf. Außerdem weist die Schaltungsanordnung Mittel auf, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Diese Mittel können beispielsweise ein Computerprogramm umfassen.The method can be advantageously used in the described embodiments for a circuit arrangement (not shown) for operating at least one electromagnetic actuator, in particular for a fuel injection system for an internal combustion engine. In this case, the circuit arrangement has at least one MOSFET 54 for switching a solenoid of the electromagnetic actuator to an operating voltage. In addition, the circuit arrangement has means for carrying out the method according to the invention. These means may include, for example, a computer program.

Die weiter oben beschriebenen Ausführungsformen für das Verfahren zum Betreiben des MOSFETs 54 können erfindungsgemäß auch angewendet werden auf ein Verfahren zum Betreiben eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode, IGBT 54, (englisch: "insulated gate bipolar transistor"), wobei der IGBT 54 in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen E-Anschluss, Emitter (entsprechend dem S-Anschluss, source, des MOSFETs 54), und einen C-Anschluss, Collector, (entsprechend dem D-Anschluss, drain, des MOSFETs 54) charakterisierter Abschnitt des IGBTs 54 von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand 21, 23 oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert 12a, 12b, 12c für einen in einen G-Anschluss, gate, des IGBTs 54 eingespeisten Treiberstrom 12 in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem C-Anschluss und dem E-Anschluss, C-E-Spannung 14 (englisch: "collector-emitter-voltage"), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom 12 in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der C-E-Spannung 14 zwischen verschiedenen Werten 12a, 12b, 12c umgeschaltet wird. Dabei wird mindestens einer der Werte 12a, 12b, 12c mittels einer Regelung 43 vorgegeben.The embodiments described above for the method for operating the MOSFET 54 can also be applied according to the invention to a method for operating an insulated gate bipolar transistor, IGBT 54 , (English: "insulated gate bipolar transistor"), wherein the IGBT 54 is operated in a switching mode, and wherein a through an E-terminal, emitter (corresponding to the S-terminal, source, of the MOSFETs 54 ), and a C port, collector, (corresponding to the D port, drain, of the MOSFET 54 ) characterized section of the IGBT 54 from a substantially non-conductive to a substantially conductive state 21 . 23 or vice versa, and where a value 12a . 12b . 12c for one in a G port, gate, the IGBT 54 fed driver current 12 depending on a voltage between the C terminal and the E terminal, CE voltage 14 (English: "collector-emitter-voltage"), is given, and wherein the driver current 12 depending on a time course of the CE voltage 14 between different values 12a . 12b . 12c is switched. In doing so, at least one of the values becomes 12a . 12b . 12c by means of a regulation 43 specified.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 00/27032 [0002] WO 00/27032 [0002]

Claims (17)

Verfahren zum Betreiben eines Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors, MOSFET (54), wobei der MOSFET (54) in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen S-Anschluss, source, und einen D-Anschluss, drain, charakterisierter Abschnitt des MOSFETs (54) von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand (21; 23) oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert (12a; 12b; 12c) für einen in einen G-Anschluss, gate, des MOSFETs (54) eingespeisten Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem D-Anschluss und dem S-Anschluss, D-S-Spannung (14), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der D-S-Spannung (14) zwischen verschiedenen Werten (12a; 12b; 12c) umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Werte (12a; 12b; 12c) mittels einer Regelung (43) vorgegeben wird.Method for operating a metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET ( 54 ), the MOSFET ( 54 ) is operated in a switching mode, and wherein a portion of the MOSFET (S), source, and a D, drain, characterized 54 ) from a substantially non-conductive to a substantially conductive state ( 21 ; 23 ) or vice versa, and where a value ( 12a ; 12b ; 12c ) for one in a G port, gate, of the MOSFETs ( 54 ) fed driver current ( 12 ) depending on a voltage between the D terminal and the S terminal, DS voltage ( 14 ), and wherein the drive current ( 12 ) as a function of a time course of the DS voltage ( 14 ) between different values ( 12a ; 12b ; 12c ), characterized in that at least one of the values ( 12a ; 12b ; 12c ) by means of a regulation ( 43 ) is given. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine aus dem Zeitverlauf ermittelte Flankensteilheit (15) der D-S-Spannung (14) mit einem Sollwert (46) verglichen wird.Method according to claim 1, wherein an edge steepness determined from the time course ( 15 ) of the DS voltage ( 14 ) with a setpoint ( 46 ) is compared. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Regelung (43) in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz erfolgt, und wobei die Zeitdifferenz durch ein Verlassen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands (21) und Erreichen des im Wesentlichen leitenden Zustands (23), beziehungsweise durch ein Verlassen des im Wesentlichen leitenden Zustands (23) und Erreichen des im Wesentlichen nicht leitenden Zustands (21) charakterisiert ist.Method according to claim 1 or 2, wherein the regulation ( 43 ) in response to a time difference, and wherein the time difference is due to leaving the substantially non-conductive state ( 21 ) and reaching the substantially conductive state ( 23 ), or by leaving the substantially conductive state ( 23 ) and achieving the substantially non-conductive state ( 21 ) is characterized. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einem aktuellen Zeitverlauf der D-S-Spannung (14) zwischen verschiedenen Werten (12a; 12b; 12c) umgeschaltet wird. Method according to at least one of the preceding claims, wherein the drive current ( 12 ) in dependence on a current time profile of the DS voltage ( 14 ) between different values ( 12a ; 12b ; 12c ) is switched. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine erste Regelung (43) für ein Schalten des MOSFETs (54) von dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand (21) in den im Wesentlichen leitenden Zustand (23) vorgesehen ist, und wobei eine zweite Regelung (43) für ein Schalten des MOSFETs (54) von dem im Wesentlichen leitenden Zustand (23) in den im Wesentlichen nicht leitenden Zustand (21) vorgesehen ist.Method according to at least one of the preceding claims, wherein a first control ( 43 ) for switching the MOSFET ( 54 ) of the substantially non-conductive state ( 21 ) in the substantially conductive state ( 23 ), and wherein a second regime ( 43 ) for switching the MOSFET ( 54 ) of the substantially conductive state ( 23 ) in the substantially non-conductive state ( 21 ) is provided. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erster Wert (12a) für den Treiberstrom (12) für einen ersten Zustand (21) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) in den im Wesentlichen leitenden Zustand (23) geschaltet werden soll, aber im Wesentlichen noch nicht leitet, und wobei ein zweiter Wert (12b) für den Treiberstrom (12) für einen zweiten Zustand (22) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) in einem Übergangszustand zwischen dem im Wesentlichen nicht leitenden Zustand (21) und dem im Wesentlichen leitenden Zustand (23) ist, und wobei ein dritter Wert (12c) für den Treiberstrom (12) für einen dritten Zustand (23) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) im Wesentlichen leitet.Method according to at least one of the preceding claims, wherein a first value ( 12a ) for the driver current ( 12 ) for a first state ( 21 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) in the substantially conductive state ( 23 ), but essentially not yet conducting, and wherein a second value ( 12b ) for the driver current ( 12 ) for a second state ( 22 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) in a transition state between the substantially non-conductive state ( 21 ) and the substantially conductive state ( 23 ), and where a third value ( 12c ) for the driver current ( 12 ) for a third state ( 23 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) essentially conducts. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Umschaltung von dem ersten auf den zweiten Wert (12a; 12b) für den Treiberstrom (12) dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung (14) um einen ersten Schwellwert (24a) kleiner ist als die D-S-Spannung (14) in dem ersten Zustand (21), und wobei eine Umschaltung von dem zweiten auf den dritten Wert (12b; 12c) für den Treiberstrom (12) dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung (14) kleiner ist als eine Summe aus der D-S-Spannung (14) in dem dritten Zustand (23) plus einem zweiten Schwellwert (24b).Method according to claim 6, wherein a changeover from the first to the second value ( 12a ; 12b ) for the driver current ( 12 ) then takes place when the DS voltage ( 14 ) by a first threshold ( 24a ) is smaller than the DS voltage ( 14 ) in the first state ( 21 ), and wherein a switch from the second to the third value ( 12b ; 12c ) for the driver current ( 12 ) then takes place when the DS voltage ( 14 ) is less than a sum of the DS voltage ( 14 ) in the third state ( 23 ) plus a second threshold ( 24b ). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erster Wert (12c) für den Treiberstrom (12) für einen ersten Zustand (23) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) in den im Wesentlichen nicht-leitenden Zustand (21) geschaltet werden soll, aber im Wesentlichen noch leitet, und wobei ein zweiter Wert (12b) für den Treiberstrom (12) für einen zweiten Zustand (22) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) in einem Übergangszustand zwischen dem im Wesentlichen leitenden Zustand (23) und dem im Wesentlichen nicht-leitenden Zustand (21) ist, und wobei ein dritter Wert (12a) für den Treiberstrom (12) für einen dritten Zustand (21) des MOSFETs (54) vorgegeben wird, wenn der MOSFET (54) im Wesentlichen nicht leitet.Method according to at least one of the preceding claims, wherein a first value ( 12c ) for the driver current ( 12 ) for a first state ( 23 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) in the substantially non-conductive state ( 21 ), but is still essentially conducting, and where a second value ( 12b ) for the driver current ( 12 ) for a second state ( 22 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) in a transition state between the substantially conductive state ( 23 ) and the substantially non-conductive state ( 21 ), and where a third value ( 12a ) for the driver current ( 12 ) for a third state ( 21 ) of the MOSFET ( 54 ) is specified when the MOSFET ( 54 ) essentially does not conduct. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Umschaltung von dem ersten auf den zweiten Wert (12c; 12b) für den Treiberstrom (12) dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung (14) um einen ersten Schwellwert (24b) größer ist als die D-S-Spannung (14) in dem ersten Zustand (23), und wobei eine Umschaltung von dem zweiten auf den dritten Wert (12b; 12a) für den Treiberstrom (12) dann erfolgt, wenn die D-S-Spannung (14) größer ist als eine Differenz aus der D-S-Spannung (14) in dem dritten Zustand (21) und einem zweiten Schwellwert (24a).Method according to claim 8, wherein a changeover from the first to the second value ( 12c ; 12b ) for the driver current ( 12 ) then takes place when the DS voltage ( 14 ) by a first threshold ( 24b ) is greater than the DS voltage ( 14 ) in the first state ( 23 ), and wherein a switch from the second to the third value ( 12b ; 12a ) for the driver current ( 12 ) then takes place when the DS voltage ( 14 ) is greater than a difference from the DS voltage ( 14 ) in the third state ( 21 ) and a second threshold ( 24a ). Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei ein erster Vergleichswert (14a) für die D-S-Spannung (14) vorgegeben und ein zugehöriger erster Zeitpunkt (t1) ermittelt werden, und wobei ein zweiter Vergleichswert (14b) für die D-S-Spannung (14) vorgegeben und ein zugehöriger zweiter Zeitpunkt (t2) ermittelt werden, und wobei aus dem ersten und zweiten Vergleichswert (14a, 14b) für die D-S-Spannung (14) und dem zugehörigen ersten und zweiten Zeitpunkt (t1, t2) die Flankensteilheit (15) der D-S-Spannung (14) ermittelt wird.Method according to at least one of claims 2 to 9, wherein a first comparison value ( 14a ) for the DS voltage ( 14 ) and an associated first time (t1) are determined, and wherein a second comparison value ( 14b ) for the DS voltage ( 14 ) and an associated second time (t2) are determined, and wherein from the first and second comparison value ( 14a . 14b ) for the DS voltage ( 14 ) and the associated first and second time (t1, t2) the steepness ( 15 ) of the DS voltage ( 14 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Flankensteilheit (15) der D-S-Spannung (14) eine Regelgröße (58) für die Regelung (43) ist, und wobei der zweite Wert (12b) für den Treiberstrom (12) eine Stellgröße (60) für die Regelung (43) ist.The method of claim 10, wherein the slope ( 15 ) of the DS voltage ( 14 ) a controlled variable ( 58 ) for the scheme ( 43 ), and wherein the second value ( 12b ) for the driver current ( 12 ) a manipulated variable ( 60 ) for the scheme ( 43 ). Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Flankensteilheit (15) der D-S-Spannung (14) eine Regelgröße (58) für die Regelung (43) ist, und wobei ein Differenzwert zwischen dem zweiten Wert (12b) für den Treiberstrom (12) und einem Vorsteuerwert (74) eine Stellgröße (60) für die Regelung (43) ist.The method of claim 10, wherein the slope ( 15 ) of the DS voltage ( 14 ) a controlled variable ( 58 ) for the scheme ( 43 ), and wherein a difference value between the second value ( 12b ) for the driver current ( 12 ) and a pre-tax value ( 74 ) a manipulated variable ( 60 ) for the scheme ( 43 ). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wert (12a; 12b; 12c) für den Treiberstrom (12) eine digitale Größe ist und/oder mittels digitaler Verfahren ermittelt wird. Method according to at least one of the preceding claims, wherein the value ( 12a ; 12b ; 12c ) for the driver current ( 12 ) is a digital size and / or determined by digital methods. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Zeitkonstante der Regelung (43) größer ist als ein mittlerer zeitlicher Abstand zwischen zwei Schaltvorgängen des MOSFETs (54).Method according to at least one of the preceding claims, wherein a time constant of the regulation ( 43 ) is greater than an average time interval between two switching operations of the MOSFET ( 54 ). Verfahren zum Betreiben eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode, IGBT (54), wobei der IGBT (54) in einem Schaltbetrieb betrieben wird, und wobei ein durch einen E-Anschluss, Emitter, und einen C-Anschluss, Collector, charakterisierter Abschnitt des IGBTs (54) von einem im Wesentlichen nicht leitenden in einen im Wesentlichen leitenden Zustand (21, 23) oder umgekehrt geschaltet wird, und wobei ein Wert (12a, 12b, 12c) für einen in einen G-Anschluss, gate, des IGBTs (54) eingespeisten Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einer Spannung zwischen dem C-Anschluss und dem E-Anschluss, C-E-Spannung (14), vorgegeben wird, und wobei der Treiberstrom (12) in Abhängigkeit von einem Zeitverlauf der C-E-Spannung (14) zwischen verschiedenen Werten (12a, 12b, 12c) umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Werte (12a, 12b, 12c) mittels einer Regelung 43 vorgegeben wird.Method for operating an insulated gate bipolar transistor, IGBT ( 54 ), the IGBT ( 54 ), and wherein a portion of the IGBT (characterized 54 ) from a substantially non-conductive to a substantially conductive state ( 21 . 23 ) or vice versa, and where a value ( 12a . 12b . 12c ) for one in a G port, gate, of the IGBT ( 54 ) fed driver current ( 12 ) depending on a voltage between the C-terminal and the E-terminal, CE-voltage ( 14 ), and wherein the drive current ( 12 ) as a function of a time course of the CE voltage ( 14 ) between different values ( 12a . 12b . 12c ), characterized in that at least one of the values ( 12a . 12b . 12c ) by means of a regulation 43 is given. Schaltungsanordnung zum Betreiben mindestens eines elektromagnetischen Aktors, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung mindestens einen MOSFET (54) und/oder mindestens einen IGBT (54) zum Schalten eines Verbrauchers, insbesondere einer Magnetspule des elektromagnetischen Aktors, an eine Betriebsspannung aufweist, und dass die Schaltungsanordnung Mittel aufweist, um ein Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen.Circuit arrangement for operating at least one electromagnetic actuator, in particular for a fuel injection system for an internal combustion engine, characterized in that the circuit arrangement comprises at least one MOSFET ( 54 ) and / or at least one IGBT ( 54 ) for switching a load, in particular a magnetic coil of the electromagnetic actuator, to an operating voltage, and that the circuit arrangement comprises means for performing a method according to at least one of the preceding claims 1 to 15. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu ausgebildet ist, um ein Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen.Computer program, characterized in that it is designed to perform a method according to at least one of claims 1 to 15.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022206886A1 (en) 2022-07-06 2024-01-11 Vitesco Technologies GmbH Distributor unit in a vehicle with variable switching behavior for targeted damping of overshoot during switching processes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019208122A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-10 Audi Ag Method for operating an electrical circuit, electrical circuit and motor vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000027032A1 (en) 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Automotive Corporation Combined voltage and current slew rate limiting

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741713A1 (en) * 1987-12-09 1989-06-22 Bbc Brown Boveri & Cie METHOD FOR PROTECTING THE GATE UNIT FOR A GTO THYRISTOR
JP2689708B2 (en) * 1990-09-18 1997-12-10 日本モトローラ株式会社 Bias current control circuit
ATE254357T1 (en) * 1998-06-12 2003-11-15 South Island Discretes Ltd CONTROL ELECTRODE DRIVER
DE10061563B4 (en) * 2000-12-06 2005-12-08 RUBITEC Gesellschaft für Innovation und Technologie der Ruhr-Universität Bochum mbH Method and apparatus for switching on and off of power semiconductors, in particular for a variable-speed operation of an asynchronous machine, operating an ignition circuit for gasoline engines, and switching power supply
JP4205969B2 (en) * 2003-02-18 2009-01-07 パナソニック株式会社 Current driver circuit
CN100454731C (en) * 2003-03-15 2009-01-21 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Current driver
DE102005009465A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-07 Robert Bosch Gmbh Transistor arrangement for rectifier and inverter
EP1783910B1 (en) * 2005-11-07 2012-10-31 Bosch Rexroth AG Circuit and a method for the galvanically separated control of a semiconductor switch
CN101056047A (en) * 2006-04-13 2007-10-17 中国科学院半导体研究所 A power MOSFET driving circuit
US7812647B2 (en) * 2007-05-21 2010-10-12 Advanced Analogic Technologies, Inc. MOSFET gate drive with reduced power loss
US8749209B2 (en) * 2008-05-05 2014-06-10 Infineon Technologies Austria Ag System and method for providing adaptive dead times
DE102008042895A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Method and device for reducing electromagnetic emissions when switching on a power semiconductor
FR2947973B1 (en) * 2009-07-07 2011-06-17 Schneider Toshiba Inverter DEVICE FOR CONTROLLING A POWER TRANSISTOR
US8242813B1 (en) * 2009-10-05 2012-08-14 Adaptive Digital Power, Inc. Adaptive non-positive inductor current detector (ANPICD)
US8829949B2 (en) * 2012-01-17 2014-09-09 Franc Zajc Method and apparatus for driving a voltage controlled power switch device
DE102012207147B4 (en) * 2012-04-27 2016-01-21 Infineon Technologies Ag Method for driving power semiconductor switches
KR101900722B1 (en) * 2012-07-10 2018-09-20 삼성전자주식회사 Circuit for Driving Power MOS Transistor
JP6380953B2 (en) * 2012-10-31 2018-08-29 ローム株式会社 Electronic circuit
CN102946185B (en) * 2012-11-26 2015-08-19 电子科技大学 Improve the control circuit of switch power source output voltage transient response
CN103078617B (en) * 2012-12-27 2016-02-10 中国科学院安徽光学精密机械研究所 The drive circuit of IGBT
US9264035B2 (en) * 2013-04-23 2016-02-16 Honeywell International Inc. MOSFET gate driving circuit for transition softening
TWI487261B (en) * 2013-11-20 2015-06-01 Anpec Electronics Corp Electronic system, voltage conversion circuit and method thereof
CN103647441B (en) * 2013-11-29 2016-08-24 华为技术有限公司 High-voltage direct-current soft start circuit
CN103795385A (en) * 2014-02-24 2014-05-14 南京航空航天大学 Power tube drive method and circuit, and direct-current solid power controller

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000027032A1 (en) 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Automotive Corporation Combined voltage and current slew rate limiting

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022206886A1 (en) 2022-07-06 2024-01-11 Vitesco Technologies GmbH Distributor unit in a vehicle with variable switching behavior for targeted damping of overshoot during switching processes

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