[发明专利]用于功率半导体器件的电路布置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于功率半导体器件的电路布置。

背景技术

这种电路布置尤其应用于制造变流器。在此，多个并联的功率半导体器件与一个驱动器通过至少一条第一线路或通常至少一条栅极线(Gateleitung)连接。驱动器同时对功率半导体器件进行开关。通过控制电路来控制该驱动器。

在使用现代的功率半导体器件如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)时，由于其很高的开关速度而产生不同的技术问题。这些技术问题例如在EP 0 961 379 B1中的段落[0002]至[0017]中有所述及。尤其是在栅极线相对长地构成时，会产生寄生电感。因此，耦合到栅极线中的干扰信号不能充分地得到抑制。干扰信号大多数情况下涉及电压峰值。除此之外，在栅极线中会感应出电压，这些电压由于在开关时形成的强磁场而产生。这种电压有时导致各个功率半导体器件的开关行为中的不对称。

为了克服这些技术问题，根据EP 0 961 379 B1提出：测量功率半导体器件的至少两个运行参数并且将所测量到的运行参数与进一步计算出的参数组合成综合特性曲线。所述综合特性曲线的数据通过模拟的信号处理连续地估算。如果从估算中得出即将出现过载，那么借助布置在上级的控制电路来改变控制的参数，以便反作用于所述过载以及反作用于断开。因此，该控制电路必须特定地构造，以便获取和加工由模拟的信号处理所提供的数据。

发明内容

本发明的目的在于，克服根据现有技术的缺陷。尤其应提供一种用于功率半导体器件的、尽可能耐用的电路布置。在此，尤其是即使在与如下控制电路进行组合时，也应实现该电路布置的耐用性，该控制电路不是为了实现该目的而特别安排的。根据本发明的另一目标，应提供一种用于运行功率半导体电路的方法，利用该方法能够延长功率半导体电路的使用寿命。

该目的通过权利要求1和15的特征来实现。本发明合乎目的的构造形式由权利要求2至14以及16至26的特征给出。

根据本发明的措施，提出一种用于功率半导体器件的电路布置，该电路布置包括：

多个模块，在这些模块中，各有一个驱动器与至少一个功率半导体器件通过至少一条第一线路连接，

其中，设置有通过第二线路与驱动器相连的开关时间点电路，利用该开关时间点电路可以针对驱动器中的每一个驱动器生成独享的开关信号。

按照本发明提出的、对开关时间点电路的设置能够实现的是：独享地、尤其是在不同的时间点上、为了接通和断开功率半导体器件而对驱动器进行控制。由此能够补偿各个功率半导体器件开关行为中的不对称。除此之外，能够实现的是：还依赖于其他参数以如下方式对功率半导体器件进行开关，即，在总体上延长电路布置的使用寿命。

可以将按照本发明的模块整合在电路布置的功率部分(Leistungsteil)中。模块中的每个模块都包括驱动器，为该驱动器以合乎目的的方式配有多个功率半导体器件。此外，为了控制驱动器而设置有开关时间点电路。以合乎目的的方式，开关时间点电路同样是功率部分的组成部分。该开关时间点电路从与其相连的控制电路中获得控制信号，该控制电路能够以传统的方式构成。

由控制电路提供的控制信号借助开关时间点电路被转换成一定数量的开关信号，该数量与驱动器的数量相应。在此，关于开关时间点和/或开关时间(Schaltdauer)，开关信号中的每个开关信号对相应驱动器来说都是独享的。

利用开关时间点电路生成的开关信号具有优点地可以在时间上以如下方式彼此协调，即，能够使至少一个对功率半导体器件的开关时间点产生影响的变量得到补偿并且能够实现对功率半导体器件同时地进行开关。

根据本发明的其他构造形式，设置有通过第三线路与开关时间点电路相连的控制电路，该控制电路用于生成控制信号，以便对开关时间点控制装置进行控制。控制电路可以是单独的模块，该模块通过适当的接口与开关时间点电路相连，该接口可以是第三线路的组成部分。控制电路能够实现以相应使用目的为导向地运行功率部分。

以合乎目的的方式，能够运行开关时间点电路以依赖于控制信号地生成独享的开关信号，其中，能够以预先给定的独享的开关偏移生成开关信号中的至少几个开关信号。在此，以如下方式选择相应的开关偏移，即，使例如由于电路布置的布局所产生的功率半导体器件或模块的异步的开关行为得到修正。由此，能够通过均匀的负载分布来减小功率半导体器件的温度负荷并且总体上改善电路布置的可靠性。对此不一定需要对控制电路进行特定的适配。