[发明专利]用于运行功率半导体的驱动器的PWM输出端的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行功率半导体的驱动器的PWM输出端的方法。

背景技术

功率半导体，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)通常需要驱动器来对其进行驱控。驱动器将低功率的逻辑信号转换为高功率的开关信号，该高功率的开关信号然后能直接供应给功率半导体的开关输入端，例如，IGBT的栅极，并且最终对它进行开关。

驱动器在此通常除了具有其原有的开关功能，还具有不同的辅助功能。例如，在功率半导体上测量温度或者电压，即，模拟值，或者当驱动器或者半导体发生故障时生成是/否-错误信号，即，二进制的附加值。在此，常用的电压值为例如0-10V。驱动器不仅输出这样的模拟值，也输出二进制的附加值。为此，驱动器通常具有PWM输出端，用来以PWM信号形式输出模拟值。另外，二进制的值在附加的输出端输出。使用驱动器的客户按照自己的需求将有关的输出端接上，以便继续处理那里存在的信号。换句话说，在输出端上接着通向客户逻辑的传输链路。

模拟值在驱动器内转化为具有固定的PWM频率的PWM信号。在此，PWM输出端具有PWM信号的第一信号电平(Hi)和第二信号电平(Lo)，PWM输出端在这两个信号电平间交替。因为传输链路也只具有两个信号电平，其应理解为数字式的，并且例如能通过光波导实现。换句话说，要传输的模拟值或者模拟信号由发送器转换为具有固定频率的PWM信号。在此，在一个PWM时钟周期中，信号电平越长时间地处于1，需发送的模拟值越高。

在接收器侧，也就是说，在传输链路的末端，即在由客户连接的电路中，接收器为这两个信号电平的每一个又依次输出限定的电平。在此，接收器既能模拟式实现也能数字式实现。在模拟接收器中，接收的PWM信号例如通过低通滤波器(如RC环节)平滑成模拟输出值。在数字评价中，接收器对已知频率的PWM信号进行采样。在此，接收器的采样率决定其精度。

公知的是，二进制的附加值单独地在第二传输链路(其同样具有两个信号电平)，例如，第二光导纤维上传输。

发明内容

本发明具有以下任务，即，提供一种改善的用于运行功率半导体的驱动器的PWM输出端的方法。

该任务通过根据权利要求1所述的方法解决。要由驱动器输出的模拟值像通常一样转化为具有第一和第二信号电平的、固定PWM频率的PWM信号。

根据本方法，在附加值具有它的第一值的情况下，PWM信号(如现有技术公知地，或者如通常一样)借助于两个信号电平通过传输链路传输。PWM信号即如通常一样在PWM输出端输出。

然而，如果附加值采用其另外一个，即第二值，则PWM信号和附加信号一起在PWM输出端输出。在此，附加信号以以下方式构成，即，以大于PWM频率的信号频率，输出根据PWM信号规则存在的第一或第二信号电平并与此轮流地或者说交替地输出各自另一信号电平。

换句话说，根据本发明，只要二进制的附加值采用其第一(也叫做非激活的)值，PWM信号就如惯常地由驱动器输出。与此相反，当附加值的第二值出现或者存在时，附加在PWM信号上还有一个高频的(信号频率大于PWM频率)信号输出。换句话说，该附加的信号在于将当前的PWM电平高频地交替成另一电平。特别地，信号频率大大地大于PWM频率，即，例如以5倍、10倍、20倍、50倍、100倍或者更大。

模拟值是例如由驱动器在功率半导体上确定的温度值或者电压值。附加值是例如二进制的错误信号，该错误信号对于无错误的运行提供0作为第一值，否则提供1作为第二值。

换句话说，即，在附加值的第二值时，将迄今的PWM信号用相比较而言高频率的附加信号来重叠。

此外，在传输链路的末端，在PWM输出端输出的总信号可以被模拟地和/或者数字地评价。在此例如，附加信号通过模拟的高通器件与PWM信号分离，并且两个信号被分别评价。附加信号的数字评价能例如利用大于双倍信号频率的采样频率实现。与此相反地，PWM信号如公知那样通过适当的评价方法转换回模拟值。

通常情况下，附加值比模拟值具有更高的优先权。例如，尽快识别错误信号比在这个时间点上(即在出现归属于错误信号的错误时)也获知正确的温度更重要。因此在发送附加信号时可容忍的是：在那时，模拟信号，也就是说原有的PWM信号的评价结果失真。在这类情况下，模拟值具有次要的意义并且其信息允许被破坏。

但是希望的是，模拟值的信息即使在存在附加信号时也不被破坏。输出的PWM信号通常在接收器上通过评价方法转换回模拟值。该评价方法在下面假设是已知的。