[发明专利]控制装置以及具有这种控制装置的桥式电路

说明书

本发明涉及一种用于受控的交流电生成的桥式电路的桥式电路控制装置。控制装置具有：用于桥支路的每个FET的电压表，其中每个电压表可以与相应的FET连接以用于漏极‑源极电压测量并且输出测量值和/或状态值；场效应晶体管，作为用于每个交流电输出端的相隔离器，其中，一个或多个相隔离器可以分别与交流电输出端连接并且可以分别通过控制信号来切换；以及逻辑电路，用于检测电压表的数值并且将控制信号分别输出到相隔离器。此外，本发明涉及一种具有这种控制装置的桥式电路。

技术领域

本发明涉及一种用于功率模块或逆变器的控制装置，尤其是用于受控的交流电生成的桥式电路的控制装置。本发明还涉及一种具有这种控制装置的桥式电路。

背景技术

逆变器(英文Inverter)是将直流电压转换为交流电压的电气设备。桥式电路是逆变器的示例性实施方式，具有一个或多个并联的桥支路并且可以借助脉宽调制信号产生正弦形的交流电流或交流电压。桥支路通过至少一个高侧(简称HS)开关和至少一个低侧(简称LS)开关构成，其中交流电流输出端位于两个开关之间。HS开关处于直流电压的一个电位并且LS开关处于直流电压的另一个电位。

当前，半导体断路器，诸如场效应晶体管(缩写为FET)作为在逆变器或功率模块与待驱动的电动机之间的隔离器或开关使用，以便例如在功率模块中短路的情况下将电动机与功率模块电断开。为了减小电动机的制动效果，这种隔离或分离是必要的。然而，去激活在接通或导通状态下将功率模块与电动机相连的相隔离器并不总是没有问题的，因为如果突然中断电流，则电动机的电感会产生高电压峰值，该高电压峰值将损伤并且甚至毁坏逆变器的部件和其它开关元件，诸如相隔离器。

根据现有技术，存在许多基于电机的转子角速度来使相隔离器去激活的解决方案。然而，这些解决方案带来高制造成本，尤其是对于相隔离器，因为在角速度和相隔离器的电流中断能力之间仅存在间接相关性，并且因此为了防止高压峰值而需要过大尺寸的相隔离器。还存在基于检测通过相隔离器的零安培电流来去激活相隔离器的许多其他方法。然而，为此在三相交流电的相中需要额外的电流表，以便将相隔离器在该特定的零安培点上分离或借助所述相隔离器中断相导体。

应当注意，电动机通常由三相交流电供电，其中每个相形成正弦信号并且相对于其它相偏移120°。这些相被称为U相、V相和W相。

发明内容

本发明的目的在于，避免或至少最小化上述问题和缺点。尤其提供一种能够识别多种、例如短路场景并且随后进行相隔离的装置。该装置在此应能够实现可靠的电流中断，可以简单且成本低廉地制造并且具有长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种根据权利要求1所述的用于逆变器、特别是用于受控的交流电生成的桥式电路的控制装置。

具体地，在此涉及用于受控的交流电生成的桥式电路的控制装置。桥式电路配备有至少一个桥支路，该桥支路具有至少一个高侧场效应晶体管FET、至少一个低侧FET和位于其间的交流电输出端。控制装置具有

-用于桥支路的每个FET的电压表，其中用于漏极-源极电压测量的每个电压表可以与相应的FET连接并且输出测量值和/或状态值；

-用于每个交流电输出端的作为相隔离器的场效应晶体管，其中，所述一个/多个相隔离器能够分别与交流电输出端连接并且能够分别通过控制信号进行切换；和

-用于检测电压表的数值并将控制信号分别输出到相隔离器的逻辑电路。

逻辑电路设计用于根据检测的数值输出用于阻断相应的一个/多个相隔离器的控制信号。

该解决方案在于，通过测量在FET处、尤其在其体二极管处的电压降，定性地和/或定量地确定相应的相的电流强度和电流方向。因此，每个FET的漏极和源极连接端电连接到一个电压表；即电压表的数量对应于桥式电路的FET的数量。在HS和/或LS FET上进行电压测量。逻辑电路接收指示应将一个或多个特定相或所有相从桥式电路分离或中断的阻断信号。