(57)【要約】【課題】トランジスタをオフ状態とオン状態との間で切り替えるとき、トランジスタに関連する電気回路の構造を、より複雑にすることなく、中間ステップの効果的な制御を可能にする、ＩＧＢＴ型トランジスタの制御方法および関連する制御装置を実現する。【解決手段】ＩＧＢＴ型トランジスタ（１４）を制御するこの方法は、トランジスタ（１４）を、オン状態とオフ状態との間で切り替えるフェーズを含む。前記フェーズは、トランジスタ（１４）のゲート上の強度が異なる設定値を取る設定値電流を生成することを備える。設定値の少なくとも幾つかは、主電流の時間導関数の符号によって選択される。各設定値は、所定設定値のセットから選択される。【選択図】図１
2018050297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＧＢＴ型トランジスタ（１４）を制御する方法（１００）であって、前記トランジスタ（１４）は、ゲート（Ｇ）、コレクタ（Ｃ）、およびエミッタ（Ｅ）を有し、主電流（Ｉc）が前記コレクタ（Ｃ）と前記エミッタ（Ｅ）との間を流れるオン状態と、前記コレクタ（Ｃ）が前記エミッタ（Ｅ）から電気的に隔離されているオフ状態と、を規定し、
前記方法（１００）は、前記オン状態と前記オフ状態との間の切り替えフェーズを有し、前記フェーズは、設定値電流を生成することを有し、前記設定値電流の、前記トランジスタ（１４）の前記ゲート上の強度は、異なる設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）を取り、前記設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）の少なくとも幾つかは、前記主電流（Ｉc）の時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）の符号によって選択され、各設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）は、所定設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）のセットから選択される、方法（１００）。
【請求項２】
前記切り替えフェーズは、
前記ゲート（Ｇ）と前記エミッタ（Ｅ）との間の電流の電圧（ＶGE）を測定することと、
前記電圧を、少なくとも１つの所定電圧閾値（ＶON、ＶOFF）と比較することと、を更に有する、請求項１に記載の方法（１００）。
【請求項３】
少なくとも１つの設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）は、前記ゲート（Ｇ）と前記エミッタ（Ｅ）との間の前記電圧（ＶGE）が、前記所定電圧閾値（ＶON、ＶOFF）に到達したときに選択される、請求項２に記載の方法（１００）。
【請求項４】
少なくとも１つの設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）は、前の設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）が選択された時点から経過した時間によって選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項５】
前記切り替えフェーズは、前記トランジスタ（１４）を、前記オフ状態から前記オン状態に切り替えることを有する、導通へ切り替えるフェーズ、または、前記トランジスタ（１４）を、前記オン状態から前記オフ状態に切り替えることを有する、非導通へ切り替えるフェーズである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項６】
前記導通へ切り替えるフェーズは、連続して行われる下記の、
前記トランジスタ（１４）を、前記オフ状態から前記オン状態に切り替える命令を受信することを有する初期導通ステップ（１０１）と、
前記ゲート（Ｇ）と前記エミッタ（Ｅ）との間の電流の電圧（ＶGE）が、所定導通電圧閾値（ＶON）に到達するまで、または、前記主電流（Ｉc）の前記時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）が正になるまで、または、第１切り替えステップ（１１０）の開始から経過した時間が、第１所定時間閾値（Ｔ1）に到達するまで、第１設定値（Ｉc1）に等しい強度の前記設定値電流（Ｉc1）を生成することを有する前記第１切り替えステップ（１１０）と、
前記主電流（Ｉc）の前記時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）が負になるまで、または、第２切り替えステップ（１２０）の開始から経過した時間が、第２所定時間閾値（Ｔ2）に到達するまで、第２設定値（Ｉc2）に等しい強度の前記設定値電流を生成することを有する前記第２切り替えステップ（１２０）と、
前記第１切り替えステップ（１１０）の開始から経過した時間が、所定導通時間閾値（ＴON）に到達するまで、第３設定値（Ｉc3）に等しい強度の前記設定値電流を生成することを有する第３切り替えステップ（１３０）と、を有する、請求項５に記載の方法（１００）。
【請求項７】
前記非導通へ切り替えるフェーズは、連続して行われる下記の、
前記トランジスタを前記オン状態から前記オフ状態に切り替える命令を受信することを有する初期非導通ステップ（１３９）と、
前記ゲート（Ｇ）と前記エミッタ（Ｅ）との間の電流の電圧（ＶGE）が、所定非導通電圧閾値（ＶOFF）に到達するまで、または、前記主電流（Ｉc）の前記時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）が負になるまで、または、第４切り替えステップ（１４０）の開始から経過した時間が、第４所定時間閾値（Ｔ4）に到達するまで、第４設定値（Ｉc4）に等しい強度の前記設定値電流を生成することを有する前記第４切り替えステップ（１４０）と、
第５切り替えステップ（１５０）の開始から経過した時間が、第５所定時間閾値（Ｔ5）に到達するまで、第５設定値（Ｉc5）に等しい強度の前記設定値電流を生成することを有する前記第５切り替えステップと、
前記第４切り替えステップ（１４０）の開始から経過した時間が、所定非導通時間閾値（ＴOFF）に到達するまで、第６設定値（Ｉc6）に等しい強度の前記設定値電流を生成することを有する第６切り替えステップ（１６０）と、を有する、請求項５または６に記載の方法（１００）。
【請求項８】
前記導通へ切り替えるフェーズは、所定の長さを有する観測時間ウィンドウ（Ｔobs）における前記主電流（Ｉc）の前記時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）の符号による短絡の検出を有する、短絡を検出するステップ（１７０）を更に有する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法（１００）。
【請求項９】
前記方法は、前記オン状態と前記オフ状態との間で切り替える少なくとも２つのフェーズであって、該２つのフェーズは前記導通へ切り替えるフェーズおよび前記非導通へ切り替えるフェーズである少なくとも２つのフェーズを有する、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ＩＧＢＴ型トランジスタ（１４）の制御装置（２０）であって、前記トランジスタ（１４）は、ゲート（Ｇ）、コレクタ（Ｃ）、およびエミッタ（Ｅ）を有し、主電流（Ｉc）が前記コレクタ（Ｃ）と前記エミッタ（Ｅ）との間を流れるオン状態と、前記コレクタ（Ｃ）が前記エミッタ（Ｅ）から電気的に隔離されているオフ状態と、を規定し、
前記装置は、設定値電流を生成することができ、前記設定値電流の、前記トランジスタ（１４）の前記ゲート上の強度は、異なる設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）を取り、前記設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）の少なくとも幾つかは、前記主電流（Ｉc）の時間導関数（ｄＩc／ｄｔ）の符号によって選択され、各設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）は、所定設定値（Ｉc1、．．．、Ｉc6）のセットから選択される、制御装置（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴ型トランジスタを制御する方法および関連する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
それ自体で知られるように、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor；ＩＧＢＴ）型トランジスタは、３個の電気端子または接触子、すなわち、ゲート、コレクタ、およびエミッタを備える。
【０００３】
ＩＧＢＴトランジスタは、電気スイッチとして特に使用可能である。実際、そのようなトランジスタは、コレクタがエミッタに電気的に接続されているオン状態と、これらが互いから電気的に隔離されているオフ状態と、を規定する。
【０００４】
２つの状態間の切り替えは、適切な制御手段によりゲート上に加えられる設定値電圧（une tension de consigne applique'e）により制御される。
【０００５】
特に、非導通状態とオン状態との間の切り替えは、トランジスタをオフ状態からオン状態に切り替えることを有する、導通（amorc,age）へ切り替えるフェーズと、トランジスタをオン状態からオフ状態に切り替えることを有する、非導通へ切り替えるフェーズと、を有する。
【０００６】
これらのフェーズのそれぞれは、オフ状態とオン状態との間の種々の中間状態に対応する幾つかの中間ステップを有する。
【０００７】
一般に、トランジスタの制御は、これらの中間ステップが正しく起こることを確実にし、一定の切り替え速度を保証するよう適応する。
【０００８】
その目的のため、トランジスタに関連する制御手段は、進行中の各中間ステップに基づいて、異なる電流をゲートに加える。
【０００９】
従って、中間ステップのそれぞれを検出できることは、トランジスタの制御を確実にするために重要である。
【００１０】
最先端技術において知られている方法によれば、中間ステップの検出は、コレクタとエミッタとの間の電圧とコレクタを通過する電流の強度とを測定することによりなされる。
【００１１】
しかし、中間ステップ間の遷移の時点を精度よく判定するためには、トランジスタを通過する電流の電圧および強度測定値を、特に精度よく制御手段に提供することが必要である。
【００１２】
そして、これは、トランジスタに関連する電気回路の構造を、より複雑にすることが理解できる。この問題は、特に、鉄道分野で使用され高電圧下で作動するトランジスタに関連する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、トランジスタをオフ状態とオン状態との間で切り替えるとき、トランジスタに関連する電気回路の構造を、より複雑にすることなく、中間ステップの効果的な制御を可能にする、ＩＧＢＴ型トランジスタを制御する方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
その目的のため、本発明は、ゲート、コレクタ、およびエミッタを有し、主電流がコレクタとエミッタとの間を流れるオン状態と、コレクタがエミッタから電気的に隔離されているオフ状態と、を規定するＩＧＢＴ型トランジスタを制御する方法に関する。
【００１５】
方法は、オン状態とオフ状態との間の切り替えフェーズを有し、このフェーズは、設定値電流を生成することを有し、設定値電流の、トランジスタのゲート上の強度は異なる設定値を取り、設定値の少なくとも幾つかは、主電流の時間導関数の符号（正負）（signe）によって（en fonction de）選択され、各設定値は、所定設定値のセットから選択される。
【００１６】
本発明の他の利点のある態様によれば、方法は、単独で考慮され、または、すべての技術的に可能な組み合わせに係わる、下記の、
切り替えフェーズは、ゲートとエミッタとの間の電流の電圧を測定することと、この電圧を、少なくとも１つの所定電圧閾値と比較することと、を更に有し、
少なくとも１つの設定値は、ゲートとエミッタとの間の電圧が、所定電圧閾値に到達したときに選択され、
少なくとも１つの設定値は、前の設定値が選択された時点から経過した時間によって選択され、
切り替えフェーズは、トランジスタをオフ状態からオン状態に切り替えることを有する、導通へ切り替えるフェーズ、または、トランジスタをオン状態からオフ状態に切り替えることを有する、非導通へ切り替えるフェーズであり、
導通へ切り替えるフェーズは、連続して行われる下記の、
トランジスタをオフ状態からオン状態に切り替える命令を受信することを有する初期導通ステップと、
ゲートとエミッタとの間の電流の電圧が、所定導通電圧閾値に到達するまで、または、主電流の時間導関数が正になるまで、または、第１切り替えステップの開始から経過した時間が、第１所定時間閾値に到達するまで、第１設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第１切り替えステップと、
主電流の時間導関数が負になるまで、または、第２切り替えステップの開始から経過した時間が、第２所定時間閾値に到達するまで、第２設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第２切り替えステップと、
第１切り替えステップの開始から経過した時間が、所定導通時間閾値に到達するまで、第３設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第３切り替えステップと、を有し、
非導通へ切り替えるフェーズは、連続して行われる下記の、
トランジスタをオン状態からオフ状態に切り替える命令を受信することを有する初期非導通ステップと、
ゲートとエミッタとの間の電流の電圧が、所定非導通電圧閾値に到達するまで、または、主電流の時間導関数が負になるまで、または、第４切り替えステップの開始から経過した時間が、第４所定時間閾値に到達するまで、第４設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第４切り替えステップと、
第５切り替えステップの開始から経過した時間が、第５所定時間閾値に到達するまで、第５設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第５切り替えステップと、
第４切り替えステップの開始から経過した時間が、所定非導通時間閾値に到達するまで、第６設定値に等しい強度の設定値電流を生成することを有する第６切り替えステップと、を有し、
導通へ切り替えるフェーズは、所定の長さを有する観測時間ウィンドウにおいて主電流の時間導関数の符号による短絡の検出を有する、短絡を検出するステップを更に有し、
この方法は、オン状態とオフ状態との間で切り替える少なくとも２つのフェーズであって、該２つのフェーズは導通へ切り替えるフェーズおよび非導通へ切り替えるフェーズである少なくとも２つのフェーズを有する、という特徴の１つ又は複数を有する。
【００１７】
また、本発明は、ゲート、コレクタ、およびエミッタを有し、主電流がコレクタとエミッタとの間を流れるオン状態と、コレクタがエミッタから電気的に隔離されているオフ状態と、を規定するＩＧＢＴ型トランジスタを制御する装置に関する。
【００１８】
装置は、設定値電流を生成することができ、設定値電流の、トランジスタのゲート上の強度は異なる設定値を取り、設定値の少なくとも幾つかは、主電流の時間導関数の符号によって選択され、各設定値は、所定設定値のセットから選択される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る、特に、ＩＧＢＴ型トランジスタおよびこのトランジスタを制御する装置を組み込んだ電気回路網（circuit）の模式図である。
【図２】図１の制御装置により実現される、本発明に係る制御方法の、導通へ切り替えるフェーズのフローチャートである。
【図３】図２の導通へ切り替えるフェーズの異なるステップを例示する模式図である。
【図４】制御方法の非導通へ切り替えるフェーズのフローチャートである。
【図５】図４の非導通へ切り替えるフェーズの異なるステップを例示する模式図である。
【図６】図２の導通へ切り替えるフェーズの間に実現される、短絡を検出するステップのフローチャートである。
【図７】図６の短絡を検出するステップを例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のこれらの特徴および利点は、非制限的な例としてのみのために提供され、付随する図面を参照してなされる下記の記述を読むことにより明らかになろう。
【００２１】
図１の電気回路網（circuit）１０は、特に２個の端子ＥauxおよびＥpを備える電力構成要素１２の動作を、少なくとも部分的には制御するために使用できる。
【００２２】
電気回路網１０および電力構成要素１２は、鉄道分野において特に使用でき、例えば、鉄道車両に搭載される。
【００２３】
図１を参照すると、電気回路網１０は、電力構成要素１２に接続され、ダイオード１５と結合されるトランジスタ１４と、電圧測定モジュール１６と、電流変化検出モジュール１８と、本発明に係る、トランジスタ１４の制御装置２０と、を備える。
【００２４】
トランジスタ１４は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor；ＩＧＢＴ）型トランジスタである。
【００２５】
トランジスタ１４は、それ自体で知られており、特に、３個の電気端子または接触子、すなわち、ゲートＧ、コレクタＣ，およびエミッタＥを備える。
【００２６】
エミッタＥは、電力構成要素１２の端子Ｅauxに特に接続される。
【００２７】
トランジスタ１４は、以降は主電流と呼ぶ電流Ｉcが、コレクタＣとエミッタＥとの間を流れるオン状態と、コレクタＣがエミッタＥから電気的に隔離されているオフ状態と、を規定する。
【００２８】
更に、ダイオード１５は、トランジスタ１４の状態に関わりなく、電流がエミッタＥからコレクタＣに向かって通過することを可能にする。
【００２９】
電圧測定モジュール１６は、一方ではゲートＧに接続され、他方ではトランジスタ１４のエミッタＥに接続され、ゲートＧとエミッタＥとの間の電圧ＶGEを測定することを可能にする。
【００３０】
電圧測定モジュール１６は、例えば適切な電圧計を有する。
【００３１】
電流変化測定モジュール１８は、電力構成要素１２の端子ＥauxおよびＥpに接続されており、従って、電力構成要素１２を通過する主電流Ｉcの強度における如何なる変化をも検出することを可能にする。
【００３２】
言い換えれば、モジュール１８は、時間経過における、主電流Ｉcの強度値の如何なる増加または減少をも検出することを可能にする。
【００３３】
また、言い換えれば、モジュール１８は、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔの符号を検出することを可能にする。
【００３４】
その目的のため、モジュール１８は、電力構成要素１２の端子ＥauxとＥpとの間の電圧Ｕを測定することができる。主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔの符号は、時間導関数ｄＩc／ｄｔと電圧Ｕとが線形依存性を有するため、電圧Ｕの符号により判定される。実際、電圧Ｕは、時間導関数ｄＩc／ｄｔと、電力構成要素１２のインダクタンスとの積に等しい。
【００３５】
制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに接続され、このトランジスタ１４の動作を、設定値電圧および設定値電流を下記に更に詳細に記述する制御方法１００を使用してゲートＧ上に加えることにより制御することを可能にする。
【００３６】
制御装置２０は、電圧ＶGEの測定値およびｄＩc／ｄｔの符号をそれぞれ取りだすモジュール１６および１８と、正の設定値電圧および負の設定値電圧を提供する電源（図示せず）に更に接続される。
【００３７】
正の設定値電圧は、例えば、＋１５Ｖに略等しい。
【００３８】
負の設定値電圧は、例えば、−１５Ｖに略等しい。
【００３９】
制御装置２０は、例えば、制御回路と、該制御回路に接続され、モジュール１６および１８からの測定値のデジタル処理を可能にして、制御方法１００のステップの少なくとも幾つかを実行するコンピュータを備える。
【００４０】
最後に、制御装置２０は、トランジスタ１４の導通命令（un ordre d'amorc,age）および非導通命令（un ordre de blocage）を、例えば、中央コンピュータ（calculateur central）（図示せず）から受信できる。
【００４１】
トランジスタ１４を制御する方法１００を、ここで詳細に説明する。
【００４２】
制御方法１００は、導通へ切り替えるフェーズ、導通フェーズ、非導通へ切り替えるフェーズ、および非導通フェーズを有する。
【００４３】
導通フェーズの間、制御装置２０は、トランジスタ１４を、ゲートＧ上に正の設定値電圧を加えることによりオン状態に保つ。
【００４４】
非導通フェーズの間、制御装置２０は、トランジスタ１４を、ゲートＧ上に負の設定値電圧を加えることによりオフ状態に保つ。
【００４５】
導通へ切り替えるフェーズは、非導通フェーズと導通フェーズとの間の遷移フェーズであり、トランジスタ１４をオフ状態からオン状態に切り替えることを特に可能にする。
【００４６】
導通へ切り替えるこのフェーズのフローチャートが図２に例示される。
【００４７】
このように、この図２を参照すると、導通へ切り替えるフェーズは、制御装置２０が、導通命令を受信する初期ステップ１０１を有する。
【００４８】
この場合、制御装置２０は、ステップ１１０〜１３５を行う。
【００４９】
第１切り替えフェーズ１１０の間、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第１設定値Ｉc1に等しい強度を有する設定値電流の正の設定値電圧を加える。
【００５０】
第１切り替えステップ１１０と平行に行われるステップ１１５の間、制御装置２０は、モジュール１６および１８から測定値を受信し、これらの測定値を使用して、第１切り替えステップ１１０に対する停止条件を検証する。
【００５１】
特に、このステップ１１５の間、制御装置２０は、下記の、
ゲートとエミッタとの間の電流の電圧ＶGEが、所定導通電圧閾値ＶONに到達する、
主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔが正になる、
第１切り替えステップ１１０の開始から経過した時間が、第１所定時間閾値Ｔ1に到達する、という停止条件の１つが満たされるまで、ステップ１１０を行い続ける。
【００５２】
導通電圧閾値ＶONは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１Ｖと２０Ｖとの間で調整可能である。この閾値ＶONは、好ましくは５Ｖに等しい。
【００５３】
第１時間閾値Ｔ1は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１μｓと８μｓとの間で調整可能である。
【００５４】
第１設定値Ｉc1は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００５５】
そして、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第２設定値Ｉc2に等しい強度を有する設定値電流の正の設定値電圧を加える第２切り替えステップ１２０を行う。
【００５６】
第２切り替えステップ１２０と平行に行われるステップ１２５の間、制御装置２０は、モジュール１８から測定値を受信し、これらの測定値を使用して、第２ステップ１２０に対する停止条件を検証する。
【００５７】
特に、このステップ１２５の間、制御装置２０は、下記の、
主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔが負になる、
第２切り替えステップ１２０の開始から経過した時間が、第２所定時間閾値Ｔ2に到達する、という停止条件の１つが満たされるまで、ステップ１２０を行い続ける。
【００５８】
第２時間閾値Ｔ2は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１μｓと４μｓとの間で調整可能である。
【００５９】
第２設定値Ｉc2は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００６０】
そして、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第３設定値Ｉc3に等しい強度を有する設定値電流の正の設定値電圧を加える第３切り替えステップ１３０を行う。
【００６１】
第３切り替えステップ１３０と平行に行われるステップ１３５の間、制御装置２０は、第３切り替えステップ１３０に対する停止条件を検証する。
【００６２】
特に、このステップ１３５の間、制御装置２０は、第１切り替えステップ１１０の開始から経過した時間が、所定導通時間閾値ＴONに到達するまで、ステップ１３０を行い続ける。
【００６３】
導通時間閾値ＴONは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、３μｓと２０μｓとの間で調整可能である。
【００６４】
第３設定値Ｉc3は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００６５】
そして、導通へ切り替えるフェーズの実現の間、各設定値Ｉc1〜Ｉc3は、所定設定値のセットから選択されることを知ることができる。これらの値は、制御方法の実現の前に予め決められる。
【００６６】
更に、設定値Ｉc1〜Ｉc3は、互いに異なる。
【００６７】
記述された例において、設定値Ｉc1〜Ｉc3は正であり、第３設定値Ｉc3は第１設定値Ｉc1より小さく、第２設定値Ｉc2より大きい。
【００６８】
図３は、主電流Ｉcと、ゲートＧとエミッタＥとの間の電圧ＶGEと、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔと、ゲートＧにおける設定値電流ＩGの動きと、を導通へ切り替えるフェーズのステップ１１０〜１３０の実現の１つの例において例示する。
【００６９】
非導通へ切り替えるフェーズは、導通フェーズと非導通フェーズとの間の遷移フェーズであり、特に、トランジスタ１４をオン状態からオフ状態へ切り替えることを可能にする。
【００７０】
非導通へ切り替えるこのフェーズのフローチャートが図４に例示される。
【００７１】
このように、この図４を参照すると、非導通へ切り替えるフェーズは、制御装置２０が、非導通命令を受信する初期ステップ１３９を有する。
【００７２】
この場合、制御装置２０は、ステップ１４０〜１６５を行う。
【００７３】
第４切り替えフェーズ１４０の間、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第４設定値Ｉc4に等しい強度を有する設定値電流の負の設定値電圧を加える。
【００７４】
第４切り替えステップ１４０と平行に行われるステップ１４５の間、制御装置２０は、モジュール１６および１８から測定値を受信し、これらの測定値を使用して、第４切り替えステップ１４０に対する停止条件を検証する。
【００７５】
特に、このステップ１４５の間、制御装置２０は、下記の、
ゲートＧとエミッタＥとの間の電流の電圧ＶGEが、所定非導通電圧閾値ＶOFFに到達する、
主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔが負になる、
第４切り替えステップ１４０の開始から経過した時間が、第４所定時間閾値Ｔ4に到達する、という停止条件の１つが満たされるまで、ステップ１４０を行い続ける。
【００７６】
非導通電圧閾値ＶOFFは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．５Ｖと２０Ｖとの間で調整可能である。この閾値ＶOFFは、好ましくは２Ｖに等しい。
【００７７】
第４時間閾値Ｔ4は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１μｓと１０μｓとの間で調整可能である。
【００７８】
第４設定値Ｉc4の絶対値は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００７９】
そして、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第５設定値Ｉc5に等しい強度を有する設定値電流の負の設定値電圧を加える第５切り替えステップ１５０を行う。
【００８０】
第５ステップ１５０と平行に行われるステップ１５５の間、制御装置２０は、第５切り替えステップ１５０に対する停止条件を検証する。
【００８１】
特に、このステップ１５５の間、制御装置２０は、第５切り替えステップ１５０の開始から経過した時間が、所定第５時間閾値Ｔ5に到達するまで、ステップ１５０を行い続ける。
【００８２】
第５時間閾値Ｔ5は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．５μｓと２μｓとの間で調整可能である。
【００８３】
第５設定値Ｉc5の絶対値は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００８４】
そして、制御装置２０は、トランジスタ１４のゲートＧに、第６設定値Ｉc6に等しい強度を有する設定値電流の負の設定値電圧を加える第６切り替えステップ１６０を行う。
【００８５】
第６切り替えステップ１６０と平行に行われるステップ１６５の間、制御装置２０は、第６切り替えステップ１６０に対する停止条件を検証する。
【００８６】
特に、このステップ１６５の間、制御装置２０は、第４切り替えステップ１４０の開始から経過した時間が、所定非導通時間閾値ＴOFFに到達するまで、ステップ１６０を行い続ける。
【００８７】
非導通時間閾値ＴOFFは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、３μｓと２０μｓとの間で調整可能である。
【００８８】
第６設定値Ｉc6の絶対値は、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、０．２Ａと２０Ａとの間で調整可能である。
【００８９】
そして、非導通へ切り替えるフェーズの実現の間、各設定値Ｉc4〜Ｉc6は、所定設定値のセットから選択されることを知ることができる。これらの値は、制御方法１００の実現の前に予め決められる。
【００９０】
更に、設定値Ｉc4〜Ｉc6は、互いに異なる。
【００９１】
記述された例において、設定値Ｉc4〜Ｉc6は負であり、第６設定値Ｉc6は第５設定値Ｉc5より小さく、第４設定値Ｉc4より大きい。
【００９２】
図５は、主電流Ｉcと、ゲートＧとエミッタＥとの間の電圧ＶGEと、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔと、ゲートＧにおける設定値電流ＩGの動きと、を非導通へ切り替えるフェーズのステップ１４０〜１６０の実現の１つの例において例示する。
【００９３】
追加的に、導通へ切り替えるフェーズは、電気回路網１０における短絡を検出するステップ１７０を有する。このステップ１７０は、ステップ１１０〜１３５と平行に行われる。
【００９４】
特に、この検出ステップ１７０は幾つかのサブステップを有しており、そのフローチャートが図６に例示される。
【００９５】
サブステップ１７１の間、制御装置２０は、時間観測ウィンドウＴobsにおける主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔの符号を観測する。
【００９６】
時間観測ウィンドウＴobsの開始は、導通へ切り替えるフェーズの開始に対応する。
【００９７】
所定テスト期間Ｔtの間、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔが正の場合、制御装置２０は、サブステップ１７２の間に、短絡の存在を検知する。そうでない場合は、制御装置２０は、短絡は起き得ないと推測する。
【００９８】
有利なように、ステップ１７０は、装置２０が、検出された短絡の存在を確認するサブステップ１７３を更に有する。
【００９９】
特に、このサブステップ１７３の間、制御装置２０は、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔが、テスト期間Ｔtに係る追加期間の間、ゼロ以上に留まるときは、短絡の存在を確認する。そうでない場合は、制御装置２０は、短絡は起きなかったと推測する。
【０１００】
追加期間は、テスト期間Ｔtの最後に開始し、例えば、時間観測ウィンドウＴobsと共に終了する。
【０１０１】
短絡が検出されたときは、制御装置２０は、該短絡を信号で通知し（signale）、トランジスタ１４を、少なくとも所定非導通期間の間はオフ状態に保つ。
【０１０２】
テスト期間Ｔtは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１μｓと１０μｓとの間で調整可能である。
【０１０３】
観測ウィンドウＴobsの長さは、制御装置２０により構成可能であり、方法１００を行う前に、例えば、１μｓと２０μｓとの間で調整可能である。
【０１０４】
テスト期間Ｔtおよび追加期間は、観測ウィンドウＴobsにおいて構成される。
【０１０５】
図７は、主電流Ｉcと、主電流Ｉcの時間導関数ｄＩc／ｄｔの動きと、を導通へ切り替えるフェーズの実現の２つの例において例示する。
【０１０６】
曲線ＩcおよびＩc／ｄｔの実線に対応する第１例においては、短絡は起きなかった。この場合、導関数ｄＩc／ｄｔの符号は、テスト期間Ｔtの間に変化したので、制御装置２０は、如何なる短絡をも検出しなかった。
【０１０７】
曲線ＩcおよびｄＩc／ｄｔの破線に対応する第２例においては、短絡は起きた。この場合、導関数ｄＩc／ｄｔの符号は、テスト期間Ｔtの間、正であり、この期間外ではゼロに等しかった。従って、制御装置２０は短絡を検出した。
【０１０８】
本発明が、いくつかの利点を有することを知ることができる。
【０１０９】
本発明に係る制御方法は、ゲートＧとエミッタＥとの間の電圧ＶGEの測定値と、主電流Ｉcの導関数ｄＩc／ｄｔの符号のみを使用して、オフ状態とオン状態との間のトランジスタの切り替えの間の異なる中間ステップを制御する。
【０１１０】
主電流Ｉcの値、または主電流Ｉcの導関数ｄＩc／ｄｔの値の測定値は、方法を行うために必要でないことに留意すべきである。このように、導関数ｄＩc／ｄｔの符号のみがトランジスタを制御するために重要であり、電気回路網における種々の測定手段に対する必要条件を簡素にすることを可能にする。
【０１１１】
そしてこれは、トランジスタを組み込んだ電気回路の構造を相当に簡素にする。
【０１１２】
更に、主電流Ｉcの導関数ｄＩc／ｄｔの符号は、電力構成要素を非導通にするときの過電圧を制限する調整手段として使用される。
【０１１３】
このため、非導通中の過電圧を制限するために、インバータフィードバック回路、特に、電力構成要素の端子間の電圧に接続される回路は必要でない。そして、これは、本発明の特別な利点を構成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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