СХЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТОКА И СПОСОБ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО СИЛОВОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ

1. Схемное устройство для переключения тока (Ic) в зависимости от задаваемого сигнала переключения, содержащее
- полупроводниковый силовой переключатель (44) для переключения тока (Ic) и
- устройство (42, 78, 96, 106) управления, которое выполнено с возможностью приема сигнала переключения и генерации в зависимости от принятого сигнала на управляющем входе (50) полупроводникового силового переключателя (44) управляющего напряжения с временной характеристикой, посредством которой осуществляется то, что во время процесса переключения переключение между проводящим и запертым состоянием полупроводникового силового переключателя (44) выполняется не резко и продолжительно, а вместо этого по меньшей мере один предопределенный рабочий параметр (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) полупроводникового силового переключателя (44) выполняет предопределенный критерий, причем критерий задан через параметр переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) устройства (42, 78, 96, 106) управления, и значение параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) может изменяться в течение работы схемного устройства,
отличающееся измерительным устройством (64, 66, 80, 82, 98, 100) для определения по меньшей мере одного из следующих рабочих параметров (Ic, T, Ud), с помощью которых описывается рабочее состояние полупроводникового силового переключателя (44):
- температура (Т) транзистора (46) полупроводникового силового переключателя (44) или температура включенного антипараллельно транзистору (46) диода (48) полупроводникового силового переключателя (44), причем в полупроводниковом силовом переключателе запирающая способность и режим переключения зависят от температуры, и схемное устройство выполнено таким образом, чтобы при известной температуре задавать предельное значение для падения напряжения на полупроводниковом силовом переключателе;
- сила тока для протекающего через полупроводниковый силовой переключатель (44) тока (Ic), причем схемное устройство выполнено с возможностью определения из измеренного значения, существует ли риск того, что при быстром запирании или отпирании полупроводникового силового переключателя возникает недопустимо высокое напряжение;
- напряжения (Ud), падающее на полупроводниковом силовом переключателе (44), причем схемное устройство выполнено с возможностью установления, насколько близко к максимально допустимому значению запирающего напряжения уже находится полупроводниковый силовой переключатель и насколько большим вследствие этого может быть индуцированное напряжение.
2. Схемное устройство по п. 1, отличающееся тем, что для по меньшей мере одного из следующих рабочих параметров посредством установки значения параметра может задаваться критерий:
- напряжения (Uce,max), падающее на транзисторе и/или диоде полупроводникового силового переключателя (44),
- крутизна (dUoff/dt, dUon/dt) временной характеристики
этого напряжения,
- крутизна (dIoff/dt, dIon/dT) временной характеристики переключаемого тока (Ic) и/или
- временное среднее значение для одного из предшествующих параметров.
3. Схемное устройство по п. 1, отличающееся тем, что посредством значения параметра в качестве критерия может задаваться предельное значение или номинальное значение для рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt).
4. Схемное устройство по п. 2, отличающееся тем, что посредством значения параметра в качестве критерия может задаваться предельное значение или номинальное значение для рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt).
5. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, причем измерительное устройство (64, 66, 80, 82, 98, 100) выполнено с возможностью определения временного среднего значения для одного из упомянутых параметров.
6. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что устройство (78, 96, 106) управления выполнено с возможностью самостоятельно устанавливать значение параметра в зависимости от рабочего состояния полупроводникового силового переключателя (44), в частности, на основе характеристики (76).
7.Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, что устройство (78, 96, 106) управления выполнено с возможностью самостоятельно устанавливать значение параметра в зависимости от
рабочего состояния полупроводникового силового переключателя (44), в частности, на основе характеристики (76).
8. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, 7, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
9. Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
10. Схемное устройство по п. 6, отличающееся тем, устройство (42) управления выполнено с возможностью принимать значение параметра для предопределенного параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) вместе с сигналом переключения по управляющей линии (54).
11. Схемное устройство по любому из пп. 1-4, 7, 9, 10, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
12. Схемное устройство по п. 5, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
13. Схемное устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
14. Схемное устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство (42, 78, 96, 106) управления выполнено с возможностью принимать через вход (52) переключения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи и/или передавать через выход (68) измерения цифровой сигнал на основе отказоустойчивого протокола передачи.
15. Способ управления полупроводниковым силовым переключателем (44) посредством устройства (84, 104) датчика сигнала для генерации сигнала переключения и посредством устройства (42, 78, 96, 106) управления для генерации управляющего напряжения для полупроводникового силового переключателя (44), содержащий этапы:
- определения рабочего состояния (Ic, T, Ud) полупроводникового силового переключателя (44) и установки по меньшей мере одного значения параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) устройства (42, 78, 96, 106) управления, посредством которого во время процесса переключения полупроводникового силового переключателя (44) устанавливается критерий для по меньшей мере
одного рабочего параметра (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) полупроводникового силового переключателя (44);
- генерации сигнала переключения посредством устройства (84, 104) датчика сигнала и передачи сигнала переключения на устройство (42, 78, 96, 106) управления;
- приема сигнала переключения посредством устройства (42, 78, 96, 106) управления и генерации управляющего напряжения на управляющем входе (50) полупроводникового силового переключателя (44) в зависимости от сигнала переключения, причем временная характеристика значения напряжения управляющего напряжения устанавливается таким образом, что во время процесса переключения рабочий параметр (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) удовлетворяет критерию, заданному посредством значения параметра,
отличающийся тем, что
по меньшей мере один из следующих рабочих параметров полупроводникового силового переключателя (44) измеряется для определения рабочего состояния или определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)):
- температура (Т) транзистора (46) полупроводникового силового переключателя (44) или температура включенного антипараллельно транзистору (46) диода (48) полупроводникового силового переключателя (44), причем при известной температуре задается предельное значение для падения напряжения на полупроводниковом силовом переключателе;
- сила тока для протекающего через полупроводниковый силовой переключатель (44) тока (Ic), причем из силы тока определяется, существует ли риск того, что при быстром запирании или отпирании полупроводникового силового переключателя возникает недопустимо высокое напряжение;
- падение напряжения (Ud) на полупроводниковом силовом переключателе (44), причем устанавливается, насколько близко к максимально допустимому значению запирающего напряжения уже находится полупроводниковый силовой переключатель и насколько большим вследствие этого может быть индуцированное напряжение.
16. Способ по п. 15, в котором определяется временное среднее значение для одного из упомянутых параметров.
17. Способ по п. 15 или 16, в котором посредством установки значения параметра для параметра переключения (Uce,мах, dIoff/dt, dUoff/dt, dIon/dT, dUon/dt) задается номинальное значение или предельное значение для одного из следующих рабочих параметров для процесса переключения:
- напряжения (Ud), падающее на транзисторе (46) и/или диоде (48) полупроводникового силового переключателя (44),
- крутизна (dUoff/dt, dUon/dt) временной характеристики этого напряжения (Ud),
- крутизна (dIoff/dt, dIon/dT) временной характеристики переключаемого тока (Ic) или
- временное среднее значение для одного из предшествующих параметров.
18. Способ по любому из пп. 15 и 16, в котором температура (Т) полупроводникового силового переключателя (44) определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере
одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)).
19. Способ по п. 17, в котором температура (Т) полупроводникового силового переключателя (44) определяется на основе численной модели (86) в зависимости от по меньшей мере одного другого рабочего параметра (Ta, i(t), u(t)).