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DE10204882A1 - Half-bridge circuit has fast switching diodes connected in parallel with each arm - Google Patents

Half-bridge circuit has fast switching diodes connected in parallel with each arm

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Publication number
DE10204882A1
DE10204882A1 DE10204882A DE10204882A DE10204882A1 DE 10204882 A1 DE10204882 A1 DE 10204882A1 DE 10204882 A DE10204882 A DE 10204882A DE 10204882 A DE10204882 A DE 10204882A DE 10204882 A1 DE10204882 A1 DE 10204882A1
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DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor switch
bridge
power connection
semiconductor
diode
Prior art date
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Ceased
Application number
DE10204882A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Gruendl
Bernhard Hoffmann
Werner Hoesl
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Compact Dynamics GmbH
Original Assignee
Compact Dynamics GmbH
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Publication date
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Publication of DE10204882A1 publication Critical patent/DE10204882A1/en
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • H03K17/08142Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
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Abstract

A half bridge circuit is formed by two arms (Z1,Z2), each arm having two semiconductor switches (12,14, and 12a,14a, resp.), e.g. FETs (Metal oxide field effect transistors), connected in series. In parallel with each on the same semiconductor chip is connected a freewheel diode. In parallel with each pair of freewheel diodes is connected a fast switching diode (16,16a).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Halbbrückenschaltung zum Schalten elektrischer Leistungen. Derartige Halbbrückenschaltung werden zum Beispiel zur Realisierung von Wechselrichtern für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche eingesetzt. Hierzu gehören das Betreiben von Synchron-, Asynchron-, Reluktanzmaschinen, permanenterregten Maschinen oder dergl. sowohl als Motoren als auch als Generatoren (siehe zum Beispiel die DE-A-40 27 969 oder die DE-A-42 30 510). The invention relates to a half-bridge circuit for switching electrical Services. Such half-bridge circuits are used, for example, to implement Inverters used for a wide variety of applications. For this include the operation of synchronous, asynchronous, reluctance machines, permanently excited machines or the like both as motors and as generators (see for example DE-A-40 27 969 or DE-A-42 30 510).

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik ist es bekannt elektrische Maschinen, insbesondere Wechselfeldmaschinen mit sog. Frequenzumrichtern zu betreiben. Üblicherweise enthalten diese Frequenzumrichter eine der Anzahl der Phasen der elektrischen Maschine entsprechende Anzahl von Halbbrückenanordnungen, die von einer Ansteuerelektronik mit Steuersignalen gespeist wird. Damit wird - je nach dem ob die elektrische Maschine als Motor oder als Generator betrieben wird - die elektrische Leistung der elektrischen Maschine entweder für die gewünschte Drehzahl und das gewünschte Drehmoment zugeführt oder der elektrischen Maschine die elektrische Leistung entnommen und für den nachgeschalteten Verbraucher in die gewünschte Betrags- und Phasenlage umgesetzt. In the prior art it is known electrical machines, in particular To operate alternating field machines with so-called frequency converters. Usually included this frequency converter one of the number of phases of the electrical machine Corresponding number of half-bridge arrangements by one control electronics is fed with control signals. Depending on whether the electrical Machine is operated as a motor or as a generator - the electrical power of the electrical machine either for the desired speed and the desired Torque supplied or the electrical power of the electrical machine removed and for the downstream consumer in the desired amount and Phase position implemented.

Dabei ist insbesondere bei FET-Leistungshalbleiterschaltern zwangsweise die Freilaufdiode mit dem Leistungshalbleiterschalter auf einem Halbleiter-Chip integriert (siehe zum Beispiel US-A-5,814,884). Die integrierte Freilaufdiode ist in der Regel als Silizium-Sperrschichtdiode mit einer Durchlass-Spannung von 0,7 Volt ausgestaltet. Allerdings hat eine derartige integrierte Freilaufdiode eine relativ lange Sperrverzugszeit (im Bereich von 10 Nanosekunden bis hundert Nanosekunden). Dies führt dazu, dass bei Schaltvorgängen im gegenüberliegenden Leistungshalbleiterschalter der Halbbrücke eine nennenswerte elektrische Verlustleistung hervorgerufen wird, die in Wärme umgewandelt und abgeführt werden muss. Daraus ergibt sich die Forderung, eine zusätzliche Freilaufdiode parallel zuschalten. Diese parallel geschaltete Freilaufdiode muss eine Stromfestigkeit haben, die dem Maximalstrom des Leistungshalbleiterschalters entspricht. Ausserdem müssen die Dioden so gewählt werden, dass deren Fluss-Spannung stets unter der Fluss-Spannung der integrierte Freilaufdioden liegt. Dies ist sehr aufwendig. In this case, especially in the case of FET power semiconductor switches Free-wheeling diode integrated with the power semiconductor switch on a semiconductor chip (see for example US-A-5,814,884). The integrated free-wheeling diode is usually as Silicon junction diode designed with a forward voltage of 0.7 volts. However, such an integrated free-wheeling diode has a relatively long time Lock delay time (in the range of 10 nanoseconds to one hundred nanoseconds). This leads to, that when switching in the opposite power semiconductor switch the Half bridge a significant electrical power loss is caused, which in Heat must be converted and dissipated. Hence the requirement connect an additional freewheeling diode in parallel. This connected in parallel Free-wheeling diode must have a current resistance that corresponds to the maximum current of the Power semiconductor switch corresponds. In addition, the diodes must be selected so that whose forward voltage is always below the forward voltage of the integrated freewheeling diodes lies. This is very time-consuming.

Aus der US 5,661,644 ist eine Halbbrückenbaugruppe mit zwei in Serie geschalteten Halbleiterschaltern bekannt. Parallel zu jedem Halbleiterschalter ist eine Freilaufdiode und parallel zu jeder Freilaufdiode eine Schottky-Diode geschaltet. Durch die sehr kurzen Sperrverzugszeiten der Schottkydioden (10-50 Nanosekunden) und die niedrigere Durchlass-Spannung (ca. 0,3 Volt) ist die in Wärme umzusetzende und abzuführende Verlustleistung im Vergleich zu Silizium-Sperrschichtdioden als Freilaufdioden erheblich verringert. From US 5,661,644 is a half-bridge assembly with two series connected Semiconductor switches known. There is a free-wheeling diode in parallel with each semiconductor switch and a Schottky diode connected in parallel with each freewheeling diode. By the very short blocking delay times of the Schottky diodes (10-50 nanoseconds) and the lower forward voltage (approx. 0.3 volts) is the one to be converted into heat dissipated power loss compared to silicon junction diodes as Freewheeling diodes significantly reduced.

Auch diese Schottkydioden müssen selbstverständlich eine Stromfestigkeit haben, die dem Maximalstrom des Leistungshalbleiterschalters entspricht. Allerdings sind Schottkydioden mit grosser Stromfestigkeit in der Herstellung aufwendig. These Schottky diodes must of course also have a current resistance that corresponds to the maximum current of the power semiconductor switch. However Schottky diodes with high current resistance are expensive to manufacture.

Der Erfindung zugrundeliegendes ProblemProblem underlying the invention

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Halbbrückenanordnung bereitzustellen, die mit Schaltfrequenzen in der Größenordnung von 100 Kilohertz und höher betreibbar ist und die in der Lage ist, Leistungen in der Größenordnung von wenigstens einigen Kilowatt zu schalten. Ausserdem soll die Anordnung kostengünstig und möglichst kompakt bauend sein, so dass sie für mobile Anwendungen (zum Beispiel im Automobilbereich) einsetzbar ist. The invention is therefore based on the problem of a half-bridge arrangement To provide that with switching frequencies in the order of 100 kilohertz and is more operable and capable of delivering services of the order of magnitude to switch at least a few kilowatts. In addition, the arrangement should be inexpensive and be as compact as possible so that they can be used for mobile applications (for Example in the automotive sector) can be used.

Erfindungsgemässe LösungSolution according to the invention

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Halbbrückenschaltung zum Schalten elektrischer Leistungen bei der wenigstens ein erster und wenigstens ein zweiter Halbleiterschalter sowie wenigstens ein dritter und wenigstens ein vierter Halbleiterschalter zu einem oberen bzw. einem unteren Zweig einer Halbbrücke in Serie geschaltet sind; jeder der Halbleiterschalter zwischen seinen Leistungsanschlüssen eine Freilaufdiode aufweist; und zu dem oberen und zu dem unteren Zweig der Halbbrücke jeweils wenigstens eine Diode in gleicher Orientierung wie die Freilaufdioden der Halbleiterschalter parallel geschaltet ist. The inventive solution to this problem consists in one Half-bridge circuit for switching electrical power in at least a first and at least one second semiconductor switch and at least one third and at least one fourth semiconductor switch to an upper or a lower branch of a Half-bridge are connected in series; each of the semiconductor switches between its Power connections has a free-wheeling diode; and to the top and bottom Branch of the half bridge each have at least one diode in the same orientation as that Free-wheeling diodes of the semiconductor switch is connected in parallel.

Anstatt wie bisher jedem Halbleiterschalter zwischen seinen Leistungsanschlüssen eine Freilaufdiode zuzuordnen, Da die Durchlass-Spannung einer Freilaufdiode stets sicher unter der Durchlass-Spannung einer Reihenschaltung aus zwei Halbleiterschaltern liegt, ist insofern keine Selektion oder besondere Dimensionierung der Dioden mehr erforderlich. Ausserdem können nun Halbleiterschalter verwendet werden, deren einzelne Spannungsfestigkeit nur halb so gross ist wie die tatsächlich zu schaltende Spannung. Ein wesentlicher Vorteil ist die geringere erforderliche Halbleiterfläche für die Dioden. Dies reduziert den Bauraum und die Kosten erheblich. Instead of every semiconductor switch between its power connections as before assign a freewheeling diode, since the forward voltage of a freewheeling diode is always safely under the forward voltage of a series connection of two Semiconductor switches is, therefore, is not a selection or special dimensioning of the diodes more needed. In addition, semiconductor switches can now be used whose individual dielectric strength is only half as large as that actually switching voltage. A major advantage is the lower required Semiconductor area for the diodes. This considerably reduces the installation space and the costs.

Vorteilhafte Weiterbildungen der ErfindungAdvantageous developments of the invention

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat jeder Halbleiterschalter einen Steuereingang; ist ein erster Leistungsanschluß des ersten Halbleiterschalters mit einem hohen Spannungspotential zu verbinden; ist ein zweiter Leistungsanschluß des ersten Halbleiterschalters mit einem ersten Leistungsanschluß des zweiten Halbleiterschalters verbunden; ist ein zweiter Leistungsanschluß des zweiten Halbleiterschalters und ein erster Leistungsanschluß des dritten Halbleiterschalters unter Bildung eines Leistungsausgangs verbunden; ist ein zweiter Leistungsanschluß des dritten Halbleiterschalters mit dem ersten Leistungsanschluß des vierten Halbleiterschalters verbunden; und ist ein zweiter Leistungsanschluß des vierten Halbleiterschalters mit einem niedrigen Spannungspotential zu verbinden. In a preferred embodiment of the invention, each semiconductor switch a control input; is a first power connection of the first semiconductor switch to connect with a high voltage potential; is a second power connection of the first semiconductor switch with a first power connection of the second Semiconductor switch connected; is a second power connector of the second Semiconductor switch and a first power connection of the third semiconductor switch below Formation of a power output connected; is a second power connection of the third semiconductor switch with the first power connection of the fourth Semiconductor switch connected; and is a second power terminal of the fourth semiconductor switch to connect with a low voltage potential.

Weiterhin hat jede zu einem Zweig der Halbbrücke parallele Diode eine Sperrspannung, die größer oder gleich der Summe der Sperrspannungen der Halbleiterschalter in dem jeweiligen Zweig der Halbbrücke ist. Furthermore, each diode parallel to a branch of the half-bridge has one Reverse voltage that is greater than or equal to the sum of the reverse voltages of the semiconductor switch is in the respective branch of the half-bridge.

Ausserdem ist die zum oberen Zweig der Halbbrücke parallele Diode mit dem ersten Leistungsanschluß des ersten Halbleiterschalters und dem zweiten Leistungsanschluß des zweiten Halbleiterschalters verbunden, und ist die zum unteren Zweig der Halbbrücke parallele Diode mit dem zweiten Leistungsanschluß des vierten Halbleiterschalters und dem ersten Leistungsanschluß des dritten Halbleiterschalters verbunden. In addition, the diode parallel to the upper branch of the half-bridge is the first Power connection of the first semiconductor switch and the second power connection of the second semiconductor switch, and is to the lower branch of Half-bridge parallel diode with the second power connection of the fourth Semiconductor switch and the first power terminal of the third semiconductor switch connected.

Erfindungsgemäss können die Halbleiterschalter durch Feldeffekt-Transistoren (FETs) gebildet sein. According to the invention, the semiconductor switches can be operated by field effect transistors (FETs) be educated.

Ausserdem sind die Steuereingänge der Halbleiterschalter mit einer elektronischen Steuerung (ECU) zu verbinden, wobei die Steuereingänge der Halbleiterschalter des oberen Zweiges der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung synchron anzusteuern sind, und die Steuereingänge der Halbleiterschalter des unteren Zweiges der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung gegenphasig synchron zu den Steuereingängen der Halbleiterschalter des oberen Zweiges der Halbbrücke anzusteuern. Erfindungsgemäss können auch mehrere Paare in Serie geschalteter Halbleiterschalter parallel geschaltet sein. In addition, the control inputs of the semiconductor switch with an electronic Control (ECU) to connect, the control inputs of the semiconductor switch of the upper branch of the half-bridge synchronized by the electronic control are to be controlled, and the control inputs of the semiconductor switch of the lower branch of the Half bridge from the electronic control in phase opposition to the Control inputs of the semiconductor switch of the upper branch of the half-bridge. According to the invention, several pairs can also be connected in series Semiconductor switch can be connected in parallel.

Schließlich können die Halbleiterschalter durch eine große Anzahl von einzelnen Halbleiterschalter-Bauelementen mit jeweils kleinen Schaltleistungen gebildet sein. Finally, the semiconductor switch can be replaced by a large number of individual Semiconductor switch components can each be formed with low switching powers.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der einzigen Figur ist die Erfindung schematisch in einem Schaltplan veranschaulicht. In the single figure, the invention is shown schematically in a circuit diagram illustrated.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Bei der in der Figur veranschaulichten erfindungsgemässen Halbbrückenschaltung sind ein erster und ein zweiter Halbleiterschalter 12, 14 zu einem oberen Zweig Z1 einer Halbbrücke in Serie geschaltet sind sowie ein dritter und ein vierter Halbleiterschalter 12', 14' zu einem unteren Zweig Z2 der Halbbrücke in Serie geschaltet. In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Halbleiterschalter durch Metalloxid- Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) gebildet. In the half-bridge circuit according to the invention illustrated in the figure, a first and a second semiconductor switch 12 , 14 are connected in series to an upper branch Z1 of a half-bridge, and a third and a fourth semiconductor switch 12 ', 14 ' are connected in series to a lower branch Z2 of the half-bridge connected. In the embodiment of the invention shown, the semiconductor switches are formed by metal oxide field effect transistors (MOSFETs).

Die Halbleiterschalter 12, 14; 12', 14' haben jeweils einen Steuereingang G1, G2; /G1, /G2. Ein erster Leistungsanschluß D1 des ersten Halbleiterschalters 12 ist mit einem hohen Spannungspotential VSS zu verbinden. Ein zweiter Leistungsanschluß S1 des ersten Halbleiterschalters 12 ist mit einem ersten Leistungsanschluß D2 des zweiten Halbleiterschalters 14 verbunden. Ein zweiter Leistungsanschluß S2 des zweiten Halbleiterschalters 14 und ein erster Leistungsanschluß D3 des dritten Halbleiterschalters 12' sind unter Bildung eines Leistungsausgangs A miteinander verbunden. An dem Leistungsausgang A ist eine Last L angeschlossen. Dies kann zum Beispiel eine Phasewicklung eines Asynchronmotors sein. Ein zweiter Leistungsanschluß S3 des dritten Halbleiterschalters 12' ist mit dem ersten Leistungsanschluß D4 des vierten Halbleiterschalters 14' verbunden. Schließlich ist ein zweiter Leistungsanschluß S4 des vierten Halbleiterschalters 14' ist mit einem niedrigen Spannungspotential VDD zu verbinden. The semiconductor switches 12 , 14 ; 12 ', 14 ' each have a control input G1, G2; / G1, / G2. A first power connection D1 of the first semiconductor switch 12 is to be connected to a high voltage potential VSS. A second power connection S1 of the first semiconductor switch 12 is connected to a first power connection D2 of the second semiconductor switch 14 . A second power connection S2 of the second semiconductor switch 14 and a first power connection D3 of the third semiconductor switch 12 'are connected to one another to form a power output A. A load L is connected to the power output A. For example, this can be a phase winding of an asynchronous motor. A second power connection S3 of the third semiconductor switch 12 'is connected to the first power connection D4 of the fourth semiconductor switch 14 '. Finally, a second power connection S4 of the fourth semiconductor switch 14 'is to be connected to a low voltage potential V DD .

Jeder der Halbleiterschalter 12, 14; 12', 14' hat zwischen seinen Leistungsanschlüssen D1, S1; D2, S2; D3, S3; D4, S4 eine Freilaufdiode, die als sog. "Body-Diode" mit dem jeweiligen Halbleiterschalter integriert auf dem gleichen Substrat ausgeführt ist. Each of the semiconductor switches 12 , 14 ; 12 ', 14 ' has between its power connections D1, S1; D2, S2; D3, S3; D4, S4 a free-wheeling diode which is designed as a so-called "body diode" integrated with the respective semiconductor switch on the same substrate.

Zu dem oberen und zu dem unteren Zweig Z1, Z2 der Halbbrücke ist jeweils eine Diode 16, 18 in gleicher Orientierung wie die Freilaufdioden der Halbleiterschalter 12, 14, 12', 14' parallel geschaltet. Genauer gesagt ist die zum oberen Zweig Z1 der Halbbrücke parallele Diode 16 mit dem ersten Leistungsanschluß D1 des ersten Halbleiterschalters 12 und mit dem zweiten Leistungsanschluß S2 des zweiten Halbleiterschalters 14 verbunden ist. In gleicher Weise ist die zum unteren Zweig Z2 der Halbbrücke parallele Diode 18 mit dem zweiten Leistungsanschluß S4 des vierten Halbleiterschalters 14' und mit dem ersten Leistungsanschluß D3 des dritten Halbleiterschalters 12' verbunden. A diode 16 , 18 is connected in parallel to the upper and lower branches Z1, Z2 of the half bridge in the same orientation as the freewheeling diodes of the semiconductor switches 12 , 14 , 12 ', 14 '. More specifically, the diode 16 parallel to the upper branch Z1 of the half-bridge is connected to the first power connection D1 of the first semiconductor switch 12 and to the second power connection S2 of the second semiconductor switch 14 . In the same way, the diode 18 parallel to the lower branch Z2 of the half bridge is connected to the second power connection S4 of the fourth semiconductor switch 14 'and to the first power connection D3 of the third semiconductor switch 12 '.

Jede der zu einem Zweig Z1, Z2 der Halbbrücke parallele Diode 16, 18 ist als schnell schaltende Diode ausgestaltet und hat eine Sperrspannung, die größer oder gleich der Summe der Sperrspannungen der Halbleiterschalter 12, 14; 12', 14' in dem jeweiligen Zweig Z1, Z2 der Halbbrücke ist. Each of the diodes 16 , 18 parallel to a branch Z1, Z2 of the half-bridge is designed as a fast-switching diode and has a reverse voltage that is greater than or equal to the sum of the reverse voltages of the semiconductor switches 12 , 14 ; 12 ', 14 ' in the respective branch Z1, Z2 of the half-bridge.

Die Steuereingänge G1, G2; /G1, /G2 der Halbleiterschalter 12, 14; 12', 14' sind mit einer elektronischen Steuerung ECU zu verbinden. Diese nicht weiter veranschaulichte elektronische Steuerung ECU liefert externen Vorgaben zum Beispiel hinsichtlich der gewünschten Drehzahl und Drehrichtung eines an die Halbbrücke angeschlossenen (nicht veranschaulichten) Elektromotors entsprechend Ansteuersignale für die Halbbrücke. The control inputs G1, G2; / G1, / G2 of the semiconductor switches 12 , 14 ; 12 ', 14 ' are to be connected to an electronic control unit ECU. This electronic control ECU, which is not further illustrated, provides external specifications, for example with regard to the desired speed and direction of rotation of an electric motor (not illustrated) connected to the half-bridge, corresponding to control signals for the half-bridge.

Dabei sind die Steuereingänge G1, G2 der Halbleiterschalter 12, 14 des oberen Zweiges Z1 der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung ECU synchron anzusteuern. Lediglich die Pegel der beiden Ansteuersignale sind unterschiedlich gross, da der erste Halbleiterschalter 12 auf einem anderen Spannungsniveau betrieben wird als der zweite Halbleiterschalter 14. The control inputs G1, G2 of the semiconductor switches 12 , 14 of the upper branch Z1 of the half-bridge are to be controlled synchronously by the electronic control ECU. Only the levels of the two control signals are of different sizes, since the first semiconductor switch 12 is operated at a different voltage level than the second semiconductor switch 14 .

In entsprechender Weise sind die Steuereingänge /G1, /G2 der Halbleiterschalter 12', 14' des unteren Zweiges Z2 der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung ECU gegenphasig synchron zu den Steuereingängen G1, G2 der Halbleiterschalter 12, 14 des oberen Zweiges Z1 anzusteuern. Auch hier sind die Pegel unterschiedlich. In a corresponding manner, the control inputs / G1, / G2 of the semiconductor switches 12 ', 14 ' of the lower branch Z2 of the half-bridge are to be actuated in phase opposition by the electronic control ECU in synchronism with the control inputs G1, G2 of the semiconductor switches 12 , 14 of the upper branch Z1. The levels are also different here.

Claims (8)

1. Halbbrückenschaltung zum Schalten elektrischer Leistungen bei der
wenigstens ein erster und wenigstens ein zweiter Halbleiterschalter (12, 14) sowie wenigstens ein dritter und wenigstens ein vierter Halbleiterschalter (12', 14') zu einem oberen bzw. einem unteren Zweig (Z1, Z2) einer Halbbrücke in Serie geschaltet sind;
jeder der Halbleiterschalter (12, 14; 12', 14') zwischen seinen Leistungsanschlüssen (D1, S1; D2, S2; D3, S3; D4, S4) eine Freilaufdiode aufweist; und
zu dem oberen und zu dem unteren Zweig (Z1, Z2) der Halbbrücke jeweils wenigstens eine Diode (16, 18) in gleicher Orientierung wie die Freilaufdioden der Halbleiterschalter (12, 14, 12', 14') parallel geschaltet ist.
1. Half-bridge circuit for switching electrical power at the
at least one first and at least one second semiconductor switch ( 12 , 14 ) and at least one third and at least one fourth semiconductor switch ( 12 ', 14 ') are connected in series to an upper and a lower branch (Z1, Z2) of a half bridge;
each of the semiconductor switches ( 12 , 14 ; 12 ', 14 ') has a free-wheeling diode between its power connections (D1, S1; D2, S2; D3, S3; D4, S4); and
at least one diode ( 16 , 18 ) is connected in parallel to the upper and to the lower branch (Z1, Z2) of the half-bridge in the same orientation as the free-wheeling diodes of the semiconductor switches ( 12 , 14 , 12 ', 14 ').
2. Halbbrückenschaltung nach Anspruch 1, wobei
jeder Halbleiterschalter (12, 14; 12', 14') einen Steuereingang (G1, G2; /G1, /G2) aufweist,
ein erster Leistungsanschluß (D1) des ersten Halbleiterschalters (12) mit einem hohen Spannungspotential (VSS) zu verbinden ist;
ein zweiter Leistungsanschluß (S1) des ersten Halbleiterschalters (12) mit einem ersten Leistungsanschluß (D2) des zweiten Halbleiterschalters (14) verbunden ist;
ein zweiter Leistungsanschluß (S2) des zweiten Halbleiterschalters (14) und ein erster Leistungsanschluß (D3) des dritten Halbleiterschalters (12') miteiander unter Bildung eines Leistungsausgangs (A) verbunden sind;
ein zweiter Leistungsanschluß (S3) des dritten Halbleiterschalters (12') mit dem ersten Leistungsanschluß (D4) des vierten Halbleiterschalters (14') verbunden ist;
ein zweiter Leistungsanschluß (S4) des vierten Halbleiterschalters (14') mit einem niedrigen Spannungspotential (VDD) zu verbinden ist.
2. Half-bridge circuit according to claim 1, wherein
each semiconductor switch ( 12 , 14 ; 12 ', 14 ') has a control input (G1, G2; / G1, / G2),
a first power connection (D1) of the first semiconductor switch ( 12 ) is to be connected to a high voltage potential (VSS);
a second power connection (S1) of the first semiconductor switch ( 12 ) is connected to a first power connection (D2) of the second semiconductor switch ( 14 );
a second power connection (S2) of the second semiconductor switch ( 14 ) and a first power connection (D3) of the third semiconductor switch ( 12 ') are connected to one another to form a power output (A);
a second power connection (S3) of the third semiconductor switch ( 12 ') is connected to the first power connection (D4) of the fourth semiconductor switch ( 14 ');
a second power connection (S4) of the fourth semiconductor switch ( 14 ') is to be connected to a low voltage potential (V DD ).
3. Halbbrückenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede zu einem Zweig (Z1, Z2) der Halbbrücke parallele Diode (16, 18) eine Sperrspannung hat, die größer oder gleich der Summe der Sperrspannungen der Halbleiterschalter (12, 14; 12', 14') in dem jeweiligen Zweig (Z1, Z2) der Halbbrücke ist. 3. Half-bridge circuit according to claim 1 or 2, wherein each diode ( 16 , 18 ) parallel to a branch (Z1, Z2) of the half-bridge has a reverse voltage which is greater than or equal to the sum of the reverse voltages of the semiconductor switches ( 12 , 14 ; 12 ', 14 ') in the respective branch (Z1, Z2) of the half-bridge. 4. Halbbrückenschaltung nach Anspruch 2, wobei
die zum oberen Zweig (Z1) der Halbbrücke parallele Diode (16) mit dem ersten Leistungsanschluß (D1) des ersten Halbleiterschalters (12) und dem zweiten Leistungsanschluß (S2) des zweiten Halbleiterschalters (14) verbunden ist, und
die zum unteren Zweig (Z2) der Halbbrücke parallele Diode (18) mit dem zweiten Leistungsanschluß (S4) des vierten Halbleiterschalters (14') und dem ersten Leistungsanschluß (D3) des dritten Halbleiterschalters (12') verbunden ist.
4. Half-bridge circuit according to claim 2, wherein
the diode ( 16 ) parallel to the upper branch (Z1) of the half-bridge is connected to the first power connection (D1) of the first semiconductor switch ( 12 ) and the second power connection (S2) of the second semiconductor switch ( 14 ), and
which is connected to the lower branch (Z2) of the half-bridge diode ( 18 ) with the second power connection (S4) of the fourth semiconductor switch ( 14 ') and the first power connection (D3) of the third semiconductor switch ( 12 ').
5. Halbbrückenschaltung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Halbleiterschalter (12, 14; 12', 14') durch Feldeffekt-Transistoren (FETs) gebildet sind. 5. Half-bridge circuit according to one of claims 1-4, wherein the semiconductor switches ( 12 , 14 ; 12 ', 14 ') are formed by field effect transistors (FETs). 6. Halbbrückenschaltung nach Anspruch 2, wobei
die Steuereingänge (G1, G2; /G1, /G2) der Halbleiterschalter (12, 14; 12', 14') mit einer elektronischen Steuerung (ECU) zu verbinden sind, wobei
die Steuereingänge (G1, G2) der Halbleiterschalter (12, 14) des oberen Zweiges (Z1) der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung (ECU) synchron anzusteuern sind, und
die Steuereingänge (/G1, /G2) der Halbleiterschalter (12', 14') des unteren Zweiges (Z2) der Halbbrücke von der elektronischen Steuerung (ECU) gegenphasig synchron zu den Steuereingängen (G1, G2) der Halbleiterschalter (12, 14) des oberen Zweiges (Z1) der Halbbrücke anzusteuern sind.
6. Half-bridge circuit according to claim 2, wherein
the control inputs (G1, G2; / G1, / G2) of the semiconductor switches ( 12 , 14 ; 12 ', 14 ') are to be connected to an electronic control (ECU), whereby
the control inputs (G1, G2) of the semiconductor switches ( 12 , 14 ) of the upper branch (Z1) of the half-bridge are to be controlled synchronously by the electronic control (ECU), and
the control inputs (/ G1, / G2) of the semiconductor switches ( 12 ', 14 ') of the lower branch (Z2) of the half-bridge from the electronic control (ECU) in phase opposition to the control inputs (G1, G2) of the semiconductor switches ( 12 , 14 ) of the upper branch (Z1) of the half-bridge are to be controlled.
7. Halbbrückenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare in Serie geschalteter Halbleiterschalter parallel geschaltet sind. 7. Half-bridge arrangement according to claim 1, characterized in that several pairs of semiconductor switches connected in series are connected in parallel. 8. Halbbrückenanordnung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschalter durch eine große Anzahl von einzelnen Halbleiterschalter-Bauelementen mit jeweils kleinen Schaltleistungen gebildet sind. 8. Half-bridge arrangement claim 1, characterized in that the Semiconductor switch by a large number of individual semiconductor switch components are formed with small switching powers.
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