用于減小過壓的電路裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于減小過壓、特別是半導體開關內的過壓的電路裝置。
【背景技術】
[0002]為了避免半導體開關內由于過壓產生的損壞，已知不同的保護電路。在有源的保護布線(Active Voltage Clamp (有源電壓鉗位))中，例如齊納二極管在陰極側與半導體開關的負載接線端(集電極)連接。在陽極側串聯(lián)有以正向連接到齊納二極管的齊納電壓上的二極管和歐姆電阻并與半導體開關的控制接線端(柵極)連接。根據(jù)電路中的最大允許的電壓，代替僅一個齊納二極管，也可以設置多個串聯(lián)的齊納二極管。如果出現(xiàn)過壓，那么齊納二極管將導通并容易地控制半導體開關，也就是說，施加在半導體開關上的電壓限制到齊納二極管的擊穿電壓的水平上。如果過壓降到小于齊納電壓的總和的值上，那么通過齊納二極管的電流降到零和半導體開關又完全關斷。
[0003]如果設置多個串聯(lián)的齊納二極管，那么電容器可以與齊納二極管之一并聯(lián)，以便也有效地限制在快速開關半導體開關時可能出現(xiàn)的電壓峰值。通過也有效地限制短的電壓脈沖，可以使半導體開關接近其極限并且在此還更有效地被保護。但在開關半導體開關時，該電容器隨著每次關斷過程充電。但隨著電容器的充電以下值不斷地升高，即施加在半導體開關上的電壓被限制到該值上。電容器的充電可以導致，不再得到有效的過壓保護。
[0004]為了避免電容器充電已知電路裝置，在所述電路裝置中負的電壓波腹饋接和二極管串聯(lián)在半導體開關的柵極與發(fā)射極(或輔助發(fā)射極，英語-auxiliary emitter)之間。電壓波腹饋接在此可以是應用中已經存在的或附加的電壓波腹饋接。但這樣的裝置不能始終或只能高花費地實現(xiàn)。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的任務是，提供一種電路裝置，在該電路裝置中避免上述缺點。
[0006]該任務通過根據(jù)本發(fā)明的電路裝置來解決。
[0007]依據(jù)一個實施例，電路裝置具有帶第一負載接線端、第二負載接線端和控制接線端的半導體開關。電路裝置此外具有至少兩個第一齊納二極管、第一二極管和串聯(lián)在第一負載接線端與控制接線端之間的第一歐姆電阻，其中二極管以正向連接到至少兩個第一齊納二極管的齊納電壓上。電容與至少兩個第一齊納二極管之一并聯(lián)。放電電路連接在半導體開關的第二負載接線端與控制接線端之間或半導體開關的輔助發(fā)射極接線端與控制接線端之間并被構造用于，使電容上的電壓保持基本恒定。
【附圖說明】
[0008]下面借助在附圖中所示出的實例對本實用新型進行詳細說明。這些圖示不一定嚴格按照比例并且本實用新型并非僅局限于所示出的方面。更確切地說，需要重視的是本實用新型所基于的原理。其中:
[0009]圖1以電路圖示出一種用于防止半導體開關中的過壓的電路裝置；
[0010]圖2以時間曲線圖示出根據(jù)圖1的電路裝置中的在時間上的不同電壓；
[0011]圖3以電路圖示出依據(jù)本實用新型的一個實施例的一種用于防止半導體開關中的過壓的電路裝置；
[0012]圖4以時間曲線圖示出根據(jù)圖3的電路裝置中的在時間上的不同電壓；以及
[0013]圖5以電路圖示出依據(jù)本實用新型的一個實施例的另一種用于防止半導體開關中的過壓的電路裝置。
【具體實施方式】
[0014]在后面的說明書中參照附圖，在所述附圖中為了圖解示出特定的實施例。不言而喻，不同的在此所描述的實施例的特征可以相互組合，只要沒有其它說明。
[0015]在圖1，以電路圖示出一種用于防止半導體開關10中的過壓的電路裝置。半導體開關10在本實例中作為IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor (絕緣柵雙極型晶體管))來構造并具有第一負載接線端(集電極)C、第二負載接線端(發(fā)射極)E和控制接線端(柵極)G。半導體開關10此外還可以具有輔助發(fā)射極接線端E’。半導體開關10可以如圖1中所不地作為IGBT來構造或例如也可以作為MOSFET (metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor (金屬氧化物半導體場效應晶體管))來構造。至少兩個第一齊納二極管31、32、…、3n連接在集電極C與柵極G之間。第一齊納二極管31、32、…、3n的串聯(lián)電路在此在陰極側與集電極C連接。第一齊納二極管31、32、一^n的串聯(lián)電路與柵極G之間連接有由第一二極管50和第一歐姆電阻60組成的串聯(lián)電路。第一二極管50在此以正向連接到第一齊納二極管31、32、3n的齊納電壓上。
[0016]通過第一接線端20，半導體開關10的柵極G例如可以與控制電路連接(在圖1中未示出)。在第一接線端20與第一歐姆電阻60和柵極G的共同節(jié)點之間可以連接第二歐姆電阻70。半導體開關10的發(fā)射極E與用于基準電位GND的接線端連接。此外，輔助發(fā)射極E’可以與第二接線端21連接。
[0017]如果出現(xiàn)過壓，那么第一齊納二極管31、32、…、3n將導通并容易控制半導體開關10，也就是說，施加到半導體開關10的集電極C與發(fā)射極E之間的電壓Vce限制在預先規(guī)定的電壓值上。施加到集電極C與發(fā)射極E之間的電壓Vce在此對應于施加到集電極C與輔助發(fā)射極E’之間的電壓。該電壓值通過所使用的第一齊納二極管31、32、…、3n確定。例如，如果該裝置具有四個具有分別400V的擊穿電壓的第一齊納二極管31、32、-1n,那么電壓限制在4*400V = 1600V上。如果過壓下降，那么通過第一齊納二極管31、32、…、3n的電流下降和半導體開關10又完全被關斷。在靜止狀態(tài)下(沒有半導體開關10的開關過程)，該裝置有效防止過壓。然而，在開關半導體開關10時，可以出現(xiàn)非常短的電壓脈沖。在這種快速的過程中，通過第一齊納二極管31、32、…、3n不再得出有效的保護。
[0018]出于該原因，電容40與第一齊納二極管31、32、”.、3η之一并聯(lián)。在本實例中，這是第一齊納二極管31。在靜止狀態(tài)下，電容40對裝置沒有影響。但如果在開關半導體開關10時出現(xiàn)電壓峰值，那么電容40表示橋接相應齊納二極管31的短路。由此鉗位(Clamping)從較低電壓值起就已經反應。該較低的電壓值基本相當于沒有與電容并聯(lián)的第一齊納二極管31、32、…、3n-l的總和。在上面的實例中，因此是3*400V = 1200V。由此在短暫的電壓峰值的情況下，也提供有效的過壓保護。
[0019]根據(jù)圖1的電路裝置中的不同的電壓在圖2