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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ACTUATING REVERSE-CONDUCTING SEMICONDUCTOR SWITCHES ARRANGED IN PARALLEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024406
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for actuating at least two reverse-conducting semiconductor switches (1), the at least two reverse-conducting semiconductor switches (1) being arranged in a parallel circuit (2). To improve the switching response, it is proposed that at least two of the reverse-conducting semiconductor switches (1) arranged in a parallel circuit be actuated at least intermittently using a different voltage. The invention further relates to a switching element (3) having two reverse-conducting semiconductor switches (1) arranged in a parallel circuit (2) and an actuating unit (4) or at least a part (5) of an actuating unit (4) for actuating the reverse-conducting semiconductor switches (1), wherein a current sensor (6) for detecting a load current (iL) flowing through the parallel circuit (2) is connectable to a control assembly (7) for evaluating measured values of the current sensor (6), the actuating unit (4) or the part (5) of the actuating unit (4) being able to be used to actuate the individual reverse-conducting semiconductor switches (1) using different voltages in each case.

Inventors:
FLEISCH, Karl (Eskilstunastraße 32, Erlangen, 91054, DE)
Application Number:
EP2017/065624
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
June 26, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
H02M1/08
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Ansteuerung mindestens zweier rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter (1), wobei die mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) in einer Parallelschaltung (2) angeordnet sind, wobei zumindest zwei der rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) zumindest zeitweise mit einer unterschiedlichen Spannung angesteuert werden .

2. Verfahren zur Ansteuerung nach Anspruch 1, wobei zumindest zeitweise mindestens ein erster Halbleiterschalter (11) der mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) mit einer negativen Spannung angesteuert wird und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter (12) der mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) mit einer positiven Spannung angesteuert wird.

3. Verfahren zur Ansteuerung nach Anspruch 2, wobei die Pa- rallelschaltung (2) eine Vielzahl von rückwärts leitfähigen

Halbleiterschaltern (1) aufweist, wobei die Anzahl der ersten Halbleiterschalter (11) und/oder die Anzahl der zweiten Halbleiterschalter (12) in Abhängigkeit vom Laststrom (iL) bestimmt wird.

4. Verfahren zur Ansteuerung nach Anspruch 2 oder 3, wobei sich die rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) der Parallelschaltung (2) im Dioden-Modus befinden, wobei bis zu einem ersten Zeitpunkt (ti) alle in der Parallelschaltung (2) angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) mit einer negativen Spannung angesteuert werden, wobei nach dem ersten Zeitpunkt (ti) und vor einem zweiten Zeitpunkt (t2) die ersten Halbleiterschalter (11) der in der Parallelschaltung (2) angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschal- ter (1) mit einer negativen Spannung angesteuert werden und die zweiten Halbleiterschalter (12) der in der Parallelschaltung (2) angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) mit einer positiven Spannung angesteuert werden, wo- bei der erste Zeitpunkt (ti) vor dem zweiten Zeitpunkt (t2) liegt, wobei der zweite Zeitpunkt (t2) einem Zeitpunkt ent¬ spricht, an dem der Laststrom (iL) von den rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern (1) abkommutiert ist.

5. Verfahren zur Ansteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Parallelschaltung (2) mindestens drei rückwärts leitfähige Halbleiterschalter (1) aufweist, die sich im

Diodenmodus befinden, wobei mit sinkendem Betrag des Last- Stromes (iL) die Ansteuerung mindestens eines dritten Halb¬ leiterschalters (13) der rückwärts leitfähigen Halbleiter¬ schalter (1) sich von einer negativen Spannung zu einer positiven Spannung ändert. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei ei¬ nem bevorstehenden Wechsel der rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter (1) vom Dioden-Modus in den IGBT-Modus, insbesondere zum Zeitpunkt eines Nulldurchgangs des Laststromes (iL) , genau ein rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter (11) mit einer negativen Spannung angesteuert wird und die übrigen

Halbleiterschalter (12) der in der Parallelschaltung (2) angeordneten Halbleiterschalter (1) mit einer positiven Spannung angesteuert werden. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ansteuerung der unterschiedlichen rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) zumindest zeitweise zeitversetzt zueinan¬ der erfolgt. 8. Schaltelement (3), aufweisend

- mindestens zwei in einer Parallelschaltung (2) angeordnete rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1)

- eine Ansteuereinheit (4) oder zumindest ein Teil (5) einer Ansteuereinheit (4) zur Ansteuerung der rückwärts leitfähi- gen Halbleiterschalter (1),

wobei ein Stromsensor (6) zur Erfassung eines durch die Parallelschaltung (2) fließenden Laststroms (iL) mit einer Re¬ gelungsbaugruppe (7) zur Auswertung von Messwerten des Strom- sensors (6) verbindbar ist, wobei mittels der Ansteuereinheit (4) oder mittels des Teils (5) der Ansteuereinheit (4) die einzelnen rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter (1) jeweils mit unterschiedlichen Spannungen ansteuerbar sind.

9. Stromrichter (15) aufweisend

- mindestens eine Reihenschaltung (16) aus mindestens zwei Schaltelementen (3) nach Anspruch 8 und

- eine Regelungsbaugruppe (7) zur Auswertung von Messwerten des Stromsensors (6),

- einen Phasenanschluss (17) zum Anschluss einer Last, wobei ein Verbindungspunkt (18) der zwei Schaltelemente (3) mit dem Phasenanschluss (17) elektrisch verbunden ist, wobei der Stromsensor (6) zwischen dem Phasenschluss (17) und dem Verbindungspunkt (18) angeordnet ist, wobei zur Übertragung von Messsignalen der Stromsensor (6) mit der Regelungsbaugruppe (7) verbunden ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Ansteuerung parallel angeordneter, rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung mindestens zweier rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter, wobei die mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter in einer Parallelschaltung angeordnet sind. Die Erfindung be- trifft weiter ein Schaltelement mit mindestens zwei in einer Parallelschaltung angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern. Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter mit einer Reihenschaltung aus mindestens zwei solchen Schaltelementen .

Bei rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern sind die Funktion des schaltenden Elementes und die Diodenfunktion in einem Chip vereint. Insbesondere sind IGBTs ( Insulated-Gate- Bipolar-Transistoren) als rückwärts leitfähige IGBTs bekannt. Diese werden auch als RC-IGBT bezeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen IGBTs kann mit Hilfe der Ansteuerung am Gate- Kontakt nicht nur das Verhalten des Schaltelements, in diesem Fall die IGBT Funktion, sondern auch das Verhalten im

Diodenmodus beeinflusst werden.

Ein Verfahren zur Steuerung zweier elektrisch in Reihe geschalteter rückwärts leitfähiger IGBTs ist in der

DE 10 2011 003 938 AI offenbart. Dieses Dokument beschreibt ein Steuerverfahren zweier elektrisch in Reihe geschalteter IGBTs einer Halbbrücke, an der eine Betriebsgleichspannung ansteht, wobei diese rückwärts leitfähigen IGBTs über drei Schaltzustände verfügen.

Um die Leistungsfähigkeit, beispielsweise eines Stromrichters zu erhöhen, können mehrere Halbleiterschalter in einer Parallelschaltung angeordnet werden. Diese Parallelschaltung erlaubt es, den zu schaltenden Strom zu erhöhen, da sich der Strom auf die unterschiedlichen Zweige der Parallelschaltung aufteilt. Damit kann die Leistungsfähigkeit eines Schaltele ¬ ments, beispielsweise in einem Stromrichter, gesteigert wer ¬ den, da sich ein entsprechend hoher schaltbarer Gesamtstrom ergibt. Dabei dienen die Halbleiterschalter dazu, den Lastan- schluss, der auch als Phasenanschluss bezeichnet wird, des Stromrichters mit einem der Zwischenkreisspannungspotentiale zu verbinden. Da die parallel angeordneten Halbleiterschalter den gleichen Phasenanschluss schalten, hat es sich bewährt, die Halbleiterschalter, die parallel angeordnet sind, jeweils mit dem gleichen Ansteuersignal anzusteuern. Dies geschieht sowohl bei herkömmlichen IGBTs als auch bei rückwärts leitfä ¬ higen IGBTs.

Ein rückwärts leitfähiger IGBT kann je nach Stromflussrich- tung entweder den IGBT-Modus oder den Diodenmodus annehmen. Fließt ein Strom vom Kollektor zum Emitter, so befindet sich der rückwärts leitfähige IGBT im IGBT-Modus. Fließt hingegen der Strom vom Emitter zum Kollektor, so befindet sich der rückwärts leitfähige IGBT im Diodenmodus. Wenn sich die Rich- tung des Laststroms umdreht, wechselt der rückwärts leitfähi ¬ ge IGBT vom Dioden-Modus in den IGBT-Modus bzw. vom IGBT- Modus in den Dioden-Modus. Somit bewirkt eine Änderung der Stromrichtung durch den IGBT eine Änderung des entsprechenden Modi. Für den Betrieb im IGBT-Modus wird eine positive Gate- Emitter-Spannung benötigt (offener Kanal für den Stromfluss) während für den Diodenmodus eine negative Gate-Emitter- Spannung benötigt wird (geschlossener Kanal, um ein Abfließen der Elektronen zu verhindern) . Daher muss der Nulldurchgang des Laststroms und damit auch der Nulldurchgang des entspre- chenden Stroms durch den Halbleiterschalter mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, da dieser Zeitpunkt des Wechsels zwi ¬ schen den beschriebenen Modi darstellt. Eine zu frühe oder zu späte Spannungsänderung am Gate-Anschluss kann Schäden am RC- IGBT verursachen oder den durch die übergeordnete Steuerung vorgegebenen Schaltzustand verfälschen bei dem eine falsche Spannungszeitfläche am Ausgang des Umrichters erzeugt wird. Die Dioden neigen bei kleinen Lastströmen dazu, abzureißen. Das Abreißen wird auch als snappiges-Verhalten (fehlendes soft-recovery) bezeichnet. Durch ein sehr hohes di/dt des Diodenstroms am Ende der Stromflussdauer neigen die Dioden zudem dazu, eine hohe Spannung zu induzieren, welche das Bau ¬ element selbst gefährdet und EMV-Probleme auslösen kann.

Bei IGBTs, die nicht rückwärts leitfähig sind, sondern paral ¬ lel zum IGBT eine Dioden aufweisen, hat diese Diode keinen Steueranschluss . Damit fehlt dem nicht rückwärts leitfähigen IGBT die Möglichkeit, die gespeicherte Ladung der Diode zu steuern. Somit ist es nicht möglich, dass Verhalten dieser Dioden zu beeinflussen. Wenn ein Laststrom, der durch einen Halbleiterschalter fließt, von diesem Halbleiterschalter auf einen anderen Halbleiterschalter übertragen wird, so wird dies als Kommutierung bezeichnet. Der Abbau des Laststroms durch den einen Halblei ¬ terschalter wird auch als Abkommutierung bezeichnet. Sobald der Strom durch den Halbleiterschalter erloschen ist, ist dieser abkommutiert .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltverhalten von parallel angeordneten Halbleiterschaltern zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ansteuerung mindestens zweier rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter gelöst, wobei die mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiter ¬ schalter in einer Parallelschaltung angeordnet sind, wobei zumindest zwei der rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter zumindest zeitweise mit einer unterschiedlichen Spannung angesteuert werden. Weiter wird die Aufgabe durch ein Schalt ¬ element mit mindestens zwei in einer Parallelschaltung ange ¬ ordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern und einer Ansteuereinheit oder zumindest einem Teil einer Ansteuerein- heit zur Ansteuerung der rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter gelöst, wobei ein Stromsensor zur Erfassung eines durch die Parallelschaltung fließenden Laststroms mit einer Regelungsbaugruppe zur Auswertung von Messwerten des Stromsensors verbindbar ist, wobei mittels der Ansteuereinheit oder mittels des Teils der Ansteuereinheit die einzelnen rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter jeweils mit unter- schiedlichen Spannungen ansteuerbar sind. Ferner wird die

Aufgabe durch einen Stromrichter mit mindestens einer Reihenschaltung aus mindestens zwei solchen Schaltelementen, einer Regelungsbaugruppe zur Auswertung von Messwerten des Stromsensors und einem Phasenanschluss zum Anschluss einer Last gelöst, wobei ein Verbindungspunkt der zwei Schaltelemente mit dem Phasenanschluss elektrisch verbunden ist, wobei der Stromsensor zwischen dem Phasenschluss und dem Verbindungs ¬ punkt angeordnet ist, wobei zur Übertragung von Messsignalen der Stromsensor mit der Regelungsbaugruppe verbunden ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Parallelschaltung von RC-IGBTs dadurch verbessern lässt, dass die einzelnen parallelen Halbleiterschalter zumindest zeitweise mit unterschiedlicher Gate-Spannung, d.h. unterschiedlicher Gate-Emitter Spannung, angesteuert werden, um die Aufteilung des Stromes durch die einzelnen Halbleiterschalter, insbesondere durch die im Dioden-Modus befindlichen Halblei ¬ terschalter, zu beeinflussen. Die erfindungsgemäße Lösung beruht zum einen darauf, bei parallelgeschalteten RC-IGBTs die Gate-Emitter-Strecken der parallelen RC-IGBTs mit verschiedenen Gate-Spannungen anzusteuern. Damit stellen sich in den einzelnen RC-IGBT, beispielsweise im Dioden-Modus, verschie ¬ dene Kollektor-Emitter-Ströme ein und damit auch verschiedene gespeicherte Ladungen. Damit können die Verluste, beispiels ¬ weise die Schaltverluste, im Betrieb deutlich reduziert wer ¬ den .

Besonders vorteilhaft ist es, parallele RC-IGBTs, beispiels ¬ weise im Dioden-Modus, so anzusteuern, dass zumindest zum Stromnulldurchgang ein Teil der RC-IGBTs mit negativer Gate- Spannung angesteuert wird und der verbleibende Teil der pa ¬ rallelen Halbleiterschalter mit einer positiven Gate-Spannung angesteuert wird. Damit kann die Stromrichtungserkennung erheblich einfacher ausgeführt werden, weil die Anforderung an die Genauigkeit der Erkennung des Stromnulldurchgangs erheb ¬ lich sinkt. Damit ist es möglich, die Stromrichtungserkennung zu vereinfachen bzw. die Stromrichtungserkennung einzusparen und von einer für regelungstechnische Zwecke bereits vorhan ¬ denen Strommessung erledigen zu lassen. Es hat sich gezeigt, dass die Genauigkeit der Laststrommessung, die sowieso be ¬ reits für regelungstechnische Zwecke vorhanden ist, für die Erkennung des Stromnulldurchgangs ausreichend ist. Auf eine zusätzliche genaue Strommessung mit einer sehr genauen Stromrichtungserkennung direkt an den einzelnen Parallelschaltun- gen der Halbleiterschalter, beispielsweise innerhalb des

Stromrichters, kann verzichtet werden. Da die Stromwandler mit hoher Genauigkeit sehr teuer sind, entsteht hiermit ein deutlicher wirtschaftlicher Vorteil. Das vorgeschlagene Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass sich in der zeitlichen Umgebung bei der Änderung der Richtung des Laststroms der Betrag des Laststroms derart gering ist, dass nicht alle RC-IBGTs der Parallelschaltung zum Führen dieses Laststroms erforderlich sind. Somit wird bei einem aus mindestens zwei RC-IGBTs aufgebauten Schalter im Diodenmodus nur ein erster Teil der Halbleiterschalter, die so bezeichneten ersten Halbleiterschalter oder zumindest ein erster Halbleiterschalter, mit einer negativen Gate-Spannung angesteuert und der (verbleibende) zweite Teil der parallelen Halbleiter- Schalter, die so bezeichneten zweiten Halbleiterschalter oder zumindest ein zweiter Halbleiterschalter, mit einer positiven Gate-Spannung. Somit fließt vor dem Nulldurchgang der Strom bevorzugt, d.h. in erster Linie, durch den oder die ersten Halbleiterschalter und nach dem Nulldurchgang der Strom durch den oder die zweiten Halbleiterschalter, ohne dass eine Änderung der Ansteuerung am Gate der Halbleiterschalter vorgenommen werden muss. Somit muss dieser Augenblick des Nulldurchgangs auch nicht mehr genau bestimmt werden. Dies ist unter anderem deshalb möglich, da in der Nähe des Nulldurchgangs des Laststroms der Betrag des Laststroms so gering ist, dass nicht alle Halbleiterschalter der Parallelschaltung zum Führen des Laststroms erforderlich sind.

Durch getrennte Ansteuerkanäle können parallele RC-IGBTs im Dioden-Modus mit verschiedenen Gate-Emitter-Spannungen angesteuert werden. Die Ansteuerung wird so gewählt, dass abhän ¬ gig von der gewünschten gespeicherten Ladungsträgermenge (al- so im Allgemeinen abhängig vom zu führenden Laststrom) so vielen RC-IGBT im Dioden-Modus eine negative Ansteuerspannung zugeführt wird (oder anders ausgedrückt, der MOS-Kanal ge ¬ schlossen wird) wie nötig sind. Den restlichen parallelen RC- IGBTs im Dioden-Modus wird eine positive Gate-Emitter-Span- nung zugeführt, was dazu führt, dass sie sich nur in sehr, sehr geringem Masse an der Stromführung beteiligen. Damit werden sowohl die Einschaltverluste des kommutierenden RC- IGBT im IGBT Modus in der gleichen Phase als auch die Abschaltverluste des RC-IGBT im Dioden-Modus verringert. Zudem wird der Laststrom vorteilafterweise auf maximal so viele RC- IGBTs im Dioden-Modus verteilt wie gerade notwendig sind, was ein „Abreißen" des Stromes mit hohen induzierten Spannungen verhindert . Die Ansteuerung mit unterschiedlichen Vorzeichen in der Ansteuerspannung, die an das Gate angelegt wird, ist möglich, wenn in der Umgebung des Nulldurchgangs der Betrag des Stro ¬ mes derart klein ist, dass für das Führen des Stroms nicht alle parallel angeordneten RC-IBGTs für das Tragen des Stro- mes aufgrund der maximalen Strombelastbarkeit erforderlich sind. Mit anderen Worten definiert sich die Umgebung des Nulldurchgangs unter anderem dadurch, dass nur ein Teil der parallel angeordneten Halbleiterschalter in dieser zeitlichen Umgebung für das Tragen des Stroms erforderlich sind. Insbe- sondere bei sinusförmigem Verlauf des Stroms oder nahezu si ¬ nusförmigen Verlauf des Stroms hat sich das Verfahren als be ¬ sonders vorteilhaft erwiesen, da es eine Umgebung in der Nähe der Nullstelle gibt, an der die Werte des Stroms derart klein sind, dass nicht alle parallelen Halbleiterschalter zum Tragen des Stroms benötigt werden und gleichzeitig die Steigung im Bereich der Nullstelle derart groß ist, dass man diese Nullstelle sehr genau bestimmen muss, wenn man alle paralle- len Halbleiterschalter gleich ansteuern wollte, um einen

Schaden am Halbleiterschalter durch den schnell ansteigenden Strom und einer unpassenden Ansteuerung zu verhindern.

Insbesondere für den Fall, dass die Parallelschaltung zwei Halbleiterschalter umfasst, kann bei einem Strom, der kleiner ist als die Hälfte des Maximalwertes, insbesondere der Ampli ¬ tude bei einem Sinusverlauf, jeweils ein Halbleiterschalter mit einer positiven und der zweite Halbleiter mit einer negativen Gate-Spannung angesteuert werden.

Diese Überlegung kann ohne weiteres auf den IGBT-Modus über ¬ tragen werden. Auch hier kann vor einem Nulldurchgang, d.h. einem Wechsel der RC-IGBTs vom IGBT-Modus in den Dioden-Modus ein erster Teil der parallel angeordneten Halbleiter mit ne- gativer Gate-Spannung angesteuert werden und der zweite (verbleibende) Teil mit einer positiven Gate-Spannung. Auch diese Ansteuerung bewirkt, dass die genaue Erkennung des Stromnull ¬ durchgangs nicht mehr erforderlich ist. Vor dem Nulldurchgang fließt der Laststrom durch die zweiten Halbleiterschalter und nach dem Nulldurchgang durch die ersten Halbleiterschalter, ohne dass zum Nulldurchgang Schalthandlungen, d.h. Änderungen in den Gate Spannungen der Halbleiterschalter erforderlich sind. Damit führt jeweils vor und nach dem Nulldurchgang des Laststroms der jeweils andere Teil den Strom durch die Paral- lelschaltung . Durch das verhältnismäßig geringe di/dt des

Laststroms (einige Α/με) bleibt ausreichend Zeit, dass auch eine übergeordnete Elektronik, die ansonsten zu Regelungsauf ¬ gaben benutzt wird, die Stromrichtungserkennung übernehmen kann. Somit können auch mehrere RC-IGBT im IGBT-Modus oder herkömmliche IGBT, die parallel angeordnet sind, getrennt an ¬ gesteuert werden. Dadurch lässt sich auch im IGBT-Modus die Ladungsträgermenge paralleler IGBTs einstellen und Ausschalt ¬ verluste reduzieren. Auch ein zu hohes di/dt bei kleinen Lastströmen kann durch das getrennte Ansteuern verhindert werden. Dazu werden immer nur so viele RC-IGBTs im IGBT-Modus oder Standard IGBTs bei kleinen Lastströmen mit positiver Gate-Emitter-Spannung angesteuert, wie für den Stromfluss benö- tigt werden. Dies hebt die Stromdichte in den stromführenden IGBTs .

Neben der Ansteuerung der ersten Halbleiterschalter und der zweiten Halbleiterschalter mit Spannungen, die ein unter- schiedliches Vorzeichen aufweisen, ist es ebenfalls möglich, die ersten Halbleiterschalter und die zweiten Halbleiterschalten mit einer Spannung mit gleichem Vorzeichen und unterschiedlichem Betrag anzusteuern. Damit kann die Stromaufteilung auf die einzelnen Halbleiterschalter der Parallel- Schaltung optimiert werden. Beispielsweise können somit Halb ¬ leiterschalter, die eine bessere Kühlung erfahren einen höheren Strom zugeteilt bekommen und andere Halbleiterschalter mit schlechterer Kühlung einen geringeren Strom. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines solchen Schalt ¬ elementes, wenn zwei dieser Schaltelemente in einer Reihen ¬ schaltung angeordnet werden und damit einen Stromrichter mit einer Phase ergeben. Der Verbindungspunkt der Reihenschaltung ist dabei der Lastanschluss , durch den der Laststrom fließt. Der Lastanschluss kann dann mit dem einen Ende oder dem ande ¬ ren Ende des Phasenmoduls elektrisch verbunden werden. An den beiden Enden der Reihenschaltung ist ein Zwischenkreiskonden- sator angeordnet. Damit weisen die beiden Enden üblicherwei ¬ se, d.h. sobald der Kondensator auf eine Spannung aufgeladen ist, unterschiedliche elektrische Potentiale auf. Diese Po ¬ tentiale werden auch als Zwischenkreispotentiale bezeichnet. Beispielsweise durch eine Pulsweitenmodulation lässt sich am Lastanschluss im zeitlichen Mittel ein beliebiges elektri ¬ sches Potential generieren, welches zwischen den beiden Zwi- schenkreispotentialen liegt. Somit ist auf einfache Weise ei ¬ ne Phase eines Stromrichters oder, bei Verwendung mehrerer Phasen, ein mehrphasiger Stromrichter einfach und kostengünstig realisierbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest zeitweise mindestens ein erster Halbleiterschalter der mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter mit einer negativen Spannung angesteuert und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter der mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter wird mit einer positiven Spannung angesteuert. Hiermit sind alle zuvor genannten Vorteile realisierbar. Durch das unterschiedliche Vorzeichen ist eindeutig festgelegt, welche Halbleiterschalter in der Parallel- Schaltung einen Strom führen und welche nicht. Damit lässt sich die Aufteilung der Ströme auf die einzelnen parallelen Halbleiterschalter auf einfache Weise bestimmen. Ein weiterer Vorteil, vor einem bevorstehenden Richtungswechsel, auch als Vorzeichenwechsel bezeichnet, des Laststroms nur einen Teil der Halbleiterschalter für das Führen des Stromes zu nutzen, besteht darin, dass der Strom dann in den einzelnen genutzten Halbleiterschaltern höher ist, als wenn der Strom durch alle parallel angeordneten Halbleiterschalter fließt. Damit kann gleichzeitig verhindert werden, dass der Strom durch einen Halbleiterschalter einen Minimalwert unterschreitet und ab ¬ reißt. Durch die Ansteuerung kann der Bereich eines möglichen Abreißens des Diodenstroms zu kleineren Lastströmen hin verschoben werden und verliert dadurch erheblich an Bedeutung. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Parallelschaltung eine Vielzahl von rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern auf, wobei die Anzahl der ersten Halbleiterschalter und/oder die Anzahl der zweiten Halbleiterschalter in Abhängigkeit vom Laststrom bestimmt wird. Da- bei kann zu jedem Zeitpunkt die Anzahl der an der Stromführung beteiligten Halbleiterschalter derart angepasst werden, dass diese nicht aufgrund eines zu hohen Stromes überlastet werden. Gleichzeitig wird ein so hoher Strom (Mindeststrom) sichergestellt, dass es nicht zu einem Abreißen des Stroms aufgrund des snapping-Verhaltens kommt. Der RC-IGBT muss, so ¬ fern er einen Strom tragen soll, je nach Stromrichtung immer mit der zugehörigen Ansteuerspannung an der Gate-Emitter- Strecke angesteuert werden. Andernfalls wird entweder der RC- IGBT im IGBT-Modus bei negativer Gate-Emitter-Spannung nicht einschalten, oder im Dioden-Modus bei positiver Gate-Emitter- Spannung durch Stromkonzentration auf einzelne Chips oder Bereiche von Chips beschädigt. Durch eine Stromrichtungserken- nung muss sehr nahe am natürlichen Stromnulldurchgang des Laststromes/ RC-IGBT-Stromes die richtige Gate-Emitter- Spannung eingestellt werden. Im Parallelbetrieb von zwei oder mehr RC-IGBT kann in der Nähe des Stromnulldurchganges ein oder mehrere RC-IGBT mit positiver und ein oder mehrere RC- IGBT mit negativer Gate-Emitter-Spannung angesteuert werden. Fließt jetzt der Strom in Dioden-Richtung wird der RC-IGBT mit negativer Gate-Emitter-Spannung diesen Strom übernehmen. Der RC-IGBT mit positiver Gate-Emitter-Spannung wird sich auf Grund seiner viel höheren Durchlass-Spannung nicht am Strom- fluss beteiligen. Umgekehrt wird bei einem Stromfluss in

IGBT-Richtung (von C nach E) nur der RC-IGBT mit positiver Gate-Emitter-Spannung den Strom führen. Erst wenn der Laststrom soweit angestiegen ist, dass beide bzw. alle RC-IGBT zur Stromführung gebraucht werden, muss die Gate-Emitter- Spannung aller benötigen RC-IGBT gleich eingestellt sein, entsprechend der Stromrichtung. Damit kann die Stromrichtungserkennung erheblich vereinfacht werden, weil die Anforderung an die Genauigkeit stark reduziert werden kann. Es hat sich gezeigt, dass eine bereits für regelungstechnische Zwe- cke vorhandene Strommesseinrichtung diese Aufgabe übernehmen kann .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befinden sich die rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter der Parallelschaltung im Dioden-Modus befinden, wobei bis zu einem ersten Zeitpunkt ti alle in der Parallelschaltung angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter mit einer negativen Spannung angesteuert werden, wobei nach dem ersten Zeitpunkt ti und vor einem zweiten Zeitpunkt t 2 die ersten Halbleiterschalter der in der Parallelschaltung angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter mit einer negativen Spannung angesteuert werden und die zweiten Halbleiterschal ¬ ter der in der Parallelschaltung angeordneten rückwärts leit- fähigen Halbleiterschalter mit einer positiven Spannung angesteuert werden, wobei der erste Zeitpunkt ti vor dem zweiten Zeitpunkt t 2 liegt, wobei der zweite Zeitpunkt t 2 einem Zeit ¬ punkt entspricht, an dem der Laststrom von den rückwärts leitfähigen Halbleiterschaltern abkommutiert ist. Durch getrennte Ansteuerkanäle können parallele RC-IGBTs im Dioden- Modus mit verschiedenen Gate-Emitter-Spannungen angesteuert werden. Die Ansteuerung wird so gewählt, dass bei kleinen Lastströmen einem zulässiger Teil der parallelen RC-IGBT ab einer gewissen Zeit ti vor der bevorstehenden Kommutierung eine positive Gate-Emitter-Spannung zugeführt wird

(Entsättigungspuls ) und dem restlichen Teil der RC-IGBT im Dioden-Modus erst ab einer Zeit t 2 . Im Zeitraum zwischen ti und t 2 verlagert sich der Laststrom auf die RC-IGBTs im Dio- den-Modus, die noch keine positive Gate-Emitter-Spannung auf ¬ weisen. Somit wird ein Teil der parallelen RC-IGBTs im Dio ¬ den-Modus entlastet und baut seine gespeicherte Ladung be ¬ reits zu diesem Zeitpunkt ab. Bei der Kommutierung muss nur noch erheblich weniger gespeicherte Ladung abgebaut werden. Auch ein „Abreißen" des Stromes kann so wiederum verhindert werden .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Parallelschaltung mindestens drei rückwärts leitfä- hige Halbleiterschalter auf, die sich im Dioden-Modus befinden, wobei mit sinkendem Betrag des Laststromes die Ansteue ¬ rung mindestens eines dritten Halbleiterschalters der rück ¬ wärts leitfähigen Halbleiterschalter sich von einer negativen Spannung zu einer positiven Spannung ändert. Durch das Schal- ten bei sinkendem Strombetrag kann sichergestellt werden, dass, insbesondere bei sinusförmigen Strömen, eine Überlas ¬ tung durch einen kurzfristigen und unerwarteten Stromanstieg vermieden wird. Durch den sinkenden Betrag kann darüber hinaus sichergestellt werden, dass in den leitenden Halbleiter- Schaltern sich ein Strom in einem Bereich einstellt, bei dem ein Schaden an einem der leitenden Halbleiterschalter sicher ausgeschlossen ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem bevorstehenden Wechsel der rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter vom Dioden-Modus in den IGBT-Modus, insbesondere zum Zeitpunkt eines Nulldurchgangs des Laststro- mes, genau ein rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter mit einer negativen Spannung angesteuert und die übrigen Halbleiterschalter der in der Parallelschaltung angeordneten Halbleiterschalter werden mit einer positiven Spannung angesteuert. Durch den kleiner werdenden Laststrom und den damit kleiner werdenden Strom durch die Parallelschaltung wird zu einem Zeitpunkt ein Stromwert erreicht, bei dem ein einzelner Halbleiterschalter in der Lage ist, diesen Strom zu führen. Die übrigen Halbleiterschalter können mittels einer positiven Spannung bereits auf den Zustand IGBT-Modus vorbereitet wer- den. Damit ist die genaue Kenntnis des Wechsels zwischen den Modi nicht mehr erforderlich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ansteuerung der unterschiedlichen rückwärts leit- fähigen Halbleiterschalter zumindest zeitweise zeitversetzt zueinander. Eine einfache Möglichkeit, die Schalthandlungen nicht gleichzeitig sondern nacheinander stattfinden zu lassen, besteht darin, einen festen zeitlichen Versatz zwischen den Ansteuerspannungen der einzelnen parallelen rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter vorzusehen. Alternativ kann der zeitliche Versatz auch abhängig von dem Wert des Laststromes, insbesondere von dem Betrag, der Frequenz oder der Phasenlage des Lastromes gestaltet werden. Durch den zeitli ¬ chen Versatz kann ein Abreißen des Stromes insbesondere im Dioden-Betrieb zuverlässig vermieden werden. Dabei kann die Abhängigkeit aufgrund eines gemessenen oder geschätzten

Stromwertes erfolgen. Gerade bei einem sinusförmigen Verlauf kann der Stromverlauf hinreichend gut, beispielsweise für die nächste halbe oder ganze Periodendauer, abgeschätzt werden, so dass auf die Auswertung genauer Messwerte verzichtet wer ¬ den kann. Durch die zeitversetzte Ansteuerung entstehen die Schaltverluste in einem zeitlichen Versatz, so dass die entstehende Wärme besser abgeführt werden kann. Darüber hinaus kann die Entstehung von Verlusten beeinflusst werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen hohen Strom durch einen Halbleiterschalter abzuschalten anstatt einen mittleren Strom durch zwei Halbleiterschalter abzuschalten. Somit können durch das zeitversetzte Schalten in Summe Schaltverluste ver ¬ ringert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: eine rückwärts leitfähiger IGBT (RC-IGBT) ein Schaltelement,

einen zeitlich Verlauf einer Ansteuerung von paral lel RC-IGBTs

einen Stromrichter und

einen zeitlich Verlauf einer Ansteuerung bei einer Kommutierung

FIG 1 zeigt im oberen Teil die funktionale Darstellung eines rückwärts leitfähigen Halbleiterschalters 1, ausgeführt als RC-IGBT. Zwischen dem Kollektor C und dem Emitter E befindet sich eine Parallelschaltung aus IGBT und Diode. Diese Paral ¬ lelschaltung ist auf einem Chip angeordnet. Dies hat zur Fol ¬ ge, dass mit dem Gate-Anschluss , insbesondere mit der ange ¬ legten Spannung zwischen Gate G und Emitter E nicht nur das Verhalten des IGBT-Schalters , sondern auch das Verhalten der Diode beeinflussbar ist. Abhängig davon, ob der Halbleiterschalter 1 mit einer positiven oder mit einer negativen Spannung zwischen Gate G und Emitter E angesteuert wird, gehört er zur Gruppe der ersten Halbleiterschalter 11 (negative An- Steuerung) oder zur Gruppe der zweiten Halbleiterschalter 12 (positive Ansteuerung) . Der Strom i durch den RC-IGBT wird so definiert, dass ein Stromfluss von Kollektor C zu Emitter E ein positives Vorzeichen hat. Somit sind ein RC-IGBT mit po- sitivem Strom i im IGBT-Modus und ein RC-IGBT mit negativem Strom i im Dioden-Modus. Im unteren Teil ist das Schaltzei ¬ chen eines RC-IGBTs angegeben, der die oben beschriebenen Funktionen aufweist.

FIG 2 zeigt ein Schaltelement 3 mit einer Parallelschaltung 2 aus drei Halbleiterschaltern 1. Die Halbleiterschalter 1, ausgeführt als RC-IGBTs, werden über ihren Gate-Anschluss G durch die Ansteuereinheit 4 bzw. Teile 5 der Ansteuereinheit 4 angesteuert. Die Ansteuereinheit 4 bzw. die Teile 5 der An ¬ Steuereinheit 4 generiert ihre Ansteuerbefehle auf der Basis von Signalen aus der Regelungsbaugruppe 7. In die Regelungs ¬ baugruppe 7 gehen wiederum Messwerte des Stromsensors 6 ein, der den Laststrom i L misst. Der Laststrom i L setzt sich zu- sammen als Summe aus den Strömen i durch die einzelnen parallelen Halbleiterschalter 1.

FIG 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ansteuerspannung U G E und des Laststromes i L in Abhängigkeit von der Zeit t für ei- ne Parallelschaltung 2 aus drei Halbleiterschaltern 1. Diese Zeitverläufe können somit beispielsweise einem Betrieb des in FIG 2 dargestellten Schaltelementes 3 entsprechen. Bei nega ¬ tivem Laststrom i L , wie auf der linken Seite der FIG 3 dargestellt, befinden sich die dort dargestellten Halbleiterschal- ter 1 im Dioden-Modus, da die Diode im Innern des RC-IGBTs das Führen des Stroms i übernimmt. Mit kleiner werdendem Be ¬ trag des Stromes i L werden nicht mehr alle drei Halbleiter ¬ schalter 1 zum Führen des Stromes benötigt. Es ist in diesem Fall möglich, dass zwei der Halbleiterschalter 1 den Strom führen, ohne überlastet zu werden. Diese beiden Halbleiterschalter 1 werden dann als erster Halbleiterschalter 11 bezeichnet. Der in dieser Parallelschaltung 2 noch vorhandene zusätzliche Halbleiterschalter 1 wird für das Führen des Stromes nicht benötigt und kann mittels einer positiven An- Steuerspannung U G E , P O S angesteuert werden, so dass er keinen oder nur noch einen geringen Strom führt. Durch die positive Ansteuerung dieses Halbleiterschalters 1 wird er als zur Gruppe der zweiten Halbleiterschalter 12 zugehörig bezeich- net. Sinkt der Betrag des Stromes i L weiter ab, so kann einer der ersten Halbleiterschalter ebenfalls eine positive Ansteuerspannung annehmen, so dass er den Laststrom nicht mehr trägt. In diesem Fall ist dann nur noch ein Halbleiterschal- ter 1 in der Gruppe der ersten Halbleiterschalter 11 vertreten. Der Betrag des Laststromes i L ist dann derart gering, dass nur dieser eine Halbleiterschalter 1 für das Führen des gesamten Laststroms i L ausreicht. Die beiden übrigen Halblei ¬ terschalter 1 sind nun in der Gruppe der zweiten Halbleiter- Schalter 12 und erfahren eine positive Ansteuerung am Gate G. Damit sind sie im Dioden-Modus nicht stromführend. Erreicht nun der Laststrom i L den Betrag Null, d.h. er schneidet auf dem Diagramm die Zeitachse t, so wechseln die Halbleiterschalter 1 vom Dioden-Modus in den IGBT-Modus. Die bereits mit einer positiven Ansteuerspannung vorhandenen Halbleiterschalter 1 der Gruppe der zweiten Halbleiterschalter 12 übernehmen nun den Laststrom i L . Damit ist ein Umschalten des letzten verbliebenen ersten Halbleiterschalters 11 zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs nicht erforderlich und kann später erfolgen, da die Halbleiterschalter 1 der Gruppe der zweiten Halbleiterschalter 12 den Strom zum Zeitpunkt des Null- Durchgangs problemlos und ohne eine Gefahr der Beschädigung übernehmen können. Eine Ansteuerung des Halbleiterschalters 1 mit negativer Ansteuerspannung kann nun nach dem Vorzeichen- Wechsel des Laststroms i L , d.h. nachdem der Laststrom positi ¬ ve Werte angenommen hat, erfolgen.

Der rechte Teil der FIG 3 zeigt den Übergang vom IGBT-Modus in den Dioden-Modus. Mit kleiner werdendem Betrag des Stromes i L werden auch hier nicht mehr alle drei Halbleiterschalter 1 zum Führen des Stromes benötigt. Es ist in diesem Fall mög ¬ lich, dass zwei der Halbleiterschalter 1 den Strom führen, ohne überlastet zu werden. Der in dieser Parallelschaltung 2 noch vorhandene zusätzliche Halbleiterschalter 1 wird für das Führen des Stromes nicht benötigt und kann mittels einer ne ¬ gativen Ansteuerspannung U G E,neg angesteuert werden, so dass er keinen oder nur noch einen geringen Strom führt. Sinkt der Betrag des Stromes i L weiter ab, so kann ein weiterer Halb- leiterschalter ebenfalls eine negative Ansteuerspannung angelegt bekommen, so dass er den Laststrom nicht mehr trägt. In diesem Fall ist dann nur noch ein Halbleiterschalter 1 stromführend. Erreicht nun der Laststrom i L den Betrag Null, d.h. er schneidet auf dem Diagramm die Zeitachse t, so wechseln die Halbleiterschalter 1 vom IGBT-Modus in den Dioden-Modus. Die bereits mit einer negativen Ansteuerspannung angesteuerten Halbleiterschalter 1 übernehmen nun den Laststrom i L . Damit ist ein Umschalten zum genauen Zeitpunkt des Vorzeichen- wechseis des Laststroms i L und damit die genaue Kenntnis über den Augenblick des Nulldurchgangs nicht mehr erforderlich.

Um den Ansteueraufwand klein zu halten, können aber auch zwei der hier dargestellten drei Halbleiter zu einem Zeitpunkt auf positive Gate-Spannung umgeschaltet werden, sobald der Last ¬ strom von dem einen verbleibenden Halbleiter mit negativer Gate-Spannung geführt werden kann. Aus diesem Grund ist in der FIG 3 die jeweils mittlere Schalthandlung gestrichelt dargestellt, da sie gegebenenfalls, wenn der Betrag des

Stroms bereits hinreichend klein ist, mit der vorangehenden Schalthandlung gleichzeitig erfolgen kann.

Durch das zeitversetzte Schalten ist die genaue Kenntnis des Nulldurchgangs des Laststromes i L nicht mehr erforderlich. Sowohl vor als auch nach dem Nulldurchgang kann der Laststrom i L von Halbleiterschaltern 1 der Reihenschaltung 2 geführt werden. Damit entfällt eine bei RC-IGBTs ansonsten oft anzu ¬ treffende genaue Erfassung des Strom-Null-Durchgangs bei dem alle RC-IGBTs die Ansteuerspannung am Gate ändern. Darüber hinaus wird durch die Verteilung des Laststromes i L auf nur wenige bzw. nur einen Halbleiterschalter 1 sichergestellt, dass der Strom durch den Halbleiterschalter 1 hinreichend groß ist, um ein Abreißen des Stroms zu verhindern. Ebenso ist es möglich, dieses Verfahren, d.h. das zeitversetzte An- steuern der einzelnen Halbleiterschaltern 1 einer Parallelschaltung 2 auch für den Übergang vom IGBT-Modus in den Dioden-Modus vorzusehen. Dabei werden die Spannungen zur An- Steuerung sukzessive von einer positiven Ansteuerung U G E,pos zu einer negativen Ansteuerspannung U G E,neg verändert.

FIG 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stromrichters 15 mit einer Reihenschaltung 16 aus zwei Parallelschaltungen 2, wobei die einzelnen Parallelschaltungen 2 jeweils zwei Halbleiterschalter 1 aufweisen. Der Verbindungspunkt 18 der Reihenschaltung bildet den Phasenanschluss 17. Im Phasenan- schluss 17 ist ein Stromsensor 6 zur Messung des Laststromes i L angeordnet. Der Stromsensor 6 übergibt seine Messwerte an eine Regelungsbaugruppe 7. Die Regelungsbaugruppe 7 ist mit einer Ansteuereinheit 4 verbunden. Die Ansteuereinheit 4 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Teile 5 einer An ¬ Steuereinheit 4 gebildet. Ein erster Teil 5 der Ansteuerein- heit 4 steuert die Halbleiterschalter 1 an, die mit einem positiven Zwischenkreispotential P+ verbunden sind. Ein weite ¬ rer Teil 5 der Ansteuereinheit 4 steuert die Halbleiterschal ¬ ter 1 an, die mit dem negativen Potential P- des Zwischenkreises verbunden sind. Die gekennzeichneten Ströme i+ sowie i- fließen in den jeweiligen Halbleiterschaltern 1 vom Kollektor zum Emitter. Somit stellt ein positiver Strom i+ und i- einen Betrieb im IGBT-Modus und ein negativer Strom von i+ und i- einen Betrieb im Dioden-Modus des jeweiligen Halblei ¬ terschalters 1 dar. Der hier dargestellte Stromrichter 15 kann um weitere Phasen mit jeweils weiteren Phasenanschlüssen 17 erweitert werden, wobei die weiteren Phasen auch durch die Regelungsbaugruppe 7 geregelt und gesteuert werden können. Die einzelnen Phasen werden an ihren Zwischenkreispotentialen P+ und P- miteinander verbunden. Häufig weisen Stromrichter 15 drei Phasenanschlüsse 17 für ein Drehstromsystem auf. Wei ¬ ter ist es möglich, mit zwei Phasenanschlüssen einen Phasenanschluss für eine Phase und einen zweiten Phasenanschluss für einen Nullleiter vorzusehen. Um eine am Phasenanschluss 17 angeschlossene Last mit elekt ¬ rischer Energie zu versorgen, wird der Phasenanschluss 17 mit einem der beiden Zwischenkreispotentiale P+ oder P- verbunden. Dies geschieht über die jeweilige Parallelschaltung 2 von Halbleiterschaltern 1. Hierbei kommt beispielsweise eine Pulsweitenmodulation zum Einsatz. Somit sind entweder die mit der positiven Zwischenkreispotential P+ verbundenen Halblei ¬ terschalter 1 leitend oder die mit dem negativen Potential P- verbundenen Halbleiterschalter 1 leitend. Der Zustand, dass sowohl die mit dem positiven Potential verbundenen Halbleiterschalter als auch die mit dem negativen Potential verbundenen Halbleiterschalter leitend sind, muss unbedingt vermie ¬ den werden, da es sonst zu einem Kurzschluss im Zwischenkreis kommt, bei dem die beiden Potentiale P+ und P- verbunden wer ¬ den. Dies würde zu hohen Kurzschlussströmen führen. Das Umschalten der Leitfähigkeit zwischen den Halbleiterschaltern 1, die mit dem positiven Zwischenkreispotential P+ verbunden sind und den Halbleiterschaltern 1 die mit dem negativen Po- tential P- des Zwischenkreises verbunden sind, wird als Kom- mutieren bezeichnet. Der Vorgang des Ausschaltens wird dabei als Abkommutieren bezeichnet.

FIG 5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ansteuerung der Halb- leiterschalter 1 der Parallelschaltung 2 während einer Kommutierung bei einer Anordnung nach FIG 4. Dabei befinden sich die Halbleiterschalter 1 aus der Parallelschaltung 2 im Dioden-Modus. Dies ist bei den mit dem positiven Potential P+ des Zwischenkreises verbundenen Halbleiterschaltern 1 der Fall, wenn der Laststrom i L negativ ist oder bei den Halbleiterschaltern 1, die mit dem negativen Potential P- des Zwischenkreises verbunden sind der Fall, wenn der Laststrom i L positiv ist. Die Halbleiterschalter 1 werden, um den Diodenbetrieb realisieren zu können, mit einer negativen Ansteuer- Spannung U G E,neg gesteuert. Zu einem Zeitpunkt ti wechselt die Ansteuerung zumindest eines Halbleiterschalters 1 von einer negativen Spannung zu einer positiven Spannung. Sollten die Parallelschaltung 2 mehr als zwei Halbleiterschalter 1 aufweisen, können nacheinander oder gleichzeitig (weniger An- steueraufwand) mehrere Halbleiterschalter 1 ihre Ansteuerspannung von einer negativen Spannung zu einer positiven Spannung ändern. Es verbleiben nur so viele Halbleiterschalter 1 mit negativer Spannung angesteuert, die erforderlich sind, um den Laststrom i L zu führen. Dies gewährleistet auch, dass ein Abreißen des Stromes i durch den Halbleiterschalter 1 sicher vermieden wird. Zum Zeitpunkt t 2 , der zeitlich spä ¬ ter liegt als ti, soll die Kommutierung auf die jeweiligen anderen Halbleiterschalter der Reihenschaltung erfolgen. Die dann im Dioden-Modus befindlichen Halbleiterschalter geben den Strom ab. Dabei muss dann sichergestellt werden, dass diese Halbleiterschalter 1 der Parallelschaltung 2 nicht mit einer positiven Ansteuerspannung angesteuert werden. Dies ist deshalb zu vermeiden, da die Halbleiterschalter des anderen Teils der Reihenschaltung, die dann im IGBT Modus betrieben werden, nach der Kommutierung mit einer positiven Gate- Spannung angesteuert werden. Somit dürfen die Halbleiterschalter, bei denen der Strom abkommutiert ist, nicht mehr mit einer positiven Gate-Spannung angesteuert werden, da es sonst zu einem Kurzschluss im Zwischenkreis kommen könnte. Es ist möglich, die Halbleiterschalter 1 von denen der Strom abkommutiert ist, mit einer beliebigen negativen Spannung oder auch mit der Spannung 0 anzusteuern.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur An- steuerung mindestens zweier rückwärts leitfähiger Halbleiterschalter, wobei die mindestens zwei rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter in einer Parallelschaltung angeordnet sind. Zur Verbesserung des Schaltverhaltens wird vorgeschla ¬ gen, zumindest zwei der in einer Parallelschaltung angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter zumindest zeitweise mit einer unterschiedlichen Spannung anzusteuern. Die Erfindung betrifft weiter Schaltelement mit zwei in einer Pa- rallelschaltung angeordneten rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter und einer Ansteuereinheit oder zumindest einem Teil einer Ansteuereinheit zur Ansteuerung der rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter, wobei ein Stromsensor zur Erfassung eines durch die Parallelschaltung fließenden Last- Stroms mit einer Regelungsbaugruppe zur Auswertung von Mess ¬ werten des Stromsensors verbindbar ist, wobei mittels der An ¬ Steuereinheit oder mittels des Teils der Ansteuereinheit die einzelnen rückwärts leitfähigen Halbleiterschalter jeweils mit unterschiedlichen Spannungen ansteuerbar sind.