Verfahren und Schaltungsanordnung zum Schalten eines Halbleiterschalters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Schalten eines Halbleiterschalters. Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter mit einer genannten Schaltungsanordnung und eine Antriebsvorrichtung mit einem genannten Stromrichter.

Stromrichter, insbesondere Stromrichter einer Antriebsanordnung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, umfassen Halbleiter ^¬ schalter, insb. Leistungshalbleiterschalter wie zum Beispiel Leistungs-IGBTs (Leistungsbipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) , welche während des Betriebs der Stromrichter Schaltverluste erzeugen. Diese Schaltverluste führen zur Wärmeentwicklung bei den Halbleiterschaltern, welche die Funktionen der Halbleiterschalter beeinträchtigen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Möglichkeit zum schaltverlustarmen Schalten von Halbleiterschaltern bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran ^¬ sprüche .

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Schalten eines Halbleiterschalters, insbesondere eines Leistungs-IGBTs, von einem ersten statischen Schaltzustand zu einem zweiten statischen Schaltzustand durch Steuern eines Steueranschlusses des Halbleiterschalters bereitgestellt, mit ^

• stromgesteuertem Schalten des Halbleiterschalters aus ^¬ gehend von dem ersten statischen Schaltzustand in einer ersten Schaltphase durch gesteuertes Einprägen zumindest eines ersten, vorbestimmten Ansteuerstromes an dem

Steueranschluss des Halbleiterschalters, und

• spannungsgesteuertem Schalten des Halbleiterschalters in einer der ersten Schaltphase folgenden, zweiten Schaltphase durch gesteuertes Anlegen zumindest einer ersten, vorbestimmten Ansteuerspannung an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters, bis der zweite statische Schaltzu ^¬ stand erreicht ist.

Demnach wird der Halbleiterschalter ausgehend von dem ersten statischen Schaltzustand, in dem sich dieser Halbleiterschalter vor dem Schalten befindet, in einer ersten Schaltphase durch gesteuertes Einprägen zumindest eines ersten, vorbestimmten Ansteuerstromes an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters stromgesteuert geschaltet. In einer dieser ersten Schaltphase folgenden, zweiten Schaltphase wird der Halbleiterschalter durch gesteuertes Anlegen zumindest einer ersten, vorbestimmten Ansteuerspannung an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters spannungsgesteuert geschaltet, bis der zweite, von dem ersten Schaltzustand abweichende, statische Schaltzustand erreicht ist .

Hierbei bedeutet der Begriff „Schalten" einen gesteuerten Übergang von einem ersten statischen Schaltzustand zu einem zweiten statischen Schaltzustand des Halbleiterschalters.

Der Begriff „Einprägen" bedeutet Einleiten eines gesteuerten Stromes von oder zu dem Steueranschluss des Halbleiterschalters mit einer auf einen konstanten Stromwert eingestellten

Stromstärke. Durch das gesteuerte Einprägen des zumindest einen ersten vorgegeben Ansteuerstromes in der ersten Schaltphase wird die Kapazität an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters umgeladen, also auf- oder entladen. Durch das gesteuerte Anlegen der zumindest einen ersten vorgegeben Ansteuerspannung an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters in der zweiten Schaltphase wird der Steueranschluss des Halbleiterschalters auf ein vorgegebenes Spannungspotential gelegt, bis die Kapazität an dem Steueranschluss des Halb- leiterschalters vollständig umgeladen ist, also vollständig auf- oder entladen ist, und somit der zweite statische Schaltzustand erreicht ist.

Die erste und die zweite Schaltphase sind zwei zeitlich auf- einanderfolgende Schaltschritte in einem Übergang des Halb ^¬ leiterschalters von dem ersten statischen Schaltzustand zu dem zweiten, von dem ersten Schaltzustand abweichenden statischen Schaltzustand . Durch das oben genannte Verfahren ist eine Möglichkeit zum

Schalten des Halbleiterschalters bereitgestellt, wobei sich die Schaltverluste in dem Halbleiterschalter deutlich reduzieren lassen. Zudem wird die Schaltdauer gekürzt, was wiederum Verzögerungszeiten und störende Totzeiten zwischen den

Schaltvorgängen des Halbleiterschalters reduziert.

Zudem ist durch das Verfahren ein ereignisgesteuertes Schalten des Halbleiterschalters realisiert. Damit können eine bei einem zeitgesteuerten Schalten erforderliche Zeitmessung und die zur Zeitmessung erforderlichen Schaltungskomponenten eingespart werden .

Durch das spannungsgesteuerte Schalten in der zweiten

Schaltphase bis zu dem Erreichen des gewünschten statischen „

Schaltzustands können zudem weitere Schaltphasen eingespart werden. Ferner kann durch Wegfall der Konfigurationserfordernisse für weitere Parameter für die sonst erforderlichen Ansteuergrößen die Programmierdauer somit auch die Taktzeit in der Produktion der Schaltungsanordnung reduziert werden.

Da in dem gesamten Schaltvorgang des Halbleiterschalters nur ein Ansteuerstrom konfiguriert werden muss, fallen Datenregister und Signalleitungen zum Generieren und Weiterleiten der Stromwerte für weitere sonst erforderliche Ansteuerströme weg.

Dabei ist der Halbleiterschalter vorzugsweise als ein Transistor mit einem isolierten Gate-Anschluss als Steueranschluss , insbesondere als ein Leistungs-IGBT, ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind der erste statische Schaltzustand ein offener Schaltzustand des Halbleiterschalters und der zweite statische Schaltzustand ein geschlossener Schaltzustand des Halbleiterschalters, wobei der Halbleiter ^¬ schalter in dem geschlossenen Schaltzustand durchleitet, also einen Strom durch eine Laststrecke des Halbleiterschalters durchleitet, und in dem offenen Schaltzustand sperrt, also den Fluss des Stromes durch die Laststrecke sperrt. Alternativ können der erste statische Schaltzustand ein geschlossener Schalt ^¬ zustand des Halbleiterschalters und der zweite statische Schaltzustand ein offener Schaltzustand des Halbleiterschalters sein .

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung erfolgt in einem ersten Schaltvorgang des Halbleiterschalters von dem offenen Schaltzustand zu dem geschlossenen Schaltzustand, abhängig von einer ersten, zwischen einem Eingangsstromanschluss und einem Ausgangsstromanschluss des Halbleiterschalters anliegenden Spannung oder von einem die erste Spannung charakterisierenden Parameter ein Übergang von der ersten Schaltphase zu der zweiten Schaltphase .

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung erfolgt in einem zweiten Schaltvorgang des Halbleiterschalters von dem ge ^¬ schlossenen Schaltzustand zu dem offenen Schaltzustand, abhängig von einer zweiten, zwischen dem Steueranschluss und dem Aus- gangsstromanschluss des Halbleiterschalters anliegenden

Spannung oder von einem die zweite Spannung charakterisierenden Parameter ein Übergang von der ersten Schaltphase zu der zweiten Schaltphase .

Die beiden zuletzt genannten Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass der Halbleiterschalter basierend auf wenigen Parametern gesteuert geschaltet werden kann, die bereits vorhanden sind oder zur Überwachung des Schaltverhaltens des Halbleiterschalters sowieso ermittelt werden. Dadurch erfolgt das gesteuerte Schalten des Halbleiterschalters nur mit einem geringfügigen Mehraufwand .

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung wird der Halbleiterschalter durch Einschalten eines ersten steuerbaren Treiberschalters gesteuert zu dem offenen statischen Schalt ^¬ zustand geschaltet, wobei der erste Treiberschalter in der ersten Schaltphase des Halbleiterschalters mit dem zumindest einen ersten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet wird, und in der zweiten Schaltphase des Halbleiterschalters mit der zu ^¬ mindest einen ersten Ansteuerspannung spannungsgesteuert eingeschaltet wird.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung wird der Halbleiterschalter durch Einschalten eines zweiten steuerbaren Treiberschalters gesteuert zu dem geschlossenen statischen Schaltzustand geschaltet, wobei der zweite Treiberschalter in der ersten Schaltphase des Halbleiterschalters mit zumindest einem dritten, vorbestimmten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet wird, und in der zweiten Schaltphase des Halb ^¬ leiterschalters mit zumindest einer zweiten Ansteuerspannung spannungsgesteuert eingeschaltet wird.

Dabei können der erste und der zweite Treiberschalter zusammen eine Halbbrückentreiberstufe bilden, wobei der erste Trei ^¬ berschalter zwischen dem Steueranschluss des Halbleiter- Schalters und einem negativen (auf Englisch „low-side") Ver- sorgungsspannungsanschluss der Schaltungsanordnung und der zweite Treiberschalter zwischen dem Steueranschluss des

Halbleiterschalters und einem positiven (auf Englisch

„high-side") Versorgungsspannungsanschluss der Schaltungsan- Ordnung angeordnet sein können.

Hierbei bedeutet der Begriff „Einschalten" einen Übergang von einem offenen statischen Schaltzustand des ersten oder des zweiten Treiberschalters zu einem geschlossenen statischen Schaltzustand des jeweiligen Treiberschalters.

Der erste und der zweite Treiberschalter bilden dabei jeweils als Stromsenke oder Stromquelle und ermöglichen Ströme mit aus ^¬ reichenden Stromstärken, welche zum schnellen Umladen der Kapazität des Steueranschlusses des Halbleiterschalters und somit zum schnellen Schalten des Halbleiterschalters beitragen.

Gemäß noch einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung wird bei dem Steuersignal eine Signalflanke oder ein Signalpegel erkannt. Ferner werden die erste Spannung und die zweite Spannung ermittelt. Die ermittelte erste Spannung wird anschließend mit einer ersten Referenzspannung verglichen. Analog wird die ermittelte zweite Spannung mit einer zweiten Referenzspannung verglichen. Abhängig von der bei dem Steuersignal erkannten Signalflanke oder dem Signalpegel, dem Vergleichsergebnis zwischen der ersten Spannung und der ersten Referenzspannung, und dem Vergleichsergebnis zwischen der zweiten Spannung und der zweiten Referenzspannung wird der Halbleiterschalter dann in der ersten Schaltphase mit dem zumindest einen ersten Ansteuerstrom stromgesteuert und/oder in der zweiten Schaltphase mit der zumindest einen ersten Ansteuerspannung spannungsgesteuert geschaltet . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der erste Treiberschalter mit der zumindest einen ersten Ansteuerspannung spannungsgesteuert eingeschaltet, wenn eine erste Signalflanke oder ein erster Signalpegel des Steuersignals vorliegt, die/der zum Schalten des Halbleiterschalters in den offenen Schalt- zustand hindeutet beziehungsweise animiert, und wenn die zweite Spannung die zweite Referenzspannung unterschreitet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zweite Treiberschalter mit einer zweiten vorbestimmten Ansteuer- Spannung spannungsgesteuert eingeschaltet, wenn eine zweite Signalflanke oder ein zweiter Signalpegel des Steuersignals vorliegt, die/der zum Schalten des Halbleiterschalters in den geschlossenen Schaltzustand hindeutet beziehungsweise animiert, und wenn die erste Spannung die erste Referenzspannung un- terschreitet .

Hierbei kann die erste Signalflanke des Steuersignals, welche zum Schalten des Halbleiterschalters in den offenen Schaltzustand hindeutet beziehungsweise animiert, eine fallende Signalflanke sein. In diesem Fall ist die zweite Signalflanke, welche zum Schalten des Halbleiterschalters in den geschlossenen

Schaltzustand hindeutet beziehungsweise animiert, eine stei ^¬ gende Signalflanke. Alternativ können die erste Signalflanke des Steuersignals eine steigende Signalflanke, und die zweite ₀

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Signalflanke eine fallende Signalflanke sein. Die auf Sig ^¬ nalflanken basierte Steuerung hat den Vorteil, dass diese mit einfachen Mittel erkannt werden können. Dies spart wiederum den Aufwand und die Kosten.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der erste Treiberschalter mit dem zumindest einen ersten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet, wenn die erste Signalflanke oder der erste Signalpegel des Steuersignals vorliegt und wenn die zweite Spannung die zweite Referenzspannung überschreitet, und solange die erste Spannung die erste Re ^¬ ferenzspannung unterschreitet.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der erste Treiberschalter mit einem zweiten, dem zumindest einen ersten Ansteuerstrom gegenüber unterschiedlichen, insbesondere niedrigeren, vorbestimmten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet, wenn die erste Signalflanke oder der erste Sig ^¬ nalpegel des Steuersignals vorliegt und wenn die erste Spannung die erste Referenzspannung überschreitet und solange die zweite Spannung die zweite Referenzspannung nicht unterschreitet.

Durch Einschalten des ersten Treiberschalters wird ein Aus ^¬ schaltvorgang des Halbleiterschalters von dem geschlossenen statischen Schaltzustand zu dem offenen statischen Schaltzustand eingeleitet. Hierzu wird der erste Treiberschalter und somit der Halbleiterschalter mit dem ersten und dem zweiten Ansteuerstrom stromgesteuert geschaltet, wobei der erste Ansteuerstrom vorzugsweise betragsmäßig größer als der zweite Ansteuerstrom ist. Damit wird der Halbleiterschalter in der ersten Schaltphase anfangs mit dem höheren ersten Ansteuerstrom und danach mit dem niedrigeren zweiten Ansteuerstrom stromgesteuert geschaltet. Mit dem höheren ersten Ansteuerstrom lässt sich der Schaltvorgang verkürzen, sodass die Schaltverluste nochmals reduziert werden _

y kann. Durch das anschließende Schalten mit dem niedrigeren zweiten Ansteuerstrom lassen sich störende Überspannungsspitze bei der ersten Spannung zwischen dem Eingangsstromanschluss und dem Ausgangsstromanschluss des Halbleiterschalters reduzieren.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zweite Treiberschalter mit dem zumindest einen dritten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet, wenn die zweite Signalflanke oder der zweite Signalpegel des Steuersignals vorliegt, und wenn die erste Spannung die erste Referenzspannung überschreitet, und solange die zweite Spannung die zweite Referenzspannung unterschreitet.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zweite Treiberschalter mit einem vierten, dem dritten Ansteuerstrom gegenüber unterschiedlichen, insbesondere niedrigeren, vorbestimmten Ansteuerstrom stromgesteuert eingeschaltet, wenn die zweite Signalflanke oder der zweite Sig ^¬ nalpegel des Steuersignals vorliegt, und wenn die zweite Spannung die zweite Referenzspannung überschreitet, und solange die erste Spannung die erste Referenzspannung nicht unterschreitet.

Durch Einschalten des zweiten Treiberschalters wird ein Einschaltvorgang des Halbleiterschalters von dem offenen statischen Schaltzustand zu dem geschlossenen statischen Schaltzustand eingeleitet. Analog wie bei dem ersten und dem zweiten An ^¬ steuerstrom ist der dritte Ansteuerstrom vorzugsweise betragsmäßig größer als der vierte Ansteuerstrom. Damit wird der Halbleiterschalter in der ersten Schaltphase anfangs mit dem höheren dritten Ansteuerstrom und danach mit dem niedrigeren vierten Ansteuerstrom stromgesteuert geschaltet . Mit dem höheren dritten Ansteuerstrom lässt sich der Schaltvorgang verkürzen, sodass die Schaltverluste nochmals reduziert werden kann. Durch anschließendes Schalten mit dem niedrigeren vierten An- Steuerstrom lässt sich die Stromänderungsgeschwindigkeit bei dem Strom von dem Eingangsstromanschluss zu dem Ausgangsstroman- schluss und somit elektromagnetische Störungen während des Einschaltvorgangs reduzieren.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Schalten eines über einen Steueran- schluss steuerbaren Halbleiterschalters, insbesondere eines Leistungs-IGBTs, von einem ersten statischen Schaltzustand zu einem zweiten statischen Schaltzustand durch Steuern des Steueranschlusses des Halbleiterschalters bereitgestellt, wobei die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, den Halbleiterschalter

• in einer ersten Schaltphase ausgehend von dem ersten

statischen Schaltzustand durch gesteuertes Einprägen zumindest eines ersten, vorbestimmten Ansteuerstromes an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters stromgesteuert zu schalten, und

• in einer der ersten Schaltphase folgenden, zweiten

Schaltphase durch gesteuertes Anlegen zumindest einer ersten, vorbestimmten Ansteuerspannung an dem Steueranschluss des Halbleiterschalters spannungsgesteuert zu schalten, bis der zweite statische Schaltzustand erreicht ist . Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine mit zumindest einem Halblei ^¬ terschalter bereitgestellt, wobei der Stromrichter zumindest eine oben beschriebene Schaltungsanordnung, insbesondere je eine Schaltungsanordnung für jeden Halbleiterschalter, zum Schalten des zumindest einen Halbleiterschalters aufweist. Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, mit einer elektrischen Maschine bereitgestellt, wobei die Antriebsvorrichtung einen Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für die elektrische Maschine umfasst, welcher zumindest einen Halbleiterschalter und zumindest eine oben beschriebene

Schaltungsanordnung zum Schalten des zumindest einen Halbleiterschalters aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben dargestellten Verfahrens sind, soweit im Übrigen auf die oben genannte Schaltungsanordnung, den oben genannten Stromrichter beziehungsweise die oben genannte Antriebsvorrichtung übertragbar, auch als vor- teilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung, des

Stromrichters, beziehungsweise der Antriebsvorrichtung anzu ^¬ sehen .

Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden

Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen sind nur die Komponenten beziehungsweise die Verfahrensschritte dar ^¬ gestellt, welche für die Beschreibung der Erfindung relevant sind. Je nach Ausgestaltung können die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen weitere in den Zeichnungen nicht dargestellten Komponenten oder Verfahrensschritte aufweisen. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Antriebsvor- richtung zur Erläuterung eines Stromrichters einschließlich sechs Schaltungsanordnungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Schaltungsdiagramm; Figur 2 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 3 ein Signaldiagramm zum Darstellen des Verfahrens gemäß der Ausführungsform der Erfindung.

Es sei zunächst auf Figur 1 verwiesen, in der eine Antriebs ^¬ vorrichtung AV mit einer elektrischen Maschine EM und einem Stromrichter SR vereinfacht und schematisch dargestellt ist. Diese Antriebsvorrichtung AV dient zum Antrieb eines in der Figur nicht dargestellten Elektro- oder Hybridfahrzeugs.

Die elektrische Maschine EM ist beispielsweise als eine Syn ^¬ chronmaschine ausgebildet und mit einer in der Figur nicht dargestellten Antriebswelle des Fahrzeugs zur Drehmoment ^¬ übertragung mechanisch gekoppelt und dient zum Vortrieb des Fahrzeugs .

Der Stromrichter SR dient zum Bereitstellen von Phasenströmen Ip für die elektrische Maschine EM und ist mit der elektrischen Maschine EM über drei Stromphasen PI, P2 und P3 elektrisch verbunden .

Der Stromrichter SR umfasst eine Dreifach-Halbbrückenschaltung DHS mit jeweils einem positivspannungsseitigen (auf Englisch „high-side") und einem negativspannungsseitigen (auf Englisch „low-side") Halbleiterschalter HS1 und HS2, HS3 und HS4, be ^¬ ziehungsweise HS5 und HS6 jeweils in einer Reihenschaltung. Die sechs Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3, HS4, HS5, HS 6 sind in dieser Ausführungsform als n-Kanal IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) ausgebildet und umfassen jeweils einen Kollektor-Anschluss als einen Eingangsstromanschluss EHS, einen Emitter-Anschluss als einen Ausgangsstromanschluss AHS und zwischen dem Eingangsstromanschluss EHS und dem Ausgangs- stromanschluss AHS eine Laststrecke zum Durchleiten eines Laststromes Io zu der elektrischen Maschine EM als Phasenstrom Ip. Die Halbleiterschalter HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS 6 weisen ferner jeweils einen Gate-Anschluss als einen Steueranschluss SHS auf, über den die jeweiligen Halbleiterschalter HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 angesteuert den Durchfluss des jeweiligen Laststroms Io durch die jeweilige Laststrecke ermöglichen oder sperren. (In Figur 1 sind der Eingangsstromanschluss EHS, der Ausgangs- stromanschluss AHS und der Steueranschluss SHS zur einfachen Beschreibung nur bei einem Halbleiterschalter HSl beispielhaft gezeigt . ) Zu j edem dieser sechs Halbleiterschalter HSl , HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 weist der Stromrichter SR jeweils eine Schaltungsanordnung SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 zur Steuerung des jeweiligen Halbleiterschalters HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS 6 auf, welche zueinander weitgehend gleiche Funktionen haben. Zur Verein- fachung der Beschreibung dieser Schaltungsanordnungen SA1, SA2 , SA3, SA4, SA5, SA6 wird daher nachfolgend lediglich eine dieser Schaltungsanordnungen SA1 beispielhaft detailliert beschrieben.

So wie die restlichen fünf Schaltungsanordnungen SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 umfasst die Schaltungsanordnung SA1 eine Halbbrü- ckentreiberstufe HB als Endstufe zum Ansteuern des Halblei ^¬ terschalters HSl, eine erste Vergleichseinheit VE1, eine zweite Vergleichseinheit VE2, eine Speichereinheit SE sowie eine Ansteuereinheit AE zum Ansteuern der Halbbrückentreiberstufe HB.

Die Schaltungsanordnung SA1 ist mit Ausnahme der Halbbrü ^¬ ckentreiberstufe HB in einem ASIC-Bauteil (ASIC: „Anwen ^¬ dungsspezifische Integrierte Schaltung") , also in einem in ^¬ tegrierten Schaltkreis, ausgebildet. Die Halbbrückentreiberstufe HB weist ihrerseits je einen ersten, negativspannungsseitigen Treiberschalter Tl und einen zweiten, positivspannungsseitigen Treiberschalter T2 in einer Reihenschaltung auf, wobei der Knotenpunkt zwischen den beiden Treiberschalter Tl und T2, der diese beiden Treiberschalter Tl und T2 elektrisch verbindet, mit dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl elektrisch verbunden ist. Dadurch wird der Halbleiterschalters HSl von diesen Treiberschaltern Tl und T2 der Halbbrückentreiberstufe HB gesteuert geschalten, also geöffnet und geschlossen.

Die beiden Treiberschalter Tl und T2 weisen jeweils einen Steueranschluss ST1 und ST2 auf und sind jeweils über diesen Steueranschluss ST1 beziehungsweise ST2 gesteuert ein- und ausschaltbar ausgebildet.

In dieser Ausführungsform ist der erste Treiberschalter Tl als n-Kanal Leistungs-MOSFET (Leistungsmetall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor) mit einem Gate-Anschluss als dem Steu- eranschluss ST1 und der zweite Treiberschalter T2 als p-Kanal Leistungs-MOSFET mit einem Gate-Anschluss als dem Steueranschluss ST2 ausgebildet.

Die erste Vergleichseinheit VEl weist einen ersten Eingangs- anschluss Ell und einen zweiten Eingangsanschluss E12 sowie einen Ausgangsanschluss All auf, und ist über den ersten Eingangs ^¬ anschluss Ell mit dem Eingangsstromanschluss EHS des Halb ^¬ leiterschalters HSl elektrisch verbunden. Über diesen ersten Eingangsanschluss Ell misst die erste Vergleichseinheit VEl das Spannungspotential an dem Eingangsstromanschluss EHS des

Halbleiterschalters HSl und ermittelt somit eine erste Spannung UE zwischen dem Eingangsstromanschluss EHS und dem Ausgangs- stromanschluss AHS des Halbleiterschalters HSl beziehungsweise die Kollektor-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HSl. Über den zweiten Eingangsanschluss E12 erhält die erste Ver- gleichseinheit VE1 eine erste Referenzspannung UE_TH von der Speichereinheit SE, und vergleicht die erste Spannung UE mit der ersten Referenzspannung UE_TH. Abhängig von dem Vergleichsergebnis gibt die erste Vergleichseinheit VE1 ein erstes Ausgangssignal AS11 mit entsprechenden Signalpegeln an dem Ausgangsanschluss All ab.

Die zweite Vergleichseinheit VE2 weist ebenfalls einen ersten Eingangsanschluss E21 und einen zweiten Eingangsanschluss E22 sowie einen Ausgangsanschluss A21 auf, und ist über den ersten Eingangsanschluss E21 mit dem Steueranschluss SHS des Halb ^¬ leiterschalters HS1 elektrisch verbunden. Über diesen ersten Eingangsanschluss E21 misst die zweite Vergleichseinheit VE2 das Spannungspotential an dem Steueranschluss SHS des Halblei- terschalters HS1 und ermittelt somit eine zweite Spannung US zwischen dem Steueranschluss SHS und dem Ausgangsstromanschluss AHS beziehungsweise die Gate-Emitter-Spannung des Halblei ^¬ terschalters HS1. Über den zweiten Eingangsanschluss E22 erhält die zweite Vergleichseinheit VE1 eine zweite Referenzspannung US_TH von der Speichereinheit SE und vergleicht die zweite Spannung US mit der zweiten Referenzspannung US_TH und gibt abhängig von dem Vergleichsergebnis ein zweites Ausgangssignal AS21 mit entsprechenden Signalpegeln an dem Ausgangsanschluss A21 ab.

Die Ansteuereinheit AE weist einen ersten Eingangsanschluss E31, einen zweiten Eingangsanschluss E32, einen dritten Eingangsanschluss E33 und einen vierten Eingangsanschluss E34, sowie einen ersten Ausgangsanschluss A31 und einen zweiten Aus- gangsanschluss A32 auf. Über den ersten Eingangsanschluss E31 ist die Ansteuereinheit AE mit dem Ausgangsanschluss All der ersten Vergleichseinheit VE1 elektrisch verbunden und erhält über diesen ersten Eingangsanschluss E31 das erste Ausgangssignal AS11 von der ersten Vergleichseinheit VE1. Über den zweiten Eingangsanschluss E32 ist die Ansteuereinheit AE mit dem Ausgangsanschluss A21 der zweiten Vergleichseinheit VE2 elektrisch verbunden und erhält über diesen zweiten Eingangsanschluss E32 das zweite Ausgangssignal AS21 von der zweiten Vergleichseinheit VE2. Über den dritten Eingangsanschluss E33 erhält die Ansteuereinheit AE von einem in der Figur nicht dargestellten Signalgenerator ein pulsweiten-moduliertes Steuersignal PWM zum Steuern des Halbleiterschalters HS1. Über den vierten Eingangsanschluss E34 ist die Ansteuereinheit AE mit einem Ausgangsanschluss A41 der Speichereinheit SE elektrisch verbunden und erhält über diesen vierten Eingangsanschluss E34 Stromwerte IAS10, IAS20, IAS30, IAS40 von der Speichereinheit SE, mit denen die Ansteuereinheit AE den Halbleiterschalter HS1 gesteuert schaltet. Über den ersten Ausgangsanschluss A31 ist die Ansteuereinheit AE mit dem Steueranschluss STl des ersten, negativspannungsseitigen Treiberschalters Tl elektrisch verbunden und schaltet diesen Treiberschalter Tl mittels eines ersten Ansteuersignais, welches die Ansteuereinheit AE über den ersten Ausgangsanschluss A31 in Form von einem Ansteuerstrom an dem Steueranschluss STl dieses Treiberschalters Tl einprägt oder in Form von einer Ansteuerspannung an dem Steueranschluss STl dieses Treiberschalters Tl anlegt. Analog ist die Ansteuer ^¬ einheit AE über den zweiten Ausgangsanschluss A32 mit dem Steueranschluss ST2 des zweiten, positivspannungsseitigen Treiberschalters T2 elektrisch verbunden und schaltet diesen Treiberschalter T2 mittels eines zweiten Steuersignals, welches die Ansteuereinheit AE über den zweiten Ausgangsanschluss A32 in Form von einem Ansteuerstrom an dem Steueranschluss ST2 dieses Treiberschalters T2 einprägt oder in Form von einer An- Steuerspannung an dem Steueranschluss ST2 dieses Treiberschalters T2 anlegt.

Die Speichereinheit SE dient zum Speichern und Bereitstellen von Spannungswerte der Referenzspannungen UE_TH, US_TH sowie Stromwerte IAS10, IAS20, IAS30, IAS40 zum gesteuerten Schalten der beiden Treiberschalter Tl und T2 und somit des Halbleiterschalters HS. Nachdem die beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung SA1 mithilfe von Figur 1 detailliert beschrieben wurde, sei nun mithilfe von Figuren 2 und 3 ein beispielhaftes Verfahren zum Schalten des Halbleiterschalters HSl mit der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung SA1 beschrieben. Dabei zeigen Figur 2 einen Ablauf des Verfahrens zum Schalten des Halb ^¬ leiterschalters HSl in einem Ablaufdiagramm und Figur 3 ent ^¬ sprechende Signal- und Parameteränderungen während eines Ausschaltvorgangs des Halbleiterschalters HSl in einem Sig ^¬ naldiagramm.

Während des Betriebs der Antriebsvorrichtung AV wird die elektrische Maschine EM von drei pulsweitenmodulierten Steu ^¬ ersignalen angesteuert, welche die sechs Halbleiterschalter HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS6 paarweise, also jeweils zwei Halb- leiterschalter HSl und HS2, HS3 und HS4, beziehungsweise HS5 und HS6 jeder der drei Halbbrückenschaltungen, phasenversetzt und flankengesteuert ein- und ausschalten beziehungsweise schließen und öffnen. Die Steuerungen der jeweiligen Halbleiterschalter HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS 6 durch diese Steuersignale erfolgen über die jeweiligen Schaltungsanordnungen SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 auf eine gleiche Weise. Deshalb wird das Verfahren zum Schalten der Halbleiterschalter HSl, HS2, HS3, HS4, HS5, HS 6 durch die jeweiligen Schaltungsanordnungen SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 nachfolgend beispielhaft mit dem ersten Halbleiter- Schalter HSl und der diesem zugeordneten Schaltungsanordnung SA1 beschrieben .

Während des Betriebs der Antriebsvorrichtung AV ermittelt die Ansteuereinheit AE der Schaltungsanordnung SA1 gemäß einem ersten Verfahrensschritt S100 aus dem pulsweitenmodulierten

Steuersignal PWM eine fallende oder steigende Signalflanke FSF, SSF. Ferner ermittelt beziehungsweise misst die erste Vergleichs ^¬ einheit VEl gemäß einem zweiten Verfahrensschritt S200 die erste Spannung UE an dem Eingangsstromanschluss EHS des Halblei ^¬ terschalters HSl bezogen auf dem Ausgangsstromanschluss AHS des Halbleiterschalters HSl. Die erste Vergleichseinheit VEl vergleicht die gemessene erste Spannung UE gemäß einem dritten Verfahrensschritt S210 mit der ersten Referenzspannung UE_TH, deren Spannungswert von der Speichereinheit SE bereitgestellt wird. Das Vergleichsergebnis stellt die erste Vergleichseinheit VEl dann anschließend als das erste Ausgangssignal AS11 der Ansteuereinheit AE bereit.

Analog ermittelt beziehungsweise misst die zweite Ver ^¬ gleichseinheit VE2 gemäß einem vierten Verfahrensschritt S300 die zweite Spannung US an dem Steueranschluss SHS des Halb ^¬ leiterschalters HSl bezogen auf dem Ausgangsstromanschluss AHS des Halbleiterschalters HSl. Die zweite Vergleichseinheit VE2 vergleicht die gemessene zweite Spannung US gemäß einem fünften Verfahrensschritt S310 mit der zweiten Referenzspannung US_TH, deren Spannungswert ebenfalls von der Speichereinheit SE be ^¬ reitgestellt wird. Das Vergleichsergebnis stellt die zweite Vergleichseinheit VE2 dann anschließend als das zweite Aus ^¬ gangssignal AS21 der Ansteuereinheit AE bereit. Abhängig von der ermittelten Signalflanke FSF, SSF des Steuersignals PWM, dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal AS11 und AS21 der ersten und der zweiten Vergleichseinheit VEl und VE2 steuert die Ansteuereinheit AE den ersten und den zweiten Treiberschalter Tl und T2 und folglich den Halbleiterschalter HSl.

Im Einzelnen erfolgt das gesteuerte Schalten des Halbleiterschalters HSl durch die Ansteuereinheit AE wie nachfolgend beschrieben .

Bei einem zunächst angenommenen geschlossenen statischen Anfangsschaltzustand des Halbleiterschalters HSl wird dieser von der Ansteuereinheit AE gesteuert in einem nachfolgend be ^¬ schriebenen Ausschaltvorgang in drei zeitlich aufeinander folgenden Schaltschritten, also in einem ersten Schaltschritt Sl, einem zweiten Schaltschritt S2 und einem dritten Schalt- schritt S3, schrittweise geöffnet beziehungsweise in den offenen statischen Schaltzustand gebracht. Dabei bilden der erste und der zweite Schaltschritt Sl und S2 die erste stromgesteuerte Schaltphase des Ausschaltvorgangs und der dritte Schaltschritt S3 die zweite spannungsgesteuerte Schaltphase des Ausschalt- Vorgangs des Halbleiterschalters HS1.

Liegt eine fallende Signalflanke FSF als eine erste Signalflanke des Steuersignals PWM vor, welche beispielsweise zum Ausschalten also zum Öffnen des Halbleiterschalters HS1 hindeutet, be- ziehungsweise erkennt die Ansteuereinheit AE eine fallende Signalflanke FSF bei dem Steuersignal PWM, so überprüft die Ansteuereinheit AE bei dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal ASll und AS21 der ersten und der zweiten Vergleichseinheit VEl und VE2, ob die jeweiligen Ausgangssignale ASll und AS12 be- ziehungsweise deren Signalpegel auf ein Unterschreiten der ersten Referenzspannung UE_TH durch die erste Spannung UE, und zugleich auf ein Überschreiten der zweiten Referenzspannung US_TH durch die zweite Spannung US hindeuten, also ob folgende beide Gleichungen gelten: UE<UE_TH und US>US_TH.

Ist es der Fall, so erzeugt die Ansteuereinheit AE gemäß einem sechsten Verfahrensschritt S410 aus dem ersten Stromwert IAS10 der Speichereinheit SE einen ersten konstanten Ansteuerstrom IAS1, und prägt diesen ersten Ansteuerstrom IAS1 an dem

Steueranschluss ST1 des ersten Treiberschalters Tl ein. Von diesem ersten Ansteuerstrom IAS1 angesteuert wird der erste Treiberschalter Tl in dem ersten Schaltschritt Sl eingeschaltet beziehungsweise geschlossen. Der erste Treiberschalter Tl verstärkt dabei den ersten Ansteuerstrom IAS1 zu einem ersten konstanten Gate-Strom IS1 (Siehe Figur 4), der nun in diesem ersten Schaltschritt Sl von dem Steueranschluss SHS des

Halbleiterschalters HSl abfließt. Dadurch bildet der erste Treiberschalter Tl eine Stromsenke zum Entladen der Ein- gangskapazität des Steueranschlusses SHS des Halbleiter ^¬ schalters HSl. Folglich entlädt der Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl und fällt die zweite Spannung US be ^¬ ziehungsweise die Gate-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HSl ab. Als Folge steigt die erste Spannung UE beziehungsweise die Kollektor-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HSl an und sinkt der Kollektor-Emitter-Strom IE ab. Der erste Treiberschalter Tl beziehungsweise der Halbleiterschalter HSl wird mit dem ersten Ansteuerstrom IAS1 in diesem ersten Schaltschritt Sl weiter stromgesteuert geschaltet, solange die erste Spannung UE die erste Referenzspannung UE_TH nicht überschreitet, also solange folgende Gleichung gilt: UE<UE_TH.

Die steigende erste Spannung UE wird weiterhin von der ersten Vergleichseinheit VE1 gemessen und mit der ersten Referenz- Spannung UE_TH verglichen. Sobald die erste Spannung UE die erste Referenzspannung UE_TH überschreitet, so ändert die erste Vergleichseinheit VE1 den Signalpegel des ersten Ausgangssignals ASll. Die Ansteuereinheit AE erkennt diese Pegeländerung bei dem ersten Ausgangssignal ASll und erzeugt darauffolgend gemäß einem siebten Verfahrensschritt S420 aus dem zweiten Stromwert IAS20 der Speichereinheit SE einen zweiten konstanten Ansteuerstrom IAS2, und prägt diesen zweiten Ansteuerstrom IAS2 an dem Steueranschluss ST1 des ersten Treiberschalters Tl ein. Von diesem zweiten Ansteuerstrom IAS2 angesteuert wird der erste Treiberschalter Tl in dem zweiten Schaltschritt S2 weiter eingeschaltet beziehungsweise geschlossen. Der erste Trei ^¬ berschalter Tl verstärkt dabei den zweiten Ansteuerstrom IAS2 zu einem zweiten konstanten Gate-Strom IS2 (Siehe Figur 4), der nun in diesem zweiten Schaltschritt S2 von dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl abfließt. Folglich entlädt der Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl weiter und fällt die zweite Spannung US des Halbleiterschalters HSl weiter ab. Als Folge steigt die erste Spannung UE des Halbleiterschalters HSl weiter an und sinkt der Kollektor-Emitter-Strom IE weiter ab. Der erste Treiberschalter Tl beziehungsweise der Halbleiterschalter HSl wird mit dem zweiten Ansteuerstrom IAS2 in diesem zweiten Schaltschritt S2 weiter stromgesteuert geschaltet, solange die zweite Spannung US die zweite Referenzspannung US_TH über- schreitet, also solange folgende Gleichung gilt: US>US_TH.

Dabei ist der zweite Stromwert IAS20 beziehungsweise der zweite Ansteuerstrom IAS2 so vorgegeben, dass dieser kleiner beziehungsweise niedriger ist als der erste Stromwert IAS10 be- ziehungsweise der erste Ansteuerstrom IAS1. Dadurch schaltet der erste Treiberschalter Tl schneller ein beziehungsweise der Halbleiterschalter HSl in dem ersten Schaltschritt Sl schneller aus als in dem zweiten Schaltschritt S2. Durch das schnelle Ausschalten des Halbleiterschalters HSl in dem ersten

Schaltschritt Sl wird die Schaltverlustenergie bei dem ersten Treiberschalter Tl und dem Halbleiterschalter HSl reduziert und auch die gesamte Schaltdauer verkürzt. Durch das anschließende langsame Einschalten des ersten Treiberschalters Tl und das langsame Ausschalten des Halbleiterschalters HSl mit dem niedrigeren zweiten Ansteuerstrom IS2 in dem anschließenden zweiten Schaltschritt S2 lassen sich die in diesem zweiten Schaltschritt S2 auftretenden Überspannungsspitzen bei der zweiten Spannung UE beziehungsweise der Kollektor-Emitter-Spannung auf einen für den Halbleiterschalter HSl ungefährlichen Spannungswert begrenzen.

Die fallende zweite Spannung US beziehungsweise die Ga ^¬ te-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HSl wird weiterhin von der zweiten Vergleichseinheit VE2 gemessen und mit der zweiten Referenzspannung US_TH verglichen. Sobald die zweite Spannung UE die zweite Referenzspannung US_TH unterschreitet, so ändert die zweite Vergleichseinheit VE2 den Signalpegel des zweiten Ausgangssignals AS21. Die Ansteuereinheit AE erkennt diese Pegeländerung bei dem zweiten Ausgangssignal AS21 und legt daraufhin gemäß einem achten Verfahrensschritt S430 den

Steueranschluss ST1 des ersten Treiberschalters Tl auf einer ersten vorbestimmten Ansteuerspannung UASl bezogen auf dem Spannungspotential an einem negativen Versorgungsspannungs- anschluss NA der Schaltungsanordnung SA1. Von dieser ersten Ansteuerspannung UASl gesteuert schaltet der erste Treiberschalter Tl nun in dem dritten Schaltschritt S3 vollständig ein. Folglich wird die zweite Spannung US beziehungsweise die Ga ^¬ te-Emitter-Spannung in kurzer Zeit scharf auf das Spannungs- potential an dem negativen Versorgungsspannungsanschluss NA gezogen und der Halbleiterschalter HS1 wird vollständig geöffnet beziehungsweise in einen offenen statischen Schaltzustand gebracht. Durch die schnelle Änderung der zweiten Spannung US wird die Schaltverlustenergie weiter reduziert und die gesamte Schaltdauer bei dem Halbleiterschalter HS1 weiter verkürzt.

Der erste Treiberschalter Tl wird anschließend mit der ersten Ansteuerspannung UASl weiter in diesem geschlossen Schaltzustand gehalten, bis eine nächste Signalflanke bei dem Steuersignal PWM erkannt wird. Solange der erste Treiberschalter Tl von der ersten Ansteuerspannung UASl in dem geschlossenen Schaltzustand gehalten wird, bleibt der Halbleiterschalter HS1 in dem offenen statischen Schaltzustand . In diesem Ausschaltvorgang des Halbleiterschalters HS1 wird der zweite Treiberschalter T2 in einem einfachen, dem Fachmann bekannten Schaltverfahren ström- und/oder spannungsgesteuert ausgeschaltet beziehungsweise in einen offenen Schaltzustand gebracht und gehalten. Von dem offenen Schaltzustand ausgehend wird der Halbleiterschalter HSl in einem nachfolgend beschriebenen Einschaltvorgang ebenfalls in drei Schaltschritten, also in einem ersten

Schaltschritt S4, einem zweiten Schaltschritt S5 und einem dritten Schaltschritt S6 schrittweise geschlossen, bezie ^¬ hungsweise in den geschlossenen statischen Schaltzustand gebracht. Dabei bilden der erste und der zweite Schaltschritt S4 und S5 die erste stromgesteuerte Schaltphase des Einschalt ^¬ vorgangs des Halbleiterschalters HSl und der dritte Schalt- schritt S6 die zweite spannungsgesteuerte Schaltphase des Einschaltvorgangs .

Liegt eine steigende Signalflanke SFF als eine zweite Sig ^¬ nalflanke des Steuersignals PWM vor, welche beispielsweise zum Einschalten also zum Schließen des Halbleiterschalters HSl hindeutet, beziehungsweise erkennt die Ansteuereinheit AE eine steigende Signalflanke SSF bei dem Steuersignal PWM, so überprüft sie bei dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal AS11 und AS21, ob die jeweiligen Ausgangssignale AS11 und AS12 beziehungsweise deren Signalpegel auf ein Überschreiten der ersten Referenzspannung UE_TH durch die erste Spannung UE, und zugleich auf ein Unterschreiten der zweiten Referenzspannung US_TH durch die zweite Spannung US hindeuten, also ob folgende beide Gleichungen gelten: UE>UE_TH und US<US_TH.

Wenn es der Fall ist, so erzeugt die Ansteuereinheit AE gemäß einem neunten Verfahrensschritt S440 einen dritten konstanten Ansteuerstrom IAS3 mit dem dritten Stromwert IAS30 der Spei ^¬ chereinheit SE und prägt diesen dritten Ansteuerstrom IAS3 über den zweiten Ausgangsanschluss A32 an dem Steueranschluss ST2 des zweiten Treiberschalters T2 ein. Von diesem dritten Ansteuerstrom IAS3 angesteuert wird der zweite Treiberschalter T2 in dem ersten Schaltschritt S4 eingeschaltet beziehungsweise geschlossen. Der zweite Treiberschalter T2 verstärkt dabei den dritten Ansteuerstrom IAS3 zu einem dritten konstanten Gate-Strom, der nun in diesem ersten Schaltschritt S4 zu dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HS1 fließt. Dadurch bildet der zweite Treiberschalter T2 eine Stromquelle zum Aufladen der Eingangskapazität des Steueranschlusses SHS des Halbleiterschalters HS1. Folglich lädt der Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HS1 auf und steigt die zweite Spannung US beziehungsweise die Gate-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HS1 an. Als Folge fällt die erste Spannung UE be- ziehungsweise die Kollektor-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HS1 ab und steigt der Kollektor-Emitter-Strom an. Der zweite Treiberschalter T2 beziehungsweise der Halbleiterschalter HS1 wird mit dem dritten Ansteuerstrom IAS3 in diesem ersten Schaltschritt S4 weiter stromgesteuert geschaltet, solange die zweite Spannung US die zweite Referenzspannung US_TH nicht überschreitet, also solange folgende Gleichung gilt: US<US_TH.

Die steigende zweite Spannung US wird weiterhin von der zweiten Vergleichseinheit VE2 gemessen und mit der zweiten Referenzspannung US_TH verglichen. Sobald die zweite Spannung US die zweite Referenzspannung US_TH überschreitet, so ändert die zweite Vergleichseinheit VE2 den Signalpegel des zweiten Ausgangssignals AS21. Die Ansteuereinheit AE erkennt diese Pegeländerung bei dem zweiten Ausgangssignal AS21 und erzeugt daraufhin gemäß einem zehnten Verfahrensschritt S450 einen vierten konstanten Ansteuerstrom IAS4 mit einem vierten

Stromwert IAS40 von der Speichereinheit SE, welcher dann über den zweiten Ausgangsanschluss A32 der Ansteuereinheit AE an dem Steueranschluss ST2 des zweiten Treiberschalters T2 eingeprägt wird. Von diesem vierten Ansteuerstrom IAS4 angesteuert wird der zweite Treiberschalter T2 in dem zweiten Schaltschritt S5 weiter eingeschaltet beziehungsweise geschlossen. Der zweite Trei ^¬ berschalter T2 verstärkt dabei den vierten Ansteuerstrom IAS4 zu einem vierten konstanten Gate-Strom, der nun in diesem zweiten Schaltschritt S5 zu dem Steueranschluss SHS des Halbleiter ^¬ schalters HSl fließt. Folglich lädt der Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl weiter auf und steigt die zweite Spannung US des Halbleiterschalters HSl weiter an. Als Folge fällt die erste Spannung UE des Halbleiterschalters HSl weiter ab und steigt der Kollektor-Emitter-Strom weiter an. Der zweite Treiberschalter T2 beziehungsweise der Halbleiterschalter HSl wird in diesem zweiten Schaltschritt S5 weiter mit dem vierten Ansteuerstrom IAS4 stromgesteuert geschaltet, solange die erste Spannung UE die erste Referenzspannung UE_TH überschreitet, also solange folgende Gleichung gilt: UE>UE_TH.

Dabei ist der vierte Stromwert IAS40 beziehungsweise der vierte Ansteuerstrom IAS4 so vorgegeben, dass dieser kleiner beziehungsweise niedriger ist als der dritte Stromwert IAS30 be ^¬ ziehungsweise der dritte Ansteuerstrom IAS3. Dadurch schaltet der zweite Treiberschalter T2 beziehungsweise der Halblei ^¬ terschalter HSl in dem ersten Schaltschritt S4 schneller ein als in dem zweiten Schaltschritt S5. Durch das schnelle Einschalten des zweiten Treiberschalters T2 und des Halbleiterschalters HSl in dem ersten Schaltschritt S4 werden die Schaltverluste bei dem zweiten Treiberschalter T2 und dem Halbleiterschalter HSl in diesem Schaltschritt gesenkt. Durch das anschließende langsame Einschalten des zweiten Treiberschalters T2 und des Halblei ^¬ terschalters HSl mit dem niedrigeren zweiten Ansteuerstrom IAS5 in dem anschließenden zweiten Schaltschritt S5 lässt sich die Stromänderungsgeschwindigkeit bei dem Kollektor-Emitter-Strom, also dem Strom von dem Eingangsstromanschluss EHS zu dem Ausgangsstromanschluss AHS des Halbleiterschalters HSl be ^¬ grenzen. Dadurch werden elektromagnetische Störungen reduziert beziehungsweise vermieden. Die fallende erste Spannung UE wird weiterhin von der ersten Vergleichseinheit VEl gemessen und mit der ersten Referenzspannung UE_TH verglichen. Sobald die erste Spannung US die erste Referenzspannung UE_TH unterschreitet, so ändert die erste Vergleichseinheit VEl den Signalpegel des ersten Ausgangssignals AS11. Die Ansteuereinheit AE erkennt diese Pegeländerung bei dem ersten Ausgangssignal AS11 und legt daraufhin gemäß einem elften Verfahrensschritt S460 eine zweite konstante Ansteuerspannung UAS2 an dem Steueranschluss ST2 des zweiten Treiberschalters T2 an (bezogen auf dem Spannungspotential an dem negativen Ver- sorgungsspannungsanschluss NA der Schaltungsanordnung SA1) . Von dieser zweiten Ansteuerspannung UAS2 gesteuert schaltet der zweite Treiberschalter T2 nun in dem dritten Schaltschritt S3 vollständig ein. Folglich wird die zweite Spannung US bezie- hungsweise die Gate-Emitter-Spannung in kurzer Zeit auf dem

Spannungswert der Betriebsspannung der elektrischen Maschine EM gezogen und der Halbleiterschalter HS1 wird vollständig geschlossen beziehungsweise in den geschlossenen statischen Schaltzustand gebracht.

Der zweite Treiberschalter T2 wird anschließend mit der zweiten Ansteuerspannung UAS2 weiter in diesem geschlossen Schaltzustand gehalten, bis eine nächste Signalflanke bei dem Steuersignal PWM erkannt wird. Solange der zweite Treiberschalter T2 von der zweiten Ansteuerspannung UAS2 in diesem geschlossenen

Schaltzustand gehalten wird, bleibt der Halbleiterschalter HS1 in dem geschlossenen statischen Schaltzustand . Durch die schnelle Änderung der zweiten Spannung US beziehungsweise der Gate-Emitter-Spannung des Halbleiterschalters HS1 werden die Schaltverluste weiter reduziert, und auch die gesamte

Schaltdauer bei dem Halbleiterschalter HS1 weiter verkürzt.

In diesem Einschaltvorgang des Halbleiterschalters HS1 wird der erste Treiberschalter Tl in einem einfachen, dem Fachmann bekannten Schaltvorgang ström- und/oder spannungsgesteuert ausgeschaltet beziehungsweise in einen offenen Schaltzustand gebracht und gehalten. Zusammengefasst erfolgt das ström- und spannungsgesteuerte Schalten des Halbleiterschalters HS1 somit so wie in der folgenden Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1