近性，并且經(jīng)常承受高負(fù)載變換負(fù)荷。然而本發(fā)明也不局限于變流器，更不用說(shuō)具有半電橋的變流器。本發(fā)明也能夠用于其他所采用的功率半導(dǎo)體。
[0078]接下來(lái)描述一些另外的具體的實(shí)例和可行性變體方案。例如足夠的是，對(duì)于調(diào)校特性曲線來(lái)說(shuō)采用兩個(gè)點(diǎn):一個(gè)為室溫(完全能夠沒(méi)有負(fù)載電流)并且一個(gè)為在唯一的例如5s長(zhǎng)的電流脈沖之后近似例如90°C。該電流脈沖的電流強(qiáng)度也能夠改變，并且不必是標(biāo)稱電流的100%或標(biāo)稱電流的50至100%。在這些情況下也能夠作為DC電流的替代利用交流電在以脈沖方式運(yùn)行半導(dǎo)體時(shí)進(jìn)行加熱。這具有的優(yōu)點(diǎn)為，在發(fā)動(dòng)機(jī)的通常的檢測(cè)中，能夠在檢測(cè)之后立刻測(cè)定特征曲線的上點(diǎn)。特征曲線的下點(diǎn)能夠隨后在冷卻后或者已經(jīng)在檢測(cè)前測(cè)定。特征曲線的測(cè)定因此能更好地集成到最后檢測(cè)中。
[0079]本發(fā)明也能專門用于以高壓電池供給的電運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車。相應(yīng)地，變流器在那里與中間電路電壓相對(duì)地接通，其在機(jī)動(dòng)車的情況下位于400V的范圍中。在用于風(fēng)力設(shè)備的變流器中，中間電路電壓部分地也為幾kV。變頻器的開關(guān)頻率在汽車和風(fēng)力設(shè)備中大多在kHz的范圍中。
[0080]在上述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中在功率半導(dǎo)體上始終接有按運(yùn)行預(yù)設(shè)的負(fù)載。因此例如在安裝的系列變頻器中，負(fù)載是發(fā)動(dòng)機(jī)(在汽車或工業(yè)驅(qū)動(dòng)中)或者發(fā)電機(jī)(在風(fēng)力設(shè)備中)。用于加熱用于Rth確定的功率半導(dǎo)體的電流能夠經(jīng)由電流源或網(wǎng)絡(luò)提供。處于安全原因通常要求的是，電機(jī)通常在測(cè)試時(shí)不運(yùn)動(dòng)。功率半導(dǎo)體或者變流器的驅(qū)控因此不得不相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)。
[0081]用于測(cè)定老化狀態(tài)的方法能夠由此優(yōu)化，即多次進(jìn)行測(cè)量。因此，必須例如在存在用于確定損失功率的負(fù)載電流時(shí)測(cè)量集電極-發(fā)射極-電壓Uce。因?yàn)樵摐y(cè)量對(duì)于測(cè)定連接抽頭是必須的，所以能夠由其獲得兩個(gè)信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于提供關(guān)于功率電子設(shè)備的半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的老化狀態(tài)的信息(Info)的方法，所述方法如下實(shí)現(xiàn) -在所述半導(dǎo)體元器件開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前: ο測(cè)定(S1)所述半導(dǎo)體元器件的溫度相對(duì)于在所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)上的電壓的特征曲線，并且 ο從所述半導(dǎo)體元器件的溫度上升和損失功率的商中測(cè)定(S2)所述半導(dǎo)體元器件的熱阻的參考阻值， -在所述半導(dǎo)體元器件開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后: ο測(cè)量(S3)在存在測(cè)量電流時(shí)在所述半導(dǎo)體元器件上的電壓，并且根據(jù)所述特征曲線從測(cè)量的電壓中確定參考溫度值， ο通過(guò)由損失功率引起的負(fù)載電流加熱(S4)所述半導(dǎo)體元器件，測(cè)量在加熱后在所述半導(dǎo)體元器件上存在所述測(cè)量電流時(shí)的當(dāng)前電壓，并且根據(jù)所述特征曲線從所述當(dāng)前電壓中確定當(dāng)前的溫度值， ο從在所述當(dāng)前的溫度值和所述參考溫度值之間測(cè)定的溫度上升中確定(S5)所述半導(dǎo)體元器件的當(dāng)前的熱阻值和所述損失功率， ο測(cè)定(S6)所述當(dāng)前的熱阻值和所述參考阻值之間的差，并且ο取決于所述差地發(fā)出(S7)關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件的所述老化狀態(tài)的所述信息(Info)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述溫度值代表所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的阻擋層的虛擬的溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述測(cè)量電流比所述負(fù)載電流小至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述負(fù)載電流是脈動(dòng)的。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)連接到電機(jī)上，并且以用于加熱所述半導(dǎo)體元器件的所述負(fù)載電流給所述電機(jī)通電，以使得所述電機(jī)基本上不運(yùn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述方法直接在開啟所述電機(jī)之前或者在關(guān)閉所述電機(jī)之后進(jìn)行。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)所述特征曲線在所述半導(dǎo)體元器件開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前的所述測(cè)定(S1)利用如同對(duì)所述半導(dǎo)體元器件上的所述電壓的所述測(cè)量(S3)和在所述半導(dǎo)體元器件開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后對(duì)所述半導(dǎo)體元器件的所述加熱(S4)的辦法實(shí)現(xiàn)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)是變流器(10)的一部分。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)是所述變流器(10)的多個(gè)半電橋中的一個(gè)的一部分，并且其中，所述半電橋串行地依次由冷卻劑流(11)冷卻，并且僅由所述冷卻劑流中最后的半電橋估測(cè)老化狀態(tài)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，取決于發(fā)出的所述信息(Info)地控制所述半導(dǎo)體元器件的功率。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，借助于關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的所述老化狀態(tài)的所述信息(Info)為應(yīng)用相關(guān)的用戶提供另外的據(jù)此所推導(dǎo)出的技術(shù)上的提示和/或由此開啟的處理選項(xiàng)、特別是用于所述用戶的使用行為的建議和/或警告。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為所述應(yīng)用相關(guān)的用戶所推導(dǎo)出的所述技術(shù)上的提示和由此開啟的所述處理選項(xiàng)借助于特別是存在于車輛中的信息系統(tǒng)和/或診斷系統(tǒng)視覺地和/或聽覺地和/或通過(guò)機(jī)械反饋來(lái)提供。13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的制造商和/或?yàn)榧闪税雽?dǎo)體元器件(IGBT1)的產(chǎn)品的制造商和/或?yàn)榫S修和維護(hù)服務(wù)提供商提供關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的所述老化狀態(tài)的所述信息(Info)，用于借助于所述維修和維護(hù)服務(wù)提供商的相應(yīng)的信息系統(tǒng)和/或診斷系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步加工和描述。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的所述老化狀態(tài)的所述信息同時(shí)刻地傳輸給所述應(yīng)用相關(guān)的用戶和/或相應(yīng)的制造商和/或所選擇的維修和維護(hù)服務(wù)提供商。15.一種用于電機(jī)的功率半導(dǎo)體裝置，具有 -功率電子設(shè)備的半導(dǎo)體元器件(IGBT1)， -存儲(chǔ)裝置，在所述存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)了 ο所述半導(dǎo)體元器件的溫度相對(duì)于在所述半導(dǎo)體元器件上的電壓的特征曲線以及ο來(lái)自所述半導(dǎo)體元器件的溫度上升和損失功率的商的所述半導(dǎo)體元器件的熱阻的參考阻值，和 -測(cè)量裝置，以用于執(zhí)行下述步驟: Ο測(cè)量(S3)在存在測(cè)量電流時(shí)在所述半導(dǎo)體元器件上的電壓，并且根據(jù)所述特征曲線從測(cè)量的電壓中確定參考溫度值， ο通過(guò)由損失功率引起的負(fù)載電流加熱(S4)所述半導(dǎo)體元器件，測(cè)量在加熱后在所述半導(dǎo)體元器件上存在所述測(cè)量電流時(shí)的當(dāng)前電壓，并且根據(jù)所述特征曲線從所述當(dāng)前電壓中確定當(dāng)前的溫度值， ο從在所述當(dāng)前的溫度值和所述參考溫度值之間測(cè)定的溫度上升中確定(S5)所述半導(dǎo)體元器件的當(dāng)前的熱阻值和所述損失功率， ο測(cè)定(S6)當(dāng)前的所述熱阻值和所述參考阻值之間的差，并且 ο取決于所述差地發(fā)出(S7)關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件的老化狀態(tài)的信息(Info)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率半導(dǎo)體裝置，其中，設(shè)置用于集成的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)借助于合適的通信連接傳輸關(guān)于所述半導(dǎo)體元器件(IGBT1)的所述老化狀態(tài)的所述信息。17.根據(jù)權(quán)利要求15或16中任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體裝置，所述功率半導(dǎo)體裝置集成到機(jī)動(dòng)車、光電池設(shè)備或者風(fēng)輪中。
【專利摘要】對(duì)于具體的功率半導(dǎo)體能可靠地確定老化狀態(tài)。對(duì)此在半導(dǎo)體元器件(IGBT？1)開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前測(cè)定溫度電壓特征曲線(S1)和半導(dǎo)體元器件的熱阻的參考阻值(S2)。在開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后為了確定當(dāng)前的熱阻值(S5)而確定半導(dǎo)體元器件在其加熱時(shí)的溫度上升(S3，S4)。隨后測(cè)定當(dāng)前的熱阻值和參考阻值之間的差(S6)，并且取決于此地給出關(guān)于老化狀態(tài)的信息(S7)。
【IPC分類】G01R31/26
【公開號(hào)】CN105431745
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480033683
【發(fā)明人】馬爾科·博爾拉恩德爾
【申請(qǐng)人】西門子公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2014年6月5日
【公告號(hào)】DE102013211038B3, EP2989474A1, WO2014198617A1