本发明专利技术涉及一种用于确定功率电子装置（1）的温度的方法，所述功率电子装置具有至少一个换向电路（2）和通过换向电路（2）通电/可通电的负载（3），其中换向电路（2）包括第一半导体开关装置（4）和第二二极管（9），所述第一半导体开关装置具有第一半导体开关（5）和可选的第一二极管（6），其中第二二极管（9）和负载（3）彼此并联地与第一半导体开关（5）连接，其中随第一半导体开关（5）导通之后监控至少在第二二极管（9）中引起反向电流期间流过第二二极管（9）的电流的电流分布，并且其中根据电流分布确定第二二极管（9）的势垒层的温度。提出：根据电流分布求出流过换向电路（2）的电路电流的电流值一方和通过反向电流引起的电流极值{Imax）另一方之间的差，并且第二二极管（9）的势垒层的温度根据该差确定。据该差确定。据该差确定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定功率电子装置的温度的方法、设备、功率电子装置
[0001]本专利技术涉及一种用于确定功率电子装置的温度的方法，所述功率电子装置具有至少一个换向电路和通过换向电路通电/可通电的负载，其中换向电路包括第一半导体开关装置和第二二极管，所述第一半导体开关装置具有第一半导体开关和可选的第一二极管，其中第二二极管和负载彼此并联地与第一半导体开关连接，其中随第一半导体开关导通之后监控至少在第二二极管中引起反向电流期间流过第二二极管的电流的电流分布，并且其中根据电流分布确定第二二极管的势垒层的温度。
[0002]本专利技术还涉及一种用于执行开头提到的方法的设备。
[0003]本专利技术还涉及具有这种设备的功率电子装置。
技术介绍
[0004]在功率电子装置运行时，功率电子装置的功率半导体、例如功率半导体开关或二极管承受巨大的负载。为了保护功率半导体免于热过载，通常确定功率半导体或功率电子装置的温度并且功率电子装置根据所确定的温度来运行。
[0005]为了确定温度已知：将NTC温度传感器集成到功率电子装置中。还已知：求出功率电子装置的功率半导体的温度相关的电学半导体特性并且根据所求出的温度相关的电学半导体特性确定功率半导体的温度。例如，功率半导体的正向电压是这种温度相关的电学半导体特性。
[0006]从出版物“Online High
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Power p
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n Diode Junction Temperature Extraction With Reverse Recovery Fall Storage Charge在线高功率 p
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n 二极管结温提取与反向恢复下降存储电荷”，IEEE Trans. On Power Electronics，第2558
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2567页，2017年4月（Luo等人）得知一种用于确定开头提出类型的功率电子装置的温度的方法。在此，功率电子装置包括换向电路和通过换向电路通电/可通电的负载。换向电路具有第一半导体开关装置和第二二极管，所述第一半导体开关装置包括第一半导体开关和第一二极管。在此，第二二极管和负载彼此并联地与第一半导体开关连接。第一二极管的存在对于构成换向电路是可选的。第一半导体开关和第二二极管通过如下方式构成换向电路：即沿正向方向流过第二二极管的电流随第一半导体开关导通后换向到第一半导体开关上。这意味着：流过第二二极管的电流减小，并且流过第一半导体开关的电流同时增大，其中流过负载的负载电流保持恒定。据Luo等人，随第一半导体开关导通之后，在第二二极管中引起的反向电流期间监控流过第二二极管的电流的电流分布。在此，将反向电流可理解为相反于二极管、例如第二二极管的正向方向流过二极管的电流。反向电流通过如下方式产生：随沿二极管正向方向流动的电流，剩余载流子存在于二极管的空间电荷区中，并且这些载流子从空间电荷区中移除。据Luo等人，为了监控电流分布，在出现反向电流期间测量换向电路的寄生电感的对应于电流分布的电压，其中然后根据寄生电感的电压的电压分布的幅度确定第二二极管的势垒层的温度。
技术实现思路
[0007]具有权利要求1的特征的根据本专利技术的方法的优点在于：可靠地求出第二二极管的势垒层的温度。为此，根据本专利技术提出：根据电流分布求出流过换向电路的电路电流的电流值一方和通过反向电流引起的电流极值另一方之间的差，并且第二二极管的势垒层的温度根据该差确定。在此，将通过反向电流引起的电流极值可理解为在经过第二二极管的反向电流期间的电流分布的最大值或最小值。通常，电流极值表现为最小值，因为反向电流是与第二二极管的正向方向相反的电流。当然，根据在求出电流极值或电流分布时的处理方式，电流极值也可以表现为最大值。这基于：反向电流的电流极值或差与第二二极管的势垒层的温度相关，使得可以根据电流极值或差求出第二二极管的势垒层的温度。因此，反向电流的电流极值或差为温度相关的电学半导体特性。电路电流的电流值可理解为流过换向电路的至少一个元件的电流的电流值。电路电流的电流值优选地根据电流分布求出。优选地，为此，考虑在第二二极管中引起的反向电流出现之前或之后的电流分布。
[0008]根据一个优选的实施方式提出，根据对应于流过负载的负载电流的电流值的校正值来求出第二二极管的势垒层的温度。这基于：在第一半导体开关导通之前，有电流流过第二二极管，所述电流的电流值对应于流过负载的负载电流的电流值。此外基于：在第一半导体开关导通前流过第二二极管的电流的电流值或负载电流的电流值影响反向电流的电流极值。通过考虑校正值的形式的流过负载的负载电流的电流值，因此提高在确定第二二极管的势垒层的温度时的精度。
[0009]优选地，测量流过第二二极管的电流以监控电流分布。从中得到如下优点：直接提供电流分布。由此简化了第二二极管的势垒层的温度的评估或确定。优选地，直接且无电势地测量经过第二二极管的电流分布。例如借助于霍尔传感器、罗戈夫斯基传感器等测量电流分布。替选于此或除此之外，优选直接且结合电势地测量电流分布。为此，测量施加在电阻处的电压或所述电压的电压分布，并且借助于欧姆定律根据电压分布计算电流分布。因为为了求出电流分布仅须与校正系数相乘，所以在该情况下也基于：直接测量电流分布，其中所述校准系数与电阻的电阻值关联。
[0010]根据一个优选的实施方式提出：检测寄生电感的电压分布，并且根据检测到的电压分布求出电流分布。从中得到如下优点：该方法可技术上简单地执行。这基于：电压分布与电流分布的斜率相对应。因此，通过对寄生电感的电压分布进行积分可以求出电流分布。为此，优选使用以下等式（1.1），其中ΔV
SS
对应于寄生电感的电压值，L
par
对应于寄生电感的电感，并且I
D
对应于电流分布的电流值。
[0011]在这种情况下，电流极值于是通常表现为最大值。
[0012]优选地，监控在第二二极管中引起的反向电流出现之前的电流分布，其中根据在出现反向电流之前的电流分布求出流过换向电路的电路电流的电流值。优选地，将在反向电流出现之前或者在电流从第二二极管换向到第一半导体开关上之前出现的平台电流值求出作为电路电流的电流值。从中得到如下优点：可以根据所求出的差直接确定第二二极管的势垒层的温度。替选于此，将电流从第二二极管换向到第一半导体开关上期间的电流值求出作为电路电流的电流值。
[0013]根据一个优选的实施方式提出：监控在第二二极管中引起的反向电流出现之后的电流分布，其中根据电流分布求出在出现反向电流之后出现的平台电流值，其中反向电流的最大量根据差一方和平台电流值另一方求出，并且其中第二二极管的势垒层的温度根据反向电流的最大量确定。通过这种方式提高第二二极管的温度确定的精度。优选地，为了求出反向电流的最大量将平台电流值从差中减去。
[0014]优选地，根据施加在功率电子装置处的中间回路电压确定第二二极管的势垒层的温度。中间回路电压是通过与功率电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定功率电子装置（1）的温度的方法，所述功率电子装置具有至少一个换向电路（2）和通过所述换向电路（2）通电/可通电的负载（3），其中所述换向电路（2）包括第一半导体开关装置（4）和第二二极管（9），所述第一半导体开关装置具有第一半导体开关（5）和可选的第一二极管（6），其中所述第二二极管（9）和所述负载（3）彼此并联地与所述第一半导体开关（5）连接，其中随所述第一半导体开关（5）导通之后监控至少在所述第二二极管（9）中引起反向电流期间流过所述第二二极管（9）的电流的电流分布，并且其中根据所述电流分布确定所述第二二极管（9）的势垒层的温度，其特征在于，根据所述电流分布求出流过所述换向电路（2）的电路电流的电流值一方和通过所述反向电流引起的电流极值（Imax）另一方之间的差，并且所述第二二极管（9）的势垒层的温度根据所述差确定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对应于流过所述负载（3）的负载电流的电流值的校正值来求出所述第二二极管（9）的势垒层的温度。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量流过所述第二二极管（9）的电流以监控所述电流分布。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测寄生电感（16）的电压分布，并且根据检测到的电压分布求出所述电流分布。5.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，监控在所述第二二极管（9）中引起的反向电流出现之前的电流分布，其中根据在出现所述反向电流之前的电流分布求出流过所述换向电路（2）的电路电流的电流值。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，监控在所述第二二极管（9）中引起的反向电流出现之后的电流分布，其中根据所述电流分布求出在出现所述反向电流之后出现的平台电流值，其中所述反向电流的最大量（I
rr,max
）根据所述差一方和所述平台电流值另一方求出，其中所述第二二极管（9）的势垒层的温度根据所述反向电流的最大量（I
rr,max
）确定。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据施加在所述功率电子装置（1）处的中间回路电压确定所述第二二极管（9）的势垒层的温度。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一半导体开关（5）的导通持续时间确定所述第二二极...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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