The present invention relates to a monitoring device and monitoring method. The invention discloses a semiconductor switching element (2, 32) of the monitoring device (1, 31), the switching element has a control input (3, 33), power input (4, 34) and power output (5, 35), the monitoring device for charge carriers (including the implementation of the 7) of the switching element (2, 32) of the control input (3, 33) of the charge carrier source charging (6, 36), and includes designed to detect from the switching element (2, 32) of the control input (3, 33) leakage of charge carriers (9) and when the charge carrier leakage (9) at a specified threshold (10) above is a warning signal measuring device (12) (8). The invention also discloses a corresponding monitoring method.
【技术实现步骤摘要】
监测装置和监测方法
本专利技术涉及一种用于半导体开关元件的监测装置和相应的监测方法。
技术介绍
下面将主要结合车辆中的车载电气系统来描述本专利技术。然而,应当理解,本专利技术可以用于必须开关电力消耗设备的任何应用中。诸如MOSFET之类的电子半导体开关元件越来越多地用作车辆中的车载电气系统中的机电继电器的替代物。半导体开关元件的优点在于开关寿命周期数量大、功率损耗较低、开关时间更短和开关无噪声。然而,MOSFET可能会出故障,从而失去切断电流的能力。根据所谓的沟槽技术构建了具有小于0.7mΩ的导通电阻(也称为漏极-源极导通电阻)的现有的40V的MOSFET,其替代了平面技术。与平面MOSFET相反,沟槽MOSFET具有垂直结构。它们具有较短的电流路径,并且电池较小。因此,与平面MOSFET相比,可以在基材上以更高的密度容纳更多的电池。因此,数以万计的电池可以在一个管芯上并联。MOSFET的基本功能是当在栅极(控制输入)和源极(功率输出)之间施加电压时,栅极上形成电荷,特定电池中的np通道变为导通。栅极与P和N基材之间绝缘。因此,栅极对P和N基材总是作为电容。现在,在电池过载的情况下,可能发生电池结构被破坏并且材料混合,导致失效或故障。当这种情况发生时,漏极(功率输入)和源极(功率输出)之间的阻挡层消失,并且栅极端子的绝缘被破坏。MOSFET则变得永久导通。结果,不能再断开特定的负载。US2006/0250188A1公开了放大器系统和用于放大器系统的功率输出场效应晶体管(FET)的完整性测试的测试电路和方法。其中描述了保护电路,其使过电压保护可用于放大器系统 ...
【技术保护点】
一种用于半导体开关元件(2、32)的监测装置(1、31),所述开关元件具有控制输入(3、33)、功率输入(4、34)和功率输出(5、35),所述监测装置包括构造成通过电荷载体(7)对所述开关元件(2、32)的控制输入(3、33)进行充电的电荷载体源(6、36),其中,所述电荷载体源(6、36)还构造成对控制输入(3、33)进行循环充电直到为控制输入(3、33)上的控制电压(14、39)预定的上阈值(17),并且构造成在每个充电程序之后中断电荷载体供给直到控制输入(3、33)的控制电压(14、39)达到下阈值(18),以及包括设计成检测来自所述开关元件(2、32)的控制输入(3、33)的电荷载体泄漏(9)并且当所述电荷载体泄漏(9)位于指定的阈值(10)以上时则发出警告信号(12)的测量装置(8)。
【技术特征摘要】
2016.05.18 DE 102016109137.51.一种用于半导体开关元件(2、32)的监测装置(1、31),所述开关元件具有控制输入(3、33)、功率输入(4、34)和功率输出(5、35),所述监测装置包括构造成通过电荷载体(7)对所述开关元件(2、32)的控制输入(3、33)进行充电的电荷载体源(6、36),其中,所述电荷载体源(6、36)还构造成对控制输入(3、33)进行循环充电直到为控制输入(3、33)上的控制电压(14、39)预定的上阈值(17),并且构造成在每个充电程序之后中断电荷载体供给直到控制输入(3、33)的控制电压(14、39)达到下阈值(18),以及包括设计成检测来自所述开关元件(2、32)的控制输入(3、33)的电荷载体泄漏(9)并且当所述电荷载体泄漏(9)位于指定的阈值(10)以上时则发出警告信号(12)的测量装置(8)。2.根据权利要求1所述的监测装置(1、31),包括实施为电压源的电荷载体源(6、36),或者实施为电流源的电荷载体源(6、36)。3.根据权利要求2所述的监测装置(1、31),包括阻塞装置(13、43),其配置成当电荷载体源(6、36)不工作时防止电荷载体从所述控制输入(3、33)移动到所述电荷载体源(6、36),并且当电荷载体源(6、36)工作时允许电荷载体从电荷载体源(6、36)移动到控制输入(3、33)。4.根据权利要求3所述的监测装置(1、31),包括设置为二极管形式并在通行方向布置在所述电荷载体源(6、36)和所述控制输入(3、33)之间的阻塞装置(13、43)。5.根据前述权利要求中任一项所述的监测装置(1、31),其中,所述测量装置(8)实施为检测所述控制输入(3、33)和所述功率输出(5、35)之间的控制电压(14、39),并且确定控制电压(14、39)从上阈值(17)下降到下阈值(18)所需的时间(15);其中,所述测量装置(8)配置成基于所检测的时间(15)来计算所述电荷载体泄漏(9)的绝对值。6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的监测装置(1、31),其中,所述测量装置(8)适于在测量周期的开始和结束时检测所述控制电压(14、39),其中测量周期具有指定的持续时间,其中,所述测量装置(8)适于基于在所述测量周期的开始和结束时检测到的控制电...
【专利技术属性】
技术研发人员:米夏埃尔·沃尔特贝格,
申请(专利权)人:利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司,
类型:发明
国别省市:德国,DE
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