用于确定至少一个电子开关元件的温度的方法和电子组件技术

本发明专利技术涉及一种用于借助温度测量电路确定至少一个电子开关元件(16)的温度的方法。首先，阻断电子模块(12)的第一电子开关元件(14)并且导通电子模块(12)的第二电子开关元件(16)。然后，将电压测量单元(20)与电子模块(12)耦联并且测量第二电子开关元件(16)上的电压降。另外，确定流过第二电子开关元件(16)的电流的电流强度并且通过考虑测量的电压降和确定的电流强度确定第二电子开关元件(16)的温度。此外，还描述了一种用于确定至少一个电子开关元件(16)的温度的电子组件(10)。

Method and electronic components for determining the temperature of at least one electronic switch element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定至少一个电子开关元件的温度的方法和电子组件
本专利技术涉及一种用于确定至少一个电子开关元件的温度的方法以及一种用于确定至少一个电子开关元件的温度的电子组件。
技术介绍
在电路或电子组件中使用的电子开关元件在运行期间发生电功率方面的开关损耗和欧姆损耗。这些损耗转换为热量，使得电子开关元件的温度升高。在高负载和/或快速切换的电子开关元件中监控温度尤为重要，因为过高的温度会影响或损伤开关元件。在最坏的情况下甚至可发生相应开关元件的失效。在用于测量电子开关元件的温度的常见方法中，在电子开关元件附近安装温度相关电阻器。为了确定电子开关元件的温度，确定温度相关电阻器的欧姆电阻，由欧姆电阻可导出电子开关元件的温度。但以这种方式不能在对于功能至关重要的内部区域、而只能在该区域之外测量电子开关元件的温度。由于在电子开关元件的内部区域和外部区域之间可能存在大的温差，因而温度测量结果可能仅具有有限的效力。特别是在设置用于电路或电子组件、尤其是电子开关元件的冷却器时是这种情况。开关元件于是受到外部区域中的冷却器冷却，而开关元件的内部区域则可能存在更高的温度。在这种情况下，在通过单独构造的温度相关电阻器的测量中确定的温度要低于实际存在于开关元件内部区域中的温度，因为单独构造的温度相关电阻器也受到冷却器冷却。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种方法和组件，借助该方法或组件可更精确地确定电子开关元件的温度。所述任务根据本专利技术通过一种用于借助温度测量电路确定至少一个电子开关元件的温度的方法来解决，所述温度测量电路包括至少一个具有第一电子开关元件和第二电子开关元件的电子模块，所述电子开关元件被构造成，使得它们在第一开关状态中阻断一个方向上的电流，所述方法包括下述步骤：a)阻断第一电子开关元件并且导通第二电子开关元件，b)将电压测量单元与电子模块耦联，c)测量第二电子开关元件上的电压降，d)确定流过第二电子开关元件的电流的电流强度，并且e)通过考虑测量的电压降和确定的电流强度来确定第二电子开关元件的温度。在上述步骤c)期间，在第二电子开关元件上仅产生小的电压降。尤其是这样设计电压测量单元，使得其以希望的精度分辨第二电子开关元件上的电压降。当在步骤a)中通过阻断第一电子开关元件使第二电子开关元件与中间电路电压分离之后，电压测量单元才与电子模块耦联。因此电压测量单元无需按照中间电路电压的数量级设计，从而只需能足够精确地测量第二电子开关元件上的电压降。根据一个方面，设置电子开关单元，该电子开关单元被构造成，使得电子开关单元在第一开关状态中阻断一个方向上的电流，其中，导通该电子开关单元，以便连接电压测量单元与电子模块。以这种方式电压测量单元可特别简单地、尤其是通过电控制脉冲与电子模块方式耦联。此外，通过电子开关单元确保电压测量单元可快速地与电子模块分离，从而可保护电压测量单元免受过大电压、如中间电路电压。另一方面规定，所述两个电子开关元件中的至少一个和/或所述开关单元、尤其是所述两个电子开关元件和开关单元由控制装置来控制。由此可自动且以高精度控制切换步骤。尤其是可使各个部件的切换步骤彼此协调。根据本专利技术的一个方面，在步骤d)之后，在阻断第二电子模块并且导通第一电子开关元件之前，分离电压测量单元与电子模块。因此在中间电路电压施加到电压测量单元之前，将电压测量单元与电子模块分离。这种数量级的电压可能会损伤或在最坏的情况下损坏电压测量单元。在步骤d)之后，可在分离电压测量单元与电子模块之前设置至少另一中间步骤。根据本专利技术的另一个方面规定，由测量的电压降和确定的电流强度确定第一电子开关元件的电阻值，电阻值尤其是用于确定第二电子开关元件的温度。由此可与现有技术相反确定待检查电子开关元件的实际温度。尤其是基于函数关系确定温度或从值表获取温度。由此可由确定的电阻以及确定的电流强度或测量的电压直接导出温度。电子开关单元可具有场效应晶体管、尤其是MOSFET、如SiCMOSFET。由于电子开关单元必须非常精确且快速地切换，因而非常快速切换的MOSFET通常特别适合于此。根据本专利技术的一个方面，通过测量流过负载、尤其是扼流圈的电流来确定流过第二电子开关元件的电流的电流强度。由于在电子模块的传统应用中本就需要测量该电流强度，因此不产生额外的电流测量耗费。此外，所述任务根据本专利技术通过一种用于确定至少一个电子开关元件的温度的电子组件来解决，所述电子组件包括至少一个具有第一电子开关元件和第二电子开关元件的电子模块，设置电子开关单元，所述电子开关单元在第一开关状态中阻断并且在第二开关状态中导通，以便使电压测量单元这样与电子模块耦联，使得电压测量单元测量第二电子开关元件上的电压，设置电流测量单元，所述电流测量单元构造用于测量流过第二电子开关元件的电流的电流强度，并且设置控制和评估单元，所述控制和评估单元构造用于处理测量的电压以及测量的电流强度，以便确定第二电子开关元件的温度。通过电子组件的这种结构可在电子模块运行期间确定第二电子开关元件的实际温度而不中断运行。因此无需通过为此单独设置的构件来推导待检查电子开关元件的温度。电子组件尤其是构造用于实施上述方法。本专利技术的另一方面规定，所述电子开关单元通过电线与电子模块耦联，该电线在第一电子开关元件和第二电子开关元件之间从电子模块分支出。由此电压测量单元可测量第二电子开关元件上的电压降。附图说明本专利技术的其它优点和特征由下述说明和参考附图给出。附图如下：图1示出根据本专利技术的电子组件的电路图；图2示出根据图1的电子组件的第二电子开关元件上的漏源电压的时间曲线；和图3示出根据图1的电子组件的第二电子开关元件的特性曲线族。具体实施方式下面借助图1说明用于确定至少一个电子开关元件的温度的电子组件10的结构。图1示出电子组件10的电路图，其包括用于电子开关元件的温度测量电路。电子组件10包括具有第一电子开关元件14和第二电子开关元件16的电子模块12。电子组件10还包括电子开关单元18，通过该电子开关单元可将电压测量单元20与电子模块12耦联。电子开关单元18通过电线18L与电子模块12连接。电线18L从第一电子开关元件14和第二电子开关元件16之间分支出。在所示实施方式中，电子开关单元18具有电子开关元件21，其构造为MOSFET、更确切地说是常态阻断n沟道MOSFET、尤其是SiCMOSFET。此外，设置电流测量单元22，其构造用于确定流过第二电子开关元件16的电流的电流强度。电压测量单元20和电流测量单元22可分别包括模数转换器，以便将模拟输入信号数字化。此外，在所示实施方式中，电感元件24、尤其是扼流圈与电流测量单元22串联连接。电子开关元件14、16例如构造为MOSFET，更确切地说是常态阻断n沟道MOSFET、尤其是SiCMOSFET。第一(高侧)电子开关元件14的漏极端子14D与直流电源26的正极连接。另外，第二(低侧)电子开关元件16的源极端子16S与直流电源26的负极连接。此外，设置控制和评估单元28，其通过未详细示出的电线控制两个电子开关元件14、16以及电子开关单元18。另外，控制和评估单元28通过在此未示出的导线接收电压测量单元20和电流测量单元22的测量结果，以便如下面还将解释地相应评估它们。为清楚起见，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助温度测量电路确定至少一个电子开关元件(16)的温度的方法，所述温度测量电路包括至少一个具有第一电子开关元件(14)和第二电子开关元件(16)的电子模块(12)，所述电子开关元件(14、16)构造成，使得电子开关元件在第一开关状态中阻断一个方向上的电流，所述方法包括下述步骤：a)阻断第一电子开关元件(14)并且导通第二电子开关元件(16)，b)将电压测量单元(20)与电子模块(12)耦联，c)测量第二电子开关元件(16)上的电压降，d)确定流过第二电子开关元件(16)的电流的电流强度，并且e)通过考虑测量的电压降和确定的电流强度确定第二电子开关元件(16)的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.03 DE 102017205625.81.一种用于借助温度测量电路确定至少一个电子开关元件(16)的温度的方法，所述温度测量电路包括至少一个具有第一电子开关元件(14)和第二电子开关元件(16)的电子模块(12)，所述电子开关元件(14、16)构造成，使得电子开关元件在第一开关状态中阻断一个方向上的电流，所述方法包括下述步骤：a)阻断第一电子开关元件(14)并且导通第二电子开关元件(16)，b)将电压测量单元(20)与电子模块(12)耦联，c)测量第二电子开关元件(16)上的电压降，d)确定流过第二电子开关元件(16)的电流的电流强度，并且e)通过考虑测量的电压降和确定的电流强度确定第二电子开关元件(16)的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置电子开关单元(18)，该电子开关单元构造成，使得电子开关单元在第一开关状态中阻断一个方向上的电流，其中，导通该电子开关单元(18)，以便连接电压测量单元(20)与电子模块(12)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个电子开关元件(14、16)中的至少一个和/或所述开关单元(18)、尤其是所述两个电子开关元件(14、16)和开关单元(18)由控制装置(28)来控制。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)之后，在阻断第二电子开关元件(16)并且导通第一电子开关元件(14)之前，分离电压测量单元(20)与电子模块。5.根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·韦尔夫尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE