[发明专利]用于确定功率半导体模块的老化的方法以及设备和电路装置

权利要求书

1.一种用于表征具有至少一个功率半导体元件(2)的功率半导体模块(1)的方法，具有步骤：

-在参考时间点确定功率半导体模块(1)的热模型(4)，参考时间点处于功率半导体模块(1)开始使用之前，其中，为了建立热模型(4)，确定功率半导体模块(1)的描述功率半导体模块(1)的热通路的热阻抗，

-根据功率半导体模块(1)的热模型(4)确定参考温度(T_j,zth)，

-在功率半导体模块(1)运行时在相对于参考时间点稍后的至少一个时间点测量功率半导体模块(1)的至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)，

-根据测量的功率半导体模块(1)的至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)确定功率半导体模块(1)的当前温度(T_j,tsep)，

-确定当前温度(T_j,tsep)和参考温度(T_j,zth)之间的温度差(ΔT)，以及

-根据所确定的温度差(ΔT)确定功率半导体模块(1)的老化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了建立热模型(4)，确定功率半导体模块(1)的损耗功率(P)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，为了建立热模型(4)，在功率半导体模块(1)运行时采集功率半导体模块(1)的散热体(3)的温度(T_c)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，表征具有IGBT作为至少一个功率半导体元件(2)的功率半导体模块(1)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，作为至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)，测量门限电压和/或米勒平台和/或导通延迟时间和/或关断延迟时间和/或最大电流上升速度(dI/dt|_max)和/或阻断延迟电荷和/或拖尾电流和/或导通过程期间的电压峰值(U_EE'max)和/或导通持续时间和/或关断持续时间。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定特征曲线(6)，借助其将至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)的每一个值与一个温度值相关联，其中，依据所测量的温度敏感的电气参数(TSEP)，将温度值中的一个确定为当前温度(T_j,tsep)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，为了确定特征曲线(6)，预先给定功率半导体模块(1)的温度值，将功率半导体模块(1)的温度调节为相应的预先给定的温度值，并且在预先给定的温度值下测量至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)的相应的值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，为了设置温度值，提供加热装置，借助其将功率半导体模块(1)的温度逐级地提高到相应的预先给定的温度值。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，用于建立特征曲线(6)的至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)的测量在相应的预先给定的温度值下借助双脉冲测量电路(10)进行。

10.一种用于在功率半导体模块运行(1)时表征功率半导体模块(1)的设备，具有：测量装置，用于测量功率半导体模块(1)的至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)；以及计算装置，用于在相对于处于功率半导体模块(1)开始使用之前的参考时间点的至少一个稍后的时间点，根据至少一个温度敏感的电气参数(TSEP)确定当前温度(T_j,tsep)，计算预先给定的参考温度(T_j,zth)和当前温度(T_j,tsep)之间的温度差(ΔT)，并且根据所确定的温度差(ΔT)确定功率半导体模块(1)的老化，其中，参考温度(T_j,zth)根据在参考时间点确定的热模型(4)确定，以及其中，热模型(4)根据功率半导体模块(1)的描述功率半导体模块(1)的热通路的热阻抗确定。