[发明专利]具有温度监测的开关元件及用于温度监测的方法

说明书

本发明涉及一种用于开关元件的、特别是用于具有双极的晶体管的模块的温度监测，所述晶体管具有绝缘的栅极。为此，绝缘栅双极晶体管‑模块的当前的运行参数被检测，并且基于该运行参数来确定在预先规定的位置处的开关元件的待要预期的温度。该待要预期的温度被与在该位置处所检测到的温度进行比较。如果实际的温度超过待要预期的温度，那么这是对于故障的一种指示。

本发明涉及一种具有温度监测的开关元件、一种具有这样的开关元件的驱动系统以及一种用于温度监测的方法。特别地，本发明涉及在具有绝缘栅双极晶体管-模块（IGBT-Modul）的开关元件中的温度监测。

背景技术

文献EP 1 724 561 A2公开了用于绝缘栅双极晶体管-模块的温度传感器。所述绝缘栅双极晶体管-模块在此具有孔，该孔被设置用于：将所述绝缘栅双极晶体管-模块固定在冷却体上。用于温度测量的传感器元件被放置在承载元件上，并且所述承载元件具有一种形状，以便将承载元件平面地安装在所述绝缘栅双极晶体管-模块上。

为了特别是在电动车或者混合动力车中电地驱动，三相电机通过逆变器被供给电能。在该逆变器中，在这种情况下特别地使用具有半导体开关元件的模块——例如具有绝缘栅极引线的双极的晶体管（IGBT）。因为单个晶体管的导电性能在这样的模块中受到限制，所以可以在绝缘栅双极晶体管-模块中并联地接通多个晶体管，以便提高导电性能。

此外，在电的驱动系统中通常设置了一种接通状态，在该接通状态时可以在安全的运行状态中将系统接通。这样的安全的运行状态例如是激活的短路，在该激活的短路时，已连接的电机的所有的相引线例如可以通过逆变器的开关元件电地相连接，也就是说能够被短路。在这样的激活的短路时，在这种情况下有时可能出现相对高的电流。借助于温度传感器可以在这种情况下监测所述绝缘栅双极晶体管-模块的温度。

本发明的公开内容

本发明公开了一种具有权利要求1的特征的开关元件、一种具有权利要求6的特征的驱动系统以及一种用于温度监测的具有权利要求8的特征的方法。

据此设置了：

具有温度监测的开关元件，具有绝缘栅双极晶体管-模块、第一温度传感器、第二温度传感器、电流传感器以及监测装置。所述绝缘栅双极晶体管-模块包括第一多个绝缘栅双极晶体管-芯片（IGBT-Chip）和第二多个绝缘栅双极晶体管-芯片。所述第一多个绝缘栅双极晶体管-芯片的集电极引线与绝缘栅双极晶体管-模块的第一引线电地耦联。第一多个绝缘栅双极晶体管-芯片的发射极引线与绝缘栅双极晶体管-模块的节点电地耦联。第二多个绝缘栅双极晶体管-芯片的集电极引线与绝缘栅双极晶体管-模块的节点电地耦联。第二多个绝缘栅双极晶体管-芯片的发射极引线与绝缘栅双极晶体管-模块的第二引线电地耦联。第一温度传感器被设计用于：检测在绝缘栅双极晶体管-模块的第一预先确定的位置处的芯片温度。第二温度传感器被设计用于：检测在绝缘栅双极晶体管-模块的环境中的环境温度。电流传感器被设计用于：检测在绝缘栅双极晶体管-模块的节点处流入到绝缘栅双极晶体管-模块中的电流。所述监测装置被设计用于：在使用通过电流传感器检测到的电流以及通过第二温度传感器所检测到的环境温度的情况下得出一种极限温度。此外，所述监测装置被设计用于：将所得出的极限温度与通过第一温度传感器所检测到的芯片温度进行比较。基于所述极限温度与所述芯片温度的比较，可以探测在绝缘栅双极晶体管-模块中的故障。

此外设置了：

具有电机并且具有带有根据本发明的开关元件的整流器的驱动系统，所述电机具有多个相引线。特别地，所述整流器可以对于所述电机的每个相引线都具有根据本发明的开关元件。

此外设置了：