[发明专利]确定电气或电子系统的特征温度

说明书

一种用于确定电气或电子系统的特征温度(T_j)的方法包括在操作期间测量所述系统的特征参数，并且基于热模型(M_th)和测量的参数的第一子集来估计温度(T_j)。基于TSEP模型(M_TSEP)和估计的特征温度(T_j)来预测TSEP的第一值(V1)。基于测量的参数的第二子集来确定TSEP的第二值(V2)。比较第一值和第二值(V1、V2)，并且基于比较的结果来适配模型(M_TSEP、M_th)。

本发明涉及一种用于确定电气或电子系统的特征温度的方法以及一种电气或电子系统。

在电气或电子系统或装置中，由于特定的特征温度对例如可靠性、寿命或劣化率的影响，因而特征温度会引起特别的关注。在某些情况下，超过一定绝对限制的特征温度也会导致装置或系统的破坏。因此，在系统或装置的操作期间确定或监视特征温度可能是至关重要的或者至少是期望的。

然而，在许多情况下，例如，由于恶劣的环境，直接测量关注的特征温度可能不切实际或不可行。特别地，功率半导体装置的结温可能是这种情况，因为在操作期间它们通常是“带电”的且处于高噪声环境中。其它示例包括功率变压器或电抗器的绕组温度或者有载分接开关内的特征温度，例如电阻温度。

间接估计这种特征温度的现有方法需要对每个单独的系统或装置进行事先校准，这在工业应用中是不切实际的，尤其是在半导体装置的情况下实际上是不可能的。其它方法需要特定的实验室设置或者系统或装置的专用操作模式，在某些情况下还需要特定的兼容负载。

因此，本发明的目的是提供一种用于确定电气或电子系统的特征温度的改进构思，其可以在系统或装置的正常操作期间执行且不需要在操作之前进行校准。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实施方式和实施例是从属权利要求的主题。

改进构思基于以下思想：通过基于系统的热模型来估计特征温度，并且基于TSEP模型和热模型的输出预测系统的温度敏感电气参数TSEP的第一值，来实现系统的自动校准或自校准。将第一值与基于测量的TSEP的第二值进行比较。然后，适配热模型和/或TSEP模型以将TSEP的这两个值匹配。

根据改进构思，提供了一种用于确定电气或电子系统的特征温度的方法。该方法包括在系统操作期间测量系统的一个或多个特征参数，尤其是电气参数和/或热参数和/或温度，并且基于系统的热模型和测量的参数的第一子集来估计系统的特征温度。然后，基于TSEP模型和估计的特征温度来预测TSEP的第一值。基于测量的参数的第二子集来确定TSEP的第二值。然后，比较TSEP的第一值与TSEP的第二值，并且基于比较结果来适配热模型和/或TSEP模型。

第一子集和第二子集可以分别包含一个或多个参数。这些子集可以重叠或不相交。可替换地，这些子集可以相同，尤其是可以相同且分别仅包含一个参数。

TSEP模型可以是预定模型。热模型也是如此。热模型可以包含用于确定系统的热阻抗的模型。热模型可以例如基于或包括有限元方法、降阶模型、热电阻-电容网络模型。特别地，降阶模型或热电阻-电容网络模型可以被拟合为有限元模型。

在操作期间执行该方法(尤其是测量)，意指在系统预期的正常或生产操作期间执行该方法。特别地，在系统或装置的生产期间，既不必在测试环境中执行，也不必在操作的专用校准模式中执行。

在一些实施方式中，该方法包括例如在系统的初始操作(尤其是初始正常操作)之前，通过训练序列来运行电气或电子系统或其一部分。根据改进构思，训练序列可以提高自动校准的收敛性。

TSEP是系统的TSEP，尤其是包括在所述系统中的电气或电子装置的TSEP。

例如，适配TSEP模型可以意指适配用于基于特征温度来预测TSEP的参数，例如拟合参数或回归参数。

例如，适配热模型可以意指适配用于确定热阻抗的参数。