CN113518926A - 用于监测功率模块的半导体的连接的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明：确定在脉宽调制的第一周期中半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间，在第二周期中半导体的导通状态期间测量向负载提供的电压，在第三周期中半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用各个半导体的导通，并且测量向负载提供的电压，确定在第二周期期间测量的电压与在第三周期期间测量的各个电压之间的差，根据差的值对差进行排序，检查所确定的顺序是否与存储在设备的存储器中的顺序相同，并且如果顺序改变，则确定一个半导体的一个连接劣化。

Description

用于监测功率模块的半导体的连接的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及一种监测功率模块的半导体的连接的方法和设备。

背景技术

功率模块由并联的多个半导体组成，以便在不制造大面积半导体的情况下在功率模块中实现更高的功率水平。焊线(wire bond)通常用作用于连接功率模块的半导体的电互连技术。焊线被认定为功率模块故障的主要原因。随着焊线因热机械疲劳而老化，焊线发生剥离，导致功率模块中电流的重新分布。然而，当剩余焊线被迫承载负载电流时，剩余焊线的温度增加，并且增加其自身的劣化率。于是，在该组并联半导体上剩余的最后的焊线可能经受非常高的电流密度，导致金属化部(metallization)熔化，并且可能在功率模块内引起灾难性的短路或完全开路。

针对焊线的状况监测通常利用以下事实：在半导体(例如，IGBT或MOSFET)导通期间，电阻随着焊线接触部的数量减少而增大。此外，由于金属化部还经历老化，半导体的导通状态电压可以与半导体的寿命终点正相关。

使用导通状态电压传感器作为功率模块中的焊线健康状态的指示器是有问题的。关键地，与具有用于承载负载电流的多条焊线的单个半导体相反，功率模块由各自具有多条焊线的数个半导体组成。单条焊线剥离对等效电路的测量导通状态电压具有显著更低的影响，测量导通状态电压显著受到每个单个半导体的温度和电流共享的影响。在这种情况下，由于来自并联半导体的电连接的屏蔽，可能不能测量单个半导体的老化状态。检测到的导通状态电压的增加不会传达关于半导体老化的信息，因此整个功率模块必须被视为存在严重故障的风险，并且应当予以更换。

发明内容

本发明旨在允许使用每半导体的缓冲器(其允许对每个半导体的单独控制，以便易于检测劣化状态)来有效地监测功率模块的半导体的连接，以识别哪个半导体已经显著老化，并且从操作中移除该半导体以继续功率模块的操作，而不增加严重短路的风险。

为此，本发明涉及一种用于监测功率模块的半导体的连接的设备，半导体并联连接并且根据脉宽调制向负载提供电压和电流，设备针对每个半导体包括驱动器，驱动器用于驱动半导体的栅极，以在脉宽调制的每个周期将半导体设置为导通状态或非导通状态，该设备的特征在于，半导体分为包括至少一个半导体的多个组，并且设备包括：

用于确定在脉宽调制的第一周期中半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间的装置，

用于在脉宽调制的第一周期中半导体的导通状态的持续时间高于预定值的情况下在脉宽调制的第二周期中半导体的导通状态期间测量半导体向负载提供的电压的装置，

用于在脉宽调制的第三周期中半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通，并且在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向负载提供的电压的装置，

用于确定在第二周期期间测量的电压与在第三周期期间测量的各个电压之间的差的装置，

用于根据差的值对差进行排序的装置，

用于检查所确定的顺序是否与存储在设备的存储器中的顺序相同的装置，

用于在所确定的顺序不同于存储在设备的存储器中的顺序的情况下确定具有至少一个半导体的一个组的一个半导体的连接劣化的装置。

本发明还涉及一种用于监测功率模块的半导体的连接的方法，该方法由控制器执行，半导体并联连接并且根据脉宽调制向负载提供电压和电流，控制器针对每个半导体包括驱动器，驱动器用于驱动半导体的栅极，以在脉宽调制的每个周期将半导体设置为导通状态或非导通状态，该方法的特征在于半导体分为包括至少一个半导体的多个组，并且在于该方法包括以下步骤：

确定在脉宽调制的第一周期中半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间，

如果在脉宽调制的第一周期中半导体的导通状态的持续时间高于预定值，则在脉宽调制的第二周期中半导体的导通状态期间测量由半导体向负载提供的电压，

在脉宽调制的第三周期中半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通，并且在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向负载提供的电压，

确定在第二周期期间测量的电压与在第三周期期间测量的各个电压之间的差，

根据差的值对差进行排序，

检查所确定的顺序是否与存储在设备的存储器中的顺序相同，

如果所确定的顺序不同于存储在设备的存储器中的顺序，则确定具有至少一个半导体的一个组的一个半导体的连接劣化。

因此，与功率模块的操作状态无关地检测半导体的劣化。

根据特定特征，该设备还包括用于在第三周期之后停用其中一个连接劣化的具有至少一个半导体的组的导通的装置。

因此，模数转换器所需的分辨率降低，并且监测系统的成本降低。

根据特定特征，该设备还包括用于通知连接的劣化的装置。

因此，出于维护目的，功率模块的健康状态可以传达给用户。

根据特定特征，预定持续时间等于第一周期的总持续时间的75％。

因此，测量电压由功率模块的连接电阻决定，从而降低了模数转换器的所需的灵敏度，并且降低了实现成本。

根据特定特征，该设备还包括：

用于检查在第二周期期间测量的电压是否高于预定电压值，以及在第二周期期间测量的电压是否高于预定电压值的装置，

用于禁用用于在脉宽调制的第三周期中半导体的导通状态的持续时间的所述一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通的装置以及用于在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向负载提供的电压的装置的装置。

因此，因为最大化了针对每个单独半导体的对连接电阻的灵敏度，模数转换器的灵敏度要求降低。

根据特定特征，预定电压值等于2.5伏。

因此，在一般的半导体设备中，该电压显著高于饱和电压，从而表明半导体传导大量负载电流，因此，最大化了电压对连接电阻的灵敏度。

根据特定特征，每一组包括至少两个半导体，并且该设备还包括：

用于在连接中的一个劣化的情况下确定在脉宽调制的第四周期中半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间的装置，

用于在连接中的一个劣化的情况下在脉宽调制的第四周期中半导体的导通状态的持续时间高于预定值时，在脉宽调制的第五周期中包括劣化的连接的组的半导体的导通状态期间，测量由半导体向负载提供的电压的装置，

用于在连接中的一个劣化的情况下在脉宽调制的第六周期中半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用包括劣化的连接的组的各个半导体的导通，并且用于在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向负载提供的电压的装置，

用于在连接中的一个劣化的情况下确定在第五周期期间测量的电压和在第六周期期间测量的各个电压之间的差的装置，

用于在连接中的一个劣化的情况下根据差的值对差进行排序的装置，

用于在连接中的一个劣化的情况下检查所确定的顺序是否与存储在设备的存储器中的顺序相同的装置，

用于在所确定的顺序不同于存储在设备的存储器中的顺序的情况下确定一个半导体的连接劣化的装置。

附图说明

通过阅读以下示例性实施方式的描述，本发明的特点将变得更加清楚，所述描述是参照附图给出的，在附图中：

图1示出由其连接通过本发明进行监测的多个半导体组成的功率模块的示例。

图2示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的系统的架构。

图3示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的控制器的架构的示例。

图4示出当使用脉宽调制来控制功率模块时由功率模块传递的负载电流的变化。

图5示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的不同脉宽调制信号的变化。

图6示出用于触发模数转换器以监测功率模块的半导体的连接的信号。

图7示出根据本发明的由控制器执行的算法。

图8示出根据本发明测量的测量电压差的示例。

图9A示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的图表。

图9B示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的图表。

具体实施方式

图1示出由多个半导体组成的功率模块的示例，通过本发明对所述多个半导体的连接进行监测。

功率模块PM包括并联连接的多个半导体S1至SN。半导体S1至SN到总线的连接的等效电阻和相应的总线电阻表示在图1中。

电阻RB1表示半导体S1的焊线的电阻，电阻RB2表示半导体S2的焊线的电阻，并且电阻RBN表示半导体SN的焊线的电阻。

电阻Rbu1表示半导体S1的总线的电阻，电阻Rbu2表示半导体S2的总线的电阻，并且电阻Rbun表示半导体SN的总线的电阻。

半导体S1至SN向图1中未示出的负载提供输出电压Vo和输出电流IL。

图2示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的系统的架构。

根据本发明的系统使用每半导体(per semiconductor)的栅极缓冲器(gatebuffer)、多输入/输出控制器Cont、感测施加到负载的电压Vo的导通状态电压传感器VC、模数转换器ADC，当模数转换器ADC由控制器Cont触发时，模数转换器ADC将电压Vo转换为Read信号。

导通状态电压传感器电路VC和模数转换器ADC能够测量导通状态电压Vo，例如在5V标度(scale)上至少具有10位分辨率，即，在5V满标度范围内具有4-8mV的有效电压分辨率。模数转换器ADC接收触发信号Trig以开始采样过程，该采样过程花费例如小于功率模块的最短热时间常数(通常为10-20us)的时间。

控制器Cont接收脉宽调制信号PWM，并且根据接收的脉宽调制信号产生由相应驱动器D1至DN驱动的选通信号(gate signal)。

所提出的方法利用前一部分中示出的组件来提高导通状态电压的测量灵敏度，并且通过隔离半导体来防止灾难性故障。因此，描述了与导通状态电压测量状态无关的温度，并且详细描述了用于在故障之后隔离一个半导体的手段。

为了高效和简单地实现，本发明旨在获得与半导体温度和提供给负载的电流无关的信息。

由半导体提供的导通状态电压可以表示为：

V_o(T_j，i_L，t)＝V_sat(T_j)+r_ce(T_j)·i_L(t)

其中，T_j是结温(junction temperature)，i_L是提供给负载的电流，t是时间，V_sat是半导体的饱和电压，并且r_ce是总线和半导体之间的电阻。

因此，导通状态电压取决于两个变量。这种相关性使得作为老化检测的手段的导通状态电压传感器的使用变得复杂。

这是因为导通状态电压对r_ce的变化的灵敏度小于导通状态电压对结温或负载电流的灵敏度，即，对于n＝1至N的半导体Sn，

或

其中，r_ce＝f(r_S，RBn,RBun)，其中，r_S是半导体的集电极至发射极电阻。

因此，通常需要结温和负载电流以准确地对寄生模块电阻中的劣化状态求解。

V_o(T_j，i_L，t)＝V_sat(T_j)+r_ce(T_j)·i_load(t)

在第一步骤中，本发明通过在标记为“p”的第一周期的持续时间中测量脉宽调制信号的输入占空比来固定结温和负载电流信息，以用于通过两个方式进行采样的目的，并且在最小时段(即，脉宽调制信号的切换频率的75％)之后，在下一个切换时段(在周期“p+1”)中对导通状态电压进行采样。

一旦对导通状态电压进行了采样，就将其与最小阈值(例如，2.5V)进行比较。如果导通状态电压高于最小阈值，则将其用作参考(即V_o(0))。在接下来的切换时段“p+2”中，相继地停用各个半导体，并且针对每次停用测量n＝1至N的导通状态电压Vo(n)。

以此方式，用于测量各个相继输出的电压的过程仅在最小占空比和输出电压阈值之后发生。虽然假设负载电流随时间变化，但是认为两个切换周期的平均值可以忽略。

由于热到电时间常数(thermal to electrical time constant)的差异，平均负载电流在两个切换周期内大致相同，结温也是如此。

例如，环境温度在分钟到小时的量级上变化，并且结到壳体的温度变化通常限于毫秒范围。因此，<T_j〉_p≈<T_j〉_p+1≈<T_j>_p+2。因此，在大致相同的平均负载电流和结温下进行Vo(n)的采样。

由于在大致相同的负载电流和温度下进行Vo(n)采样的各次采集，因此为了比较这些采样作为对劣化的测量，本发明通过使用测量ΔVo(n)＝Vo(n)-Vo(n0)并且在每次更新期间保存近似的数量级(order of magnitude)来去除对负载电流幅值和绝对温度的灵敏度。

通过正确地设置占空比的触发值，导通状态电压由r_ce上的电压降(即，损坏敏感值)决定，并且当半导体禁用时获得的各个相继导通状态电压差仅与负载电流成比例。由于结温从周期“p”至“p+2”大致恒定，因此饱和电压大致恒定(因为其仅取决于结温)。因此，ΔVo(n)∝IL(t)·r_ce(T_j)大致仅取决于负载电流。

因为ΔVo(n)∝IL(t)·r_ce(T_j)是两项的相对差，所以每个幅值ΔVo(n)的相对量级对于每个采样保持一致，而与负载电流或温度无关。假设单个等效r_ce值与当半导体Sn禁用时的电阻网络(resistive network)(即r_ce(T_j)_n)相关联，则负载电流的相对增加或减少将不会改变每个测量电压差的量级。

当功率模块中共有N个半导体时，

如果r_ce(T_j)_n>r_ce(T_j)_n-1>…>r_ce(T_j)_n-N。

因此，功率模块中针对每个禁用的半导体Sn的测量电压差的量级反映了功率模块中的基线电阻网络(baseline resistive network)。因此，随着功率模块老化并且经历由于焊线剥离而导致等效终端电阻的突然增加，相对量级改变，并且可以识别出故障半导体。可以基于电压差测量的量级的相对变化来确定故障半导体。

图3示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的控制器的架构的示例。

控制器Cont具有例如基于通过总线301连接在一起的组件以及由图7中公开的程序控制的处理器300的架构。

总线301将处理器300链接到只读存储器ROM 302、随机存取存储器RAM 303、输入输出接口305和报警模块306。

存储器303包含旨在接收与如图7中所公开的算法相关的程序的指令和变量。

只读存储器302包含与如图7中公开的算法相关的程序的指令，当控制器Cont通电时，指令被传输到随机存取存储器303。

下文参照图7描述的算法的任何和所有步骤可以通过由可编程计算机器(例如，个人计算机(PC)、数字信号处理器(DSP)或微控制器)执行一组指令或程序而以软件实现；或者可以通过机器或专用组件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))以硬件实现。

换句话说，控制器Cont包括电路或者包含电路的装置，使得控制器Cont执行下面参照图7描述的算法的步骤。

图4示出当使用脉宽调制来控制功率模块时由功率模块传递的负载电流的变化。

横轴表示以毫秒为单位的时间，纵轴表示负载电流IL的电流变化或脉宽调制信号PWM的电压变化。

在图4中，负载电流IL和信号PWM在周期“p”、“p+1”和“p+2”中示出。

图5示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的不同脉宽调制信号的变化。

横轴表示以毫秒为单位的时间，并且纵轴表示脉宽调制信号的电压变化。

在图5中，脉宽调制信号PW1至PWN在周期“p”、“p+1”和“p+2”中示出。在周期p+2中，各个半导体S1至SN的选通信号依次禁用。

图6示出用于触发模数转换器以监测功率模块的半导体的连接的信号。

横轴表示以毫秒为单位的时间，并且纵轴表示提供给模数转换器调制信号的Trig信号的电压变化。

在图6的示例中，标记为Trigref的信号是触发Vo(0)的测量的模数转换器信号，并且标记为Trigref的信号是触发Vo(1)至Vo(N)的测量的模数转换器信号。

图7示出根据本发明的由控制器执行的算法。

在由控制器Cont的处理器300执行算法的示例中公开图7的算法。

在步骤S700，算法开始。本算法例如根据功率模块的使用周期性地(例如每几天或每几个小时)执行。

在步骤S701，处理器300在第一周期p期间检查脉宽调制信号PWM的输入占空比DPWM是否至少等于给定持续时间Dmin，例如等于脉宽调制信号的切换频率(switchingfrequency)的75％。

如果脉宽调制信号PWM的输入占空比DPWM至少等于给定持续时间Dmin，则处理器300进行到步骤S702。否则，处理器300返回到步骤S701并且考虑新的第一脉宽调制周期p。

在步骤S702，处理器300命令触发模数转换器ADC以用于在同一切换周期(周期“p”)期间对导通状态电压进行采样。

一旦对导通状态电压进行了采样，则处理器300在步骤S703将采样的导通状态电压的值与例如等于2.5V的最小阈值Vo(min)进行比较。如果导通状态电压值高于最小阈值，则处理器300进行到步骤S704。否则，处理器300返回到步骤S701。

在下一步骤S704，处理器300命令触发模数转换器ADC，以用于在下一切换周期(周期“p+1”)中对导通状态电压进行采样。

在下一步骤S705，处理器300将导通状态电压值存储为Vo(0)。

在下一步骤S706，处理器300将变量n的值设置为等于1。

在下一步骤S707，处理器300等待对应于随后的切换周期“p+2”的脉宽调制信号PWM的上升沿。

在下一步骤S708，处理器300将信号PWn设置为空，即，停用半导体Sn的选通信号PWn。

在下一步骤S709，处理器300命令触发模数转换器ADC以用于对导通状态电压Vo(n)进行采样。

在下一步骤S710，处理器300存储值差ΔVo(n)＝Vo(n)-Vo(0)。

在下一步骤S711，处理器300激活信号PWn。

在下一步骤S712，处理器300检查变量n的值是否等于N。如果变量n的值等于N，则处理器300进行到步骤S714。否则，处理器300进行到步骤S713。

在步骤S713，处理器300将n的值递增1，并且返回到步骤S708。

在步骤S714，处理器300使用所存储的值差ΔVo(1)至ΔVo(N)从最高值到最低值对半导体S1至SN进行排序。

通常，基于数值量来确定排序，即

ΔVo(1)>ΔVo(2)>…ΔVo(n)

根据特定特征，引入α误差容限(a margin ofαerror)，即，

其中

是按照步骤S710的半导体的测量差。

这可以避免当差小于模数转换器的测量精度时排序连续改变。

在步骤S715，处理器300检查半导体S1至SN的排序是否与先前执行本算法时存储的排序相同。

如果半导体S1至SN的排序与先前执行本算法时存储的排序相同，则处理器300进行到步骤S716，存储该排序并且中断本算法。否则，处理器进行到步骤S717。

图8示出根据本发明测量的测量电压差的示例。

在图8的示例中，N＝6。电压值的差ΔVo(1)’至ΔVo(N)’对应于先前执行本算法时存储的值，并且电压值的差ΔVo(1)至ΔVo(N)对应于当前执行本算法时存储的值。

在图8的示例中，值ΔVo(1)、ΔVo(3)、ΔVo(4)、ΔVo(5)至ΔVo(6)高于值ΔVo(1)’、ΔVo(3)’、ΔVo(4)’、ΔVo(5)’至ΔVo(6)’。

值ΔVo(2)低于值ΔVo(2)’。这种差异是由于以下事实：在半导体S2的焊线中存在故障，导致在其它半导体中电流增加并且导致在半导体S2的焊线中电流减小。

由于值ΔVo(1)、ΔVo(3)、ΔVo(4)、ΔVo(5)至ΔVo(6)高于值ΔVo(1)’、ΔVo(3)’、ΔVo(4)’、ΔVo(5)’至ΔVo(6)’，即它们不遵循ΔVo(2)行为，这表示半导体S2的电阻值RB2已经增加。于是排序改变。

在此必须注意，提供给负载的电流增加+20％或提供给负载的电流减少10％对n＝1至N的每个ΔVo(n)的相对量级没有影响。因此，只要适当地定义占空比和采样电压限制，该方法就与负载电流和温度无关。

图9A和图9B示出根据本发明的用于监测功率模块的半导体的连接的图表。

图9A是示出先前迭代本算法时半导体的排序的图表。如图9A所示，半导体S1至S6的排序改变。半导体S2的排序从第二变为第五。

在步骤S717并且根据图8、图9A和图9B的示例，处理器300识别出半导体S2已经劣化并且禁止提供选通信号PW2。

在下一步骤S718，处理器300命令通过警报模块306产生警报信号并且中断本算法。

在此必须注意，已经在监测每个半导体的劣化的示例中公开了本发明。本申请也适用于半导体组。不是停用一个半导体，而是同时停用两个或更多个半导体。在这种情况下，本发明在第一阶段中对每组半导体的每个半导体进行排序，在第二阶段中对半导体组进行排序，在第三阶段依次停用半导体组，以识别多个半导体组中的一组半导体的一个半导体的劣化。一旦识别出包括劣化半导体的半导体组，本发明可以监测包括劣化半导体的半导体组的每个半导体，以在包括劣化半导体的半导体组的半导体当中识别出劣化半导体。

Claims (8)

1.一种用于监测功率模块的半导体的连接的设备，所述半导体并联连接并且根据脉宽调制向负载提供电压和电流，所述设备针对每个半导体包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述半导体的栅极，以便于在所述脉宽调制的每个周期将所述半导体设置为导通状态或非导通状态，所述设备的特征在于所述半导体被分为包括至少一个半导体的多个组，并且在于所述设备包括：

用于确定在所述脉宽调制的第一周期中所述半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间的装置，

用于在所述脉宽调制的所述第一周期中所述半导体的导通状态的持续时间高于预定值的情况下在所述脉宽调制的第二周期中所述半导体的导通状态期间测量由所述半导体向所述负载提供的电压的装置，

用于在所述脉宽调制的第三周期中所述半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通，并且用于在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向所述负载提供的电压的装置，

用于确定在所述第二周期期间测量的电压与在所述第三周期期间测量的各个电压之间的差的装置，

用于根据所述差的值对所述差进行排序的装置，

用于检查所确定的顺序是否与存储在所述设备的存储器中的顺序相同的装置，

用于在所确定的顺序不同于存储在所述设备的所述存储器中的顺序的情况下确定具有至少一个半导体的一个组的一个半导体的连接劣化的装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于在所述第三周期之后停用其中一个连接劣化的具有至少一个半导体的组的导通的装置。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于通知连接的劣化的装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述预定持续时间等于所述第一周期的总持续时间的75％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

用于检查在所述第二周期期间测量的电压是否高于预定电压值以及在所述第二周期期间测量的电压是否高于预定电压值的装置，

用于禁用用于在所述脉宽调制的所述第三周期中所述半导体的导通状态的持续时间的所述一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通的装置以及用于在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向所述负载提供的电压的装置的装置。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述预定电压值等于2.5伏。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于各个组包括至少两个半导体，并且在于所述设备还包括：

用于在连接中的一个劣化的情况下确定在所述脉宽调制的第四周期中所述半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间的装置，

用于在所述连接中的一个劣化的情况下在所述脉宽调制的所述第四周期中所述半导体的导通状态的持续时间高于预定值时在所述脉宽调制的第五周期中包括劣化的连接的组的半导体的导通状态期间测量由所述半导体向所述负载提供的电压的装置，

用于在所述连接中的一个劣化的情况下在所述脉宽调制的第六周期中所述半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用所述包括劣化的连接的组的各个半导体的导通，并且用于在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向所述负载提供的电压的装置，

用于在所述连接中的一个劣化的情况下确定在所述第五周期期间测量的电压和在所述第六周期期间测量的各个电压之间的差的装置，

用于在所述连接中的一个劣化的情况下根据所述差的值对所述差进行排序的装置，

用于在所述连接中的一个劣化的情况下检查所确定的顺序是否与存储在所述设备的存储器中的顺序相同的装置，

用于在所确定的顺序不同于存储在所述设备的所述存储器中的顺序的情况下确定一个半导体的连接劣化的装置。

8.一种用于监测功率模块的半导体的连接的方法，所述方法由控制器执行，所述半导体并联连接并且根据脉宽调制向负载提供电压和电流，所述控制器针对每个半导体包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述半导体的栅极，以便于在所述脉宽调制的每个周期将所述半导体设置为导通状态或非导通状态，所述方法的特征在于所述半导体分为包括至少一个半导体的多个组，并且在于所述方法包括以下步骤：

确定在所述脉宽调制的第一周期中所述半导体的导通状态的持续时间是否高于预定持续时间，

如果在所述脉宽调制的所述第一周期中所述半导体的导通状态的持续时间高于预定值，则在所述脉宽调制的第二周期中所述半导体的导通状态期间测量由所述半导体向所述负载提供的电压，

在所述脉宽调制的第三周期中所述半导体的导通状态的持续时间的一部分期间依次禁用具有至少一个半导体的各个组的导通，并且在每次禁用具有至少一个半导体的一个组的导通时测量向所述负载提供的电压，

确定在所述第二周期期间测量的电压与在所述第三周期期间测量的各个电压之间的差，

根据所述差的值对所述差进行排序，

检查所确定的顺序是否与存储在设备的存储器中的顺序相同，

如果所确定的顺序不同于存储在所述设备的所述存储器中的顺序，则确定具有至少一个半导体的一个组的一个半导体的连接劣化。

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