DE102008053064B3 - Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value - Google Patents
Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008053064B3 DE102008053064B3 DE200810053064 DE102008053064A DE102008053064B3 DE 102008053064 B3 DE102008053064 B3 DE 102008053064B3 DE 200810053064 DE200810053064 DE 200810053064 DE 102008053064 A DE102008053064 A DE 102008053064A DE 102008053064 B3 DE102008053064 B3 DE 102008053064B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- reference value
- determined
- time
- derivative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
- G01K3/08—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values
- G01K3/10—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values in respect of time, e.g. reacting only to a quick change of temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
- G01K7/425—Thermal management of integrated systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturüberwachung, bei dem eine zeitliche Ableitung der Temperatur ermittelt wird.The The invention relates to a method for temperature monitoring, in which a temporal Derivation of the temperature is determined.
Die übliche Temperaturüberwachung (Überwachung auf eine Referenztemperatur) von elektrischen Bauelementen in elektrischen Geräten, ist problematisch. Die Temperatursensoren können meist nicht genau an den Stellen angebracht werden, an welchen die Temperatur zu überwachen ist. Beispielsweise können Halbleiterchips nicht zugänglich sein, ein zu überwachendes Element kann auf einem elektrischen Potenzial liegen, sodass eine Isolierung des Temperatursensors notwendig ist, etc.The usual temperature monitoring (Monitoring to a reference temperature) of electrical components in electrical Devices, is problematic. The temperature sensors usually can not exactly to the To be attached at which points to monitor the temperature is. For example, you can Not be accessible to semiconductor chips, one to be monitored Element can be at an electrical potential, so a Isolation of the temperature sensor is necessary, etc.
Durch die deshalb häufig auftretende räumliche Distanz zum Sensor ergeben sich aufgrund von thermischen Widerständen und Wärmekapazitäten stationär und dynamisch Fehlmessungen. Stationäre Fehler lassen sich teilweise durch Einstellen einer angepassten (niedrigeren) Abschaltschwelle eliminieren. Da die Abschaltung jedoch immer erst bei Erreichen des absoluten Schwellwertes erfolgt, bleibt der Systemeinblick in dynamische Vorgänge grundsätzlich verwehrt.By that's why often occurring spatial Distance to the sensor arise due to thermal resistances and Heat capacity stationary and dynamic Incorrect measurements. Stationary errors can be partially adjusted by setting a custom (lower) Eliminate shutdown threshold. Since the shutdown but always first when the absolute threshold is reached, the system insight remains in dynamic processes in principle denied.
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine genauere Temperaturüberwachung eines Prozesses erfolgen kann und gleichzeitig ein Einblick in die dynamischen Temperaturänderungen eines Prozesses möglich werden.task the present invention is to provide a method with a more accurate temperature control a process can be done while providing an insight into the dynamic temperature changes a process become possible.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Temperaturüberwachung, bei dem eine zeitliche Ableitung der Temperatur ermittelt und die zeitliche Ableitung der Temperatur mit einem temperaturabhängigen Referenzwert verglichen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Systemeinblick in dynamische Vorgänge. Die Fehlererkennung ist nunmehr bei jeder aktuellen Temperatur möglich. Es muss nicht das Überschreiten eines Temperatur-Schwellwertes abgewartet werden. Grundsätzlich ist das Verfahren, im Gegensatz zur klassischen Temperaturmessung, unabhängig von der räumlichen Distanz zwischen Sensor und der zu überwachenden Stelle anwendbar, da sich immer eine charakteristische Temperatursteigung (Ableitung der Temperatur) definieren lässt, die überwacht werden kann. Die praktische Anwendbarkeit hängt lediglich von der Auflösung der Messung der Temperatur und der Berechnung ab. Dies führt dazu, dass die Positionierung des Sensors unkritischer wird. Der Sensor muss zum Beispiel bei Leistungshalbleitermodulen nicht mehr direkt unter dem Modulboden positioniert werden, was mechanisch sehr kritisch und fehleranfällig ist. Der Sensor kann nunmehr beispielsweise neben dem Modul angebracht werden. Durch die Erfassung und Überwachung der Temperatursteigung erfolgt die Erkennung einer Fehlfunktion erheblich schneller. Dadurch ist eine Temperaturüberwachung bei Prozessen möglich, für die das klassische Temperaturmessprinzip zu träge war. Zur Bestimmung der zeitlichen Ableitung der Temperatur kann es vorteilhaft sein, wenn ein Temperaturverlauf oder mehrere Temperaturwerte erfasst werden.Is solved this task according to the invention by a method of temperature monitoring, at which determines a time derivative of the temperature and the temporal Derivation of the temperature compared with a temperature-dependent reference value becomes. The inventive method allows a system insight into dynamic processes. The error detection is now possible at any current temperature. It does not have to be crossing to wait for a temperature threshold. Basically the method, in contrast to the classical temperature measurement, independent of the spatial Distance between sensor and the point to be monitored applicable, because there is always a characteristic temperature gradient (derivative the temperature) that monitors can be. The practical applicability depends only on the resolution of the Measurement of the temperature and the calculation. This leads to the positioning of the sensor becomes less critical. The sensor must For example, in power semiconductor modules no longer directly below be positioned to the module bottom, which is mechanically very critical and error prone is. The sensor can now be mounted next to the module, for example. By capturing and monitoring the temperature increase is the detection of a malfunction much faster. This allows temperature monitoring in processes for which the classical temperature measurement principle was too sluggish. To determine the time derivative of the temperature, it may be advantageous if a temperature profile or multiple temperature values are detected.
Es kann eine Temperatur erfasst und die zeitliche Ableitung der Temperatur bei der erfassten Temperatur ermittelt werden. Dadurch ist es möglich, einen der erfassten Temperatur zugeordneten Referenzwert zu verwenden. Je nach dem, welche (absolute) Temperatur gemessen wurde, kann ein anderer Referenzwert zum Vergleich der zeitlichen Ableitung der Temperatur verwendet werden. Somit kann eine auf die aktuelle Temperatur maßgeschneiderte Temperaturüberwachung durchgeführt werden.It a temperature can be recorded and the time derivative of the temperature be determined at the detected temperature. This makes it possible to get one to use the reference value associated with the detected temperature. Depending on which (absolute) temperature was measured, a other reference value for comparing the time derivative of Temperature can be used. Thus, one on the current temperature customized temperature monitoring carried out become.
Der temperaturabhängige Referenzwert kann in Abhängigkeit von einer zu einem vorgegebenen Zeitpunkt gemessenen Temperatur festgelegt werden. Beispielsweise kann der temperaturabhängige Referenzwert in Abhängigkeit einer Temperatur festgelegt werden, die kurz vor der Messung der aktuellen Temperatur gemessen wurde.Of the temperature-dependent Reference value can be dependent from a temperature measured at a given time be determined. For example, the temperature-dependent reference value dependent on be set at a temperature just before the measurement of the current temperature was measured.
Vorteilhafterweise wird der temperaturabhängige Referenzwert mit steigender Temperatur kleiner gewählt. Somit sind mit steigender Temperatur immer kleinere relative Temperaturänderungen (Ableitung der Temperatur) erlaubt. Anders ausgedrückt, führt bei höherer Temperatur eine Temperaturänderung schneller zum Überschreiten des Referenzwertes. Somit kann bei höherer Temperatur schneller eine Gegenmaßnahme zum Schutz des Prozesses oder eines elektrischen Geräts eingeleitet werden.Advantageously, the temperature-dependent reference value is chosen smaller with increasing temperature. Thus, with increasing temperature smaller and smaller relative temperature changes (derivative of the temperature) are allowed. In other words, at a higher temperature, a temperature change will more quickly lead to the reference being exceeded ence value. Thus, at a higher temperature, a countermeasure for protecting the process or an electric device can be initiated more quickly.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der temperaturabhängige Referenzwert linear mit steigender Temperatur abnimmt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere mathematische Beziehungen zwischen temperaturabhängigem Referenzwert und Temperatur denkbar.there can be provided that the temperature-dependent reference value linear with increasing temperature decreases. Basically, however, are others mathematical relationships between temperature-dependent reference value and temperature conceivable.
Die Bestimmung und/oder Auswertung der Temperatur und/oder der zeitlichen Ableitung der Temperatur kann digital oder analog erfolgen. Eine digitale Auswertung kann in ohnehin häufig in elektrischen Geräten vorhandenen Bauteilen oder Prozessoren implementiert werden. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren mit wenig Aufwand implementiert und durchgeführt werden.The Determination and / or evaluation of the temperature and / or the temporal Derivation of the temperature can be digital or analog. A digital one Evaluation can be done frequently anyway in electrical appliances existing components or processors are implemented. Thereby can the inventive method implemented and carried out with little effort.
Eine zulässige Ableitung der Temperatur als Referenzwert in Abhängigkeit der Temperatur, insbesondere als Datentabelle, kann in einem Speicher abgelegt werden. Somit kann praktisch eine Referenzkurve oder ein Kennfeld in einem Speicher abgelegt werden und kann anhand dieser ablegten Daten bewertet werden, ob ein Referenzwert durch die Ableitung der Temperatur überschritten wird.A allowed Derivation of the temperature as a reference value as a function of the temperature, in particular as a data table, can be stored in a memory. Consequently can be practically a reference curve or a map in a memory can be stored and can be evaluated on the basis of these stored data, whether a reference value exceeded by the derivative of the temperature becomes.
Alternativ kann eine zulässige Ableitung der Temperatur als Referenzwert in Abhängigkeit der Temperatur berechnet werden. Durch Änderung der Berechnungsvorschrift kann die Zuordnung von Temperatur und Referenzwert besonders einfach verändert werden. Die Auswertung der gemessenen Temperatur und der Ableitung der Temperatur kann in einem Mikrocontroller, einem DSP (digitaler Signalprozessor), einem FPGA (Field Programmable Gate Array) oder dergleichen erfolgen. Derartige Bauteile sind häufig ohnehin in elektrischen Geräten, bei denen eine Temperaturüberwachung durchgeführt wird, vorhanden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich hier also ohne großen zusätzlichen Aufwand implementieren.alternative can be a legal one Derivation of the temperature calculated as a reference value as a function of the temperature become. By change The calculation rule can be the assignment of temperature and Reference value can be changed very easily. The evaluation the measured temperature and the derivative of the temperature can in a microcontroller, a DSP (digital signal processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array) or the like. Such components are common anyway in electrical appliances, where a temperature monitoring carried out will, available. The inventive method can be so here without big additional Implement effort.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zu einem ersten Zeitpunkt t1 eine erste Temperatur T1 zu einem zweiten Zeitpunkt t2 eine zweite Temperatur T2 gemessen wird, der Quotient aus der Differenz der Temperaturen (T2 – T1) und der Differenz der Zeitpunkte (t2 – t1) ermittelt wird und mit dem temperaturabhängigen Referenzwert verglichen wird. Dadurch wird das erfindungsgemäße Verfahren durch diskrete Temperaturmessungen durchführbar. Der ermittelte Quotient wird im Sinne der Erfindung als Ableitung der Temperatur betrachtet.Farther can be provided that at a first time t1 a first Temperature T1 at a second time t2 a second temperature T2 is measured, the quotient of the difference of the temperatures (T2 - T1) and the difference of the times (t2 - t1) is determined and with the temperature-dependent Reference value is compared. As a result, the method according to the invention by discrete temperature measurements feasible. The determined quotient is considered within the meaning of the invention as a derivative of the temperature.
Der Referenzwert kann in Abhängigkeit einer der Temperaturen T1 oder T2 bestimmt werden. Um auf der sicheren Seite zu sein, kann festgelegt werden, dass ein Referenzwert verwendet wird, der der größeren der beiden Temperaturen t1, t2 zugeordnet ist. Dadurch kann eine Zerstörung eines elektrischen Geräts aufgrund von Überhitzung besonders zuverlässig vermieden werden.Of the Reference value can be dependent one of the temperatures T1 or T2 can be determined. To be on the safe side Being a page can be set to use a reference value which is the larger of the associated with both temperatures t1, t2. This can cause a destruction of a electrical device due to overheating especially reliable be avoided.
Weiterhin ist es denkbar, dass der Referenzwert in Abhängigkeit einer dritten Temperatur T3 bestimmt wird, die zu einem Zeitpunkt t3 erfasst wird. Dabei kann der Zeitpunkt t3 in zeitlicher Nähe zu einem der Zeitpunkte t1, t2 bestimmt oder gewählt werden. Bei Überschreiten des Referenzwerts kann eine kritische Erwärmung erkannt werden und entsprechende Gegenmaßnahmen können eingeleitet werden. Beispielsweise kann ein elektrisches Gerät abgeschaltet werden. Zudem ist es denkbar, dass bei Überschreiten des Referenzwertes ein Signal ausgegeben wird. Dabei kann ein akustisches und/oder optisches Signal ausgegeben werden. Statt das elektrische Gerät vollständig abzuschalten, ist es ebenfalls denkbar, die Leistung des elektrischen Geräts zu reduzieren.Farther It is conceivable that the reference value in dependence of a third temperature T3 is detected, which is detected at a time t3. there The time t3 may be in temporal proximity to one of the times t1, t2 determined or chosen become. When crossing of the reference value, a critical warming can be detected and appropriate countermeasures can be initiated. For example, an electrical device can be switched off become. In addition, it is conceivable that when the reference value is exceeded a signal is output. In this case, an acoustic and / or optical signal are output. Instead of completely switching off the electrical device, it is also conceivable to reduce the performance of the electrical device.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Kühlung elektronischer Bauteile eingesetzt.Preferably becomes the method according to the invention for monitoring the cooling used electronic components.
Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Figuren der Zeichnung. Es zeigen:embodiments The invention will become apparent from the following description and the associated Figures of the drawing. Show it:
In
der
Im
Schritt
In
der
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810053064 DE102008053064B3 (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810053064 DE102008053064B3 (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008053064B3 true DE102008053064B3 (en) | 2010-04-01 |
Family
ID=41720097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810053064 Active DE102008053064B3 (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008053064B3 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015175909A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Microchip Technology Incorporated | Determining rate of change in temperature measurements |
CN113156304A (en) * | 2020-10-16 | 2021-07-23 | 国电泉州热电有限公司 | Switch equipment detection method and device |
EP3961168A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-02 | Yokogawa Electric Corporation | Abnormal temperature detection device, abnormal temperature detection method, and storage medium |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3922234C2 (en) * | 1989-07-06 | 1993-03-11 | Westfalia Becorit Industrietechnik Gmbh, 4670 Luenen, De | |
US20040262292A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | E.G.O. Elektro-Geraetebau Gmbh | Method and device for detecting heating processes |
US20070230123A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Koji Hata | Electronic apparatus |
-
2008
- 2008-10-24 DE DE200810053064 patent/DE102008053064B3/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3922234C2 (en) * | 1989-07-06 | 1993-03-11 | Westfalia Becorit Industrietechnik Gmbh, 4670 Luenen, De | |
US20040262292A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | E.G.O. Elektro-Geraetebau Gmbh | Method and device for detecting heating processes |
US20070230123A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Koji Hata | Electronic apparatus |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015175909A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Microchip Technology Incorporated | Determining rate of change in temperature measurements |
US10302502B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-05-28 | Microchip Technology Incorporated | Determining rate of change in temperature measurements |
EP3961168A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-02 | Yokogawa Electric Corporation | Abnormal temperature detection device, abnormal temperature detection method, and storage medium |
CN113156304A (en) * | 2020-10-16 | 2021-07-23 | 国电泉州热电有限公司 | Switch equipment detection method and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10392498B4 (en) | Device for controlling an electric motor | |
DE102005037717B3 (en) | Method of treating or identifying faults in an exterior temperature sensor of a vehicle based on temperature gradient | |
EP2551982B1 (en) | Thermal monitoring of a converter | |
DE102005038225A1 (en) | Method and device for overload detection in hand tools | |
EP2187494B1 (en) | Protection device for electric motors | |
DE102017106497A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR A HIGH-SIDE CIRCUIT BREAKER | |
DE102010042905A1 (en) | Semiconductor component with detection of thermally induced errors | |
DE102006008292A1 (en) | Overload protection for controllable power consumers | |
DE102008053064B3 (en) | Temperature monitoring method for electrical component in electrical device, involves determining temporal derivative of temperature, and comparing temporal derivative of temperature with temperature-dependent reference value | |
EP3036832B1 (en) | Method for protecting a controllable semiconductor switch from overload and short-circuiting in a load circuit | |
DE102013204467A1 (en) | Arrangement for testing a device for protecting an electronic device against overheating and associated method | |
DE102014107170A1 (en) | measuring circuit | |
EP2484004B1 (en) | Method for protecting a motor vehicle generator from overheating | |
DE102015103146A1 (en) | Method and device for determining a load current | |
EP2894746A1 (en) | Method and device for monitoring the temperature of an electric motor | |
EP2059986B1 (en) | Protective circuit for protection of an appliance, in particular an electric motor, against thermal overloading | |
DE102016210178B4 (en) | Overload detection on components | |
DE102013208326B4 (en) | Method of operating an inverter, inverter | |
DE102015223470A1 (en) | Semiconductor device having a substrate and a first temperature measuring element and method for determining a current flowing through a semiconductor device and current control device for a vehicle | |
DE102004020274A1 (en) | Method and device for protecting an electronic component | |
DE4239522C2 (en) | Method and arrangement for detecting the temperature of at least one component | |
DE102017215415A1 (en) | Overload detection with dynamic gradient adjustment | |
DE102018217625A1 (en) | Method for operating a battery sensor and battery sensor | |
CH627029A5 (en) | Device for overload protection of an electrical apparatus, especially a transformer | |
DE102019128632A1 (en) | Method for estimating the temperature of a power semiconductor in an industrial truck and power electronics in an industrial truck |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TRUMPF HUETTINGER GMBH + CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: HUETTINGER ELEKTRONIK GMBH + CO. KG, 79111 FREIBURG, DE Effective date: 20130801 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KOHLER SCHMID MOEBUS PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE Effective date: 20130801 Representative=s name: KOHLER SCHMID MOEBUS PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20130801 |