DE102014219474A1

DE102014219474A1 - Verfahren zum Betrieb von Leistungshalbleitern

Info

Publication number: DE102014219474A1
Application number: DE102014219474.1A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Dietz; Holger Hoffmann; Harald Hofmann; Michael Leipenat; Stefan Völkel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: DE102014219474B4; US9748888B2; CN105471294A; CN105471294B; US20160094178A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen von Leistungshalbleitern (1), welche in Umrichtern (3), insbesondere an einem Gleichspannungszwischenkreis (2) der Umrichter (3), angeordnet sind, wobei eine Temperatur (T) von zumindest einem der Leistungshalbleiter (1) mittels einer Temperaturerfassung (5) erfasst wird, durch einen Temperaturvergleich (VT) die Temperatur (T) mit einer Referenztemperatur (Tref.) verglichen und ein Temperatur-Vergleichsergebnis (REST) bereitgestellt wird, in Abhängigkeit des Temperatur-Vergleichsergebnisses (REST) eine Vorwärmphase (VP) zum Vorwärmen der Leistungshalbleiter (1) aktiviert wird, während der Vorwärmphase (VP) ein Vorwärmstrom (IHeat) festgelegt wird und in eine mit den Leistungshalbleitern (1) verbundene elektrische Last, insbesondere in eine elektrische Maschine (4), eingeprägt wird. Weiterhin ist eine Recheneinheit (7) zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen sowie eine Ansteuervorrichtung (10), welche dafür ausgebildet ist, mit der Recheneinheit (7) das Verfahren auszuführen. Ebenfalls vorgesehen sind der Umrichter (3) mit Gleichspannungszwischenkreis (2), welcher die Leistungshalbleiter (1), die Recheneinheit (7) und die Ansteuervorrichtung (10) aufweist, sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (13) mit einer vom Umrichter (3) betreibbaren elektrischen Maschine (4), insbesondere einer Asynchronmaschine (AM) oder einer Synchronmaschine (SM).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Leistungshalbleitern, eine Recheneinheit und eine Ansteuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, einen Umrichter mit insbesondere am Gleichspannungszwischenkreis angeordneten Leistungshalbleitern sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit dem Umrichter und einer von diesem Umrichter betreibbaren elektrischen Maschine.
Die elektrische Verlustleistung in Umrichtern, welche beispielsweise für einen Einsatz in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zum Betrieb von elektrischen Maschinen geeignet sind, wird hauptsächlich durch deren Leistungshalbleiter bzw. Leistungshalbleitermodule erzeugt bzw. bestimmt. Neben den eingesetzten Leistungshalbleitertypen, oft werden IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) verwendet, hat das Gate-Ansteuerverfahren entscheidenden Einfluss auf die Höhe der elektrischen Verlustleistung und somit auf den Wirkungsgrad des Umrichters. Eine nähere Betrachtung des Schaltverhaltens von Leistungshalbleitern zeigt, dass eine vergleichsweise lange Dauer insbesondere des Abschaltvorgangs der Leistungshalbleiter einen wesentlichen Teil der gesamten elektrischen Verluste beim Schalten von Leistungshalbleitern ausmacht.
Beim Abschaltvorgang wird der Kollektorstrom des Leitungshalbleiters, welcher im leitenden Zustand durch diesen fließt, in Abhängigkeit seiner Stromsteilheit, die sich durch die Ableitung dI_C/dt des Kollektorstroms I_C nach der Zeit t ergibt, verringert, bis er einen Wert annähernd Null annimmt. Ein kleiner Leckstrom des Kollektorstroms kann ggf. weiter fließen. Die Stromsteilheit des Kollektorstroms, also die Steilheit der Flanke des Kollektorstroms, steht auch als Platzhalter für die Abschaltgeschwindigkeit, welche die Dauer des Abschaltvorgangs für den Leistungshalbleiter mit bestimmt. Sie kann über die Gate-Ansteuerung des Leistungshalbleiters gesteuert werden. Je nach Abschaltgeschwindigkeit steigt die Kollektor-Emitter-Spannung, in Abhängigkeit einer am Gleichspannungskreis vorhandenen Induktivität L (auch bekannt als Induktivität des Kommutierungskreises), über die am Gleichspannungszwischenkreis anliegende Gleichspannung hinaus an, wobei sich die daraus resultierende Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE nach der folgenden Formel ergibt: ΔV_CE = L·dI_C/dt.
Für die Leistungshalbleiter, besonders betrachtet werden hier IGBTs, wird jeweils von den Herstellern eine maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung angegeben, bei deren Überschreitung eine Zerstörung des Leistungshalbleiters erwartet wird. Diese maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung, oft auch als Nennsperrspannung bezeichnet, wird im Datenblatt der Hersteller üblicherweise bei einer Sperrschichttemperatur der Leistungshalbleiter von +25°C angegeben. Im Weiteren wird bzgl. der Sperrschichttemperatur der Leistungshalbleiter hauptsächlich von der Temperatur der Leistungshalbleiter bzw. von der Temperatur an den Leistungshalbleitern gesprochen. Der Leistungshalbleiter muss demnach so eingesetzt und betrieben werden, dass eine am Gleichspannungszwischenkreis auftretende Gleichspannung V_DC, welche während des Abschaltvorgangs des Leistungshalbleiters noch mit der Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE beaufschlagt wird, nicht die maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES überschreitet, was die folgende Formel beschreibt: V_CES > V_DC + ΔV_CE.
Demnach sollte insbesondere die Stromsteilheit des Kollektorstroms während des Betriebes der Leistungshalbleiter mit Blick auf den jeweiligen Wert der Gleichspannung am Gleichspannungszwischenkreis ggf. begrenzt werden, um die aufgezeigte Bedingung für das Abschalten des Leistungshalbleiters einzuhalten. Diese Bedingung hat somit auf die Dauer der Abschaltvorgänge von Leistungshalbleitern einen für viele ihrer Anwendungsfälle nicht zu vernachlässigbaren Einfluss.
Bisher erfolgt eine robuste Auslegung des Leistungshalbleiters derart, dass die maximal am Leistungshalbleiter auftretende Kollektor-Emitter-Spannung, für einen Abschaltvorgang bei maximaler Gleichspannung am Gleichspannungszwischenkreis und bei maximalem Strom (also auch Kollektorstrom durch den Leistungshalbleiter), die vom Hersteller vorgegebene maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung eingehalten werden muss.
Für IGBTs, welche an einem Gleichspannungszwischenkreis höherer Spannung betrieben werden, ist die maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES beispielsweise mit 650V bei einer Umgebungstemperatur von +25°C angegeben.
Ist nun ein Einsatz derartiger Leistungshalbleiter beispielsweise in Umrichtern zum Antrieb von Elektro- oder Hybridfahrzeugen geplant, muss der Leistungshalbleiter meist auch für negative Temperaturen ausgelegt werden. Die maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung wird nach Vorgaben der Hersteller beispielsweise bei einer Temperatur von –40°C mit nur noch 605V angegeben. Diese nunmehr für die Sperrfähigkeit des Leistungshalbleiters verringerte Kollektor-Emitter-Spannung, welche primär bei niedrigen Temperaturen am Rand der Einsatzfähigkeit des Leistungshalbleiters gilt, wird vom Anwender oft über den gesamten Temperaturbereich pauschal festgelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine dafür geeignete Recheneinheit und Ansteuervorrichtung anzugeben, mittels derer ein sicherer Betrieb von Leistungshalbleitern über einen definierten Temperaturbereich gewährleistet wird, wobei die elektrischen Verluste insbesondere während der Abschaltvorgänge der Leistungshalbleiter reduziert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Diese Aufgabe wird weiter durch eine Recheneinheit mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen, einem Computerprogramm nach Anspruch 11 und einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12 gelöst.
Diese Aufgabe wird weiter durch eine Ansteuervorrichtung mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
Diese Aufgabe wird weiter durch einen Umrichter nach Anspruch 14 sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit Umrichter und elektrischer Maschine gemäß Anspruch 15 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Umgebungstemperaturen, welchen ein Leistungshalbleiter im Betriebsfall und je nach Anwendungsgebiet ausgesetzt ist, die Temperaturen am Leistungshalbleiter in einer nicht zu vernachlässigbaren Form beeinflussen, was wiederum Auswirkungen auf die Abschaltgeschwindigkeit der Leistungshalbleiter, auf die Dauer des Abschaltvorgangs und somit auf die vom Leistungshalbleiter erzeugten elektrischen Verluste haben kann. Schnellere Abschaltgeschwindigkeiten für spezifische Betriebspunkte der Leistungshalbleiter tragen zur Reduzierung der Dauer der Abschaltvorgänge bei und können somit auch eine kostenintensive Überdimensionierung der Leistungshalbleiter und weiterer betroffener Bauteile vermeiden.
Aufgrund der reduzierten Sperrfähigkeit der Leistungshalbleiter bei niedrigen Temperaturen wird bisher für den sicheren Einsatz der Leistungshalbleiter eine Entscheidung getroffen, nur die Kollektor-Emitter-Spannung als maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung für die Auslegung der Abschaltgeschwindigkeiten zu verwenden, welche laut Datenblatt der Hersteller mit der entsprechend niedrigsten Temperatur korreliert. Ein Beispiel dazu wurde schon genannt.
Wird diese Einschränkung akzeptiert, haben demnach die im Betriebsfall tatsächlich am Leistungshalbleiter auftretenden, insbesondere niedrigen Temperaturen eher wenig Einfluss auf die Abschaltgeschwindigkeiten für den Abschaltvorgang von Leistungshalbleitern.
Mit der pauschalen Verringerung der maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung über einen gesamten Temperatur- und Arbeitsbereich der Leistungshalbleiter erfolgt allerdings auch ein Verzicht auf ein bestehendes Potential für eine Erhöhung der Abschaltgeschwindigkeiten bei spezifischen Arbeitspunkten der Leistungshalbleiter.
Es wird zur Lösung der Aufgabe nunmehr ein Verfahren zum Betrieb von Leistungshalbleitern, welche in Umrichtern, insbesondere an einem Gleichspannungszwischenkreis der Umrichter, angeordnet sind, vorgeschlagen, wobei eine Temperatur von zumindest einem der Leistungshalbleiter mittels einer Temperaturerfassung erfasst wird, durch einen Temperaturvergleich die Temperatur mit einer Referenztemperatur verglichen und als ein Temperatur-Vergleichsergebnis bereitgestellt wird, in Abhängigkeit des Temperatur-Vergleichsergebnisses eine Vorwärmphase zum Vorwärmen der Leistungshalbleiter aktiviert wird sowie während der Vorwärmphase ein Vorwärmstrom festgelegt und in eine mit den Leistungshalbleitern verbundene elektrische Last, insbesondere in eine elektrische Maschine, eingeprägt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es nunmehr möglich, die Leistungshalbleiter nach Durchführung der Vorwärmphase für einen vom Anwender geforderten Bereich von Umgebungstemperaturen, insbesondere auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von beispielsweise –40°C, einzusetzen, obwohl Hersteller von Leistungshalbleitern für derart niedrige Temperaturen am Leistungshalbleiter eine Einschränkung der maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung fordern. Mittels der Referenztemperatur, welche anwendungsspezifisch gewählt werden kann, wird somit die Temperatur am Leistungshalbleiter festgelegt, unterhalb der die Vorwärmphase aktivieren werden soll. Der Temperaturvergleich von Referenztemperatur mit der Temperatur, welche tatsächlich am Leistungshalbleiter erfasst wird, aktiviert dann, je nach Vergleichsbedingung, die Vorwärmphase, wobei die Auslegung von Temperaturwerten und Vergleichsbedingungen anwendungsspezifisch sind. Mittels des in die elektrische Last während der Vorwärmphase einzuprägenden Vorwärmstroms werden die Leistungshalbleiter auf Temperaturen erwärmt, welche außerhalb der vom Hersteller gemachten Einschränkung der maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung für entsprechend niedrige Temperaturen liegen.
In der Vorwärmphase müssen diese Einschränkungen jedoch ggf. berücksichtigt werden. Der Vorwärmstrom, welcher durch die Leistungshalbleiter fließt, ist als deren Kollektorstrom hinreichend klein zu wählen, damit insbesondere beim Abschaltvorgang der Leistungshalbleiter eine Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung, welche sich zur am Gleichspannungszwischenkreis vorhandenen Gleichspannung addiert, nicht die maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung, welche in der Vorwärmphase eingeschränkt sein kann, überschreitet.
Um den Vorwärmstrom durch die Leistungshalbleiter zum fließen zu bringen, müssen die Leistungshalbleiter an eine elektrischen Last angeschlossen sein. Als elektrische Last sind elektrische Maschinen besonders geeignet, wobei die elektrischen Maschinen oft sowohl motorisch wie auch generatorisch betrieben werden können. Die elektrische Last lässt sich aber auch aus anderen elektrotechnischen Anschaltungen bereitstellen, welche nicht für Antriebe geeignet sind. Dies könnten Anschaltungen sein, welche aus Kombinationen von elektrischen Bauelementen wie z.B. Spulen, Widerstände und Kondensatoren bestehen und für einen mechanisch statischen Einsatz vorgesehen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die Vorwärmphase dann aktiviert, wenn das Temperatur-Vergleichsergebnis ergibt, dass die Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, kleiner als die Referenztemperatur ist oder die Vorwärmphase dann nicht aktiviert wird, wenn die Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, größer als die Referenztemperatur oder gleich der Referenztemperatur ist. Diese Auslegung nach Vergleichsbedingungen, wann die Vorwärmphase aktiviert wird bzw. wann die Vorwärmphase nicht aktiviert wird, ist eine Ausgestaltungsform, wie sie Anwender des Verfahrens als eine Möglichkeit wählen können. Eine explizite Berücksichtigung, dass die Vorwärmphase nach den gewählten Vergleichsbedingungen nicht aktiviert wird, entspricht der Erkenntnis, dass die Leistungshalbleiter, auch ungewollt, nicht über einen vom Hersteller festgelegten Wert der Temperatur am Leistungshalbleiter hinaus erwärmt werden sollen, damit für spezifische Betriebspunkte der Leistungshalbleiter keine Überhitzung droht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird durch einen weiteren Temperaturvergleich die Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, mit einer weiteren Referenztemperatur verglichen und als ein weiteres Temperatur-Vergleichsergebnis bereitgestellt. Für das Verfahren steht nunmehr ein weiterer Temperaturvergleich der Temperatur am Leistungshalbleiter mit einer vom Anwender festzulegenden Referenztemperatur bereit, mittel dessen Einfluss auf die Vorwärmphase genommen bzw. die Vorwärmphase überwacht werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die Vorwärmphase, welche aktiviert ist, dann aktiv bleiben, wenn das weitere Temperatur-Vergleichsergebnis ergibt, dass die Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, kleiner als die weitere Referenztemperatur ist oder wird die Vorwärmphase, welche aktiviert ist, dann deaktiviert, wenn das weitere Temperatur-Vergleichsergebnis ergibt, dass die Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, größer als die weitere Referenztemperatur oder gleich der weiteren Referenztemperatur ist. Mit dieser Ausgestaltungsform ist es möglich, die Vorwärmphase welche mittels des Temperaturvergleichs von Temperatur am Leistungshalbleiter mit der Referenztemperatur aktiviert wurde, zu verlängern, solang Vergleichsbedingungen des weiteren Temperaturvergleich von der Temperatur am Leistungshalbleiter mit der weiteren Referenztemperatur dies erlauben.
Vorteilhaft bietet sich hier beispielsweise eine Kaskadierung der Vorwärmphase an. So können vom Wert her verschiedene Vorwärmströme mit entsprechenden Temperaturvergleichen verbunden werden. Auch kann mit der weiteren Referenztemperatur und mittels des weiteren Temperaturvergleichs sichergestellt werden, dass im Falle einer unerwartet hohen Erwärmung am Leistungshalbleiter, welche sich während der Vorwärmphase einstellen könnte, die Deaktivierung der Vorwärmphase gezielt stattfindet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens liegt eine Dauer der Vorwärmphase jeweils im Sekundenbereich, insbesondere von bis zu einer Sekunde. Im Allgemeinen ist es ausreichend, wenn eine mittels des Temperaturvergleichs über das Temperatur-Vergleichsergebnis aktivierte Vorwärmphase eine Dauer von bis zu einer Sekunde hat. Ist der Leistungshalbleiter nach der Vorwärmphase nicht auf einem gewünschten Temperaturniveau, kann über den Temperaturvergleich die Vorwärmphase wieder aktiviert werden. Ist die Vorwärmphase aktiviert, wird der durch den Leistungshalbleiter fließende Vorwärmstrom mittels getakteter Gate-Ansteuersignale am Leistungshalbleiter in die elektrische Last, also insbesondere in die elektrische Maschine eingeprägt. Eine für die Bereitstellung der Gate-Ansteuersignale mögliche Reglung wird überwiegend als Vektorreglung, auch bekannt als feldorientierte Regelung, ausgeführt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird während der Vorwärmphase, welche aktiviert ist, der Vorwärmstrom, dessen Bereitstellung insbesondere auch von einer Vektorreglung abhängig ist, in die elektrische Maschine eingeprägt, und wird kein Drehmoment in der elektrischen Maschine, insbesondere an einer Welle der elektrischen Maschine, erzeugt. Dieses Ausführungsbeispiel kommt zur Anwendung, wenn sich die elektrische Maschine im Stillstand befindet, aufgrund des Temperaturvergleichs die Vorwärmphase aktiviert ist und der in die elektrische Maschine eingeprägte Vorwärmstrom faktisch keine mittels der Vektorreglung bestimmte drehmomentbildentende Stromkomponente aufweist, somit also kein Drehmoment an der elektrischen Maschine erzeugt. Der Vorwärmstrom bildet sich hier faktisch nur aus der mittels der Vektorreglung bestimmten magnetflussbildenden Stromkomponente.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens ist die elektrische Maschine eine Asynchronmaschine und der Vorwärmstrom wird während der Vorwärmphase mittels eines Magnetisierungsstroms, welcher insbesondere eine Stromkomponente der Vektorreglung für Asynchronmaschinen ist, in die Asynchronmaschine eingeprägt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens ist die elektrische Maschine eine Synchronmaschine und der Vorwärmstrom wird während der Vorwärmphase mittels eines feldbildenden Stroms, welcher insbesondere eine Stromkomponente der Vektorreglung für Synchronmaschinen ist, in die Synchronmaschine eingeprägt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die elektrische Maschine mit einem Drehmoment betrieben, welches insbesondere an einer mechanischen Welle der elektrischen Maschine anliegt, und wird während der Vorwärmphase, welche aktiviert ist, gleichzeitig der Vorwärmstrom, dessen Bereitstellung insbesondere auch von einer Vektorreglung abhängig ist, in die elektrische Maschine eingeprägt. Dieses Ausführungsbeispiel kommt zur Anwendung, wenn sich die elektrische Maschine nicht im Stillstand befindet, aufgrund des Temperaturvergleichs die Vorwärmphase aktiviert ist und der Vorwärmstrom zumindest als ein Teil einer magnetflussbildenden Stromkomponente der Vektorreglung in die elektrische Maschine eingeprägt wird. Zusätzlich dazu wird eine drehmomentbildentende Stromkomponente der Vektorreglung für das Drehmoment der elektrischen Maschine sowie ggf. ein weiterer Teil der magnetflussbildenden Stromkomponente der Vektorreglung in die elektrische Maschine eingeprägt. Somit wird ggf. nur ein Teil der magnetflussbildenden Stromkomponente für den Vorwärmstrom genutzt, wenn die elektrische Maschine mit Drehmoment betrieben wird.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe eine Recheneinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern vorgeschlagen, wobei die Recheneinheit zumindest einen Temperatureingang zur Aufnahme der Temperatur, welche mittels der Temperaturerfassung erfasst wurde, und einen Signalausgang zur Abgabe von Steuersignalen, welche zur Erzeugung von Gate-Ansteuersignalen für Gates der Leistungshalbleiter vorgesehen sind, aufweist.
In der Recheneinheit läuft auf Computer-Prozessoren eine Software, welche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist. Die Software führt u.a. die im erfindungsgemäßen Verfahren aufgezeigten Temperaturvergleiche, Aktivierung und Durchführung der Vorwärmphase sowie, ausgehend von der aktiven Vorwärmphase, die mittels Vektorreglung zu bestimmenden Werte der Stromkomponenten für den Vorwärmstrom durch. Die Software stellt die Steuersignale zur Bildung der Gate-Ansteuersignale für die Leistungshalbleiter bereit, deren getaktete Gate-Ansteuerung den Vorwärmstrom erzeugt.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Computerprogramm zum Betreiben der Recheneinheit vorgeschlagen. Dieses Computerprogramm weist u.a. die im erfindungsgemäßen Verfahren aufgezeigten Temperaturvergleiche, die Aktivierung und die Durchführung der Vorwärmphase sowie, ausgehend von der aktiven Vorwärmphase, die mittels Vektorreglung zu bestimmenden Werte der Stromkomponenten für den Vorwärmstrom auf. Es ist auch als Teil eines übergeordneten Computerprogramms realisierbar, wobei entsprechende Kommunikationsverbindungen und Kommunikationsprotokolle vorzusehen sind. Eine Integration des Computerprogramms in verteilte, hardwareübergreifende Softwaresysteme ist ebenfalls möglich.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Neben elektrisch wie mechanisch eher fest installierten Speichermedien zur Speicherung des Computerprogramms, hier sind oftmals Festplattenspeicher vorgesehen, kann das Computerprogrammprodukt auch als Wechseldatenträger ausgelegt werden. Diese Wechseldatenträgen sind u.a. Memory-Sticks für USB-Anwendungen, Speicherkarten, CDs und DVDs. Für eine wann auch immer notwendige Datenübertragung des Computerprogramms oder von Teilen des Computerprogramms auf dafür vorgesehene Speichermedien kommen sowohl elektrisch leitungsgebundene Netzwerke wie auch Netzwerke zum Einsatz, welche Daten zumindest teilweise ohne elektrische Leitungen übertragen.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe eine Ansteuervorrichtung zur Gate-Ansteuerung der Leistungshalbleiter vorgeschlagen, welche dafür ausgebildet ist, mit der erfindungsgemäßen Recheneinheit das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und zumindest einen Signaleingang, welcher insbesondere zur Aufnahme von Steuersignalen zur Bildung von Gate-Ansteuersignalen für die Leistungshalbleiter geeignet ist, und Gate-Ansteuersignalausgänge, welche zur Abgabe von Gate-Ansteuersignalen an Gates der Leistungshalbleiter geeignet sind, aufweist. Die Ansteuervorrichtung nimmt die Steuersignale der Recheneinheit, welche getaktet und mittels insbesondere der Vektorreglung pulsmoduliert sind, auf. Sie erzeugt daraus Gate-Ansteuersignale, welche an die Gates der Leistungshalbleiter abgegeben werden. Mittels dieser Gate-Ansteuersignale werden die Leistungshalbleiter so geschaltet, dass während der Vorwärmphase der Vorwärmstrom in die elektrische Maschine eingeprägt wird. Die Vorwärmphase wird immer wieder aktiviert oder kann aktiviert bleiben, bis die Leistungshalbleiter eine Temperatur erreicht haben, welche keine Einschränkung der maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung mehr notwendig macht.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Umrichter, insbesondere mit Gleichspannungszwischenkreis, vorgeschlagen, welcher zumindest Leistungshalbleiter, eine erfindungsgemäße Recheneinheit, ein erfindungsgemäßes Computerprogramm, ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt, eine erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung und die Temperaturerfassung aufweist.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgeschlagen, welches einen erfindungsgemäßen Umrichter und eine mittels des Umrichters betreibbare elektrische Maschine, insbesondere eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine, aufweist.
Für die Elektro- oder Hybridfahrzeuge werden von Herstellern derartiger Fahrzeuge hohe Anforderungen bzgl. Zuverlässigkeit und Lebensdauer an elektrische und elektronische Bauteile gestellt. Anbieter von Umrichtern, mit denen elektrische Maschinen in Elektro- oder Hybridfahrzeugen betrieben werden sollen, müssen demnach sicherstellen, dass ihre Produkte auch unter teilweise extremen Umweltbedingungen betriebsbereit, leistungsfähig und haltbar sind. So sind entsprechende Vorgaben für Temperaturbereiche von beispielsweise –40°C bis +80°C durchaus üblich für Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Trotz dieser Vorgaben ist nicht nur der Hersteller der Elektro- oder Hybridfahrzeuge daran interessiert, möglichst einen Wirkungsgrad sicherzustellen, der einen Betrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeuges nicht nur technisch sondern auch betriebswirtschaftlich sinnvoll macht.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich demnach besonders gut, einen sicheren Betrieb der Leistungshalbleiter zu gewährleisten und dabei die elektrischen Verluste in Leistungshalbleitern der Umrichter weiter zu reduzieren, somit also insbesondere die Anforderungen der Hersteller von Elektro- oder Hybridfahrzeuge zu treffen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
1 ein Diagramm mit einer Kollektor-Emitter-Spannung V_CE und einem Kollektorstrom I_C während eines Abschaltvorgangs AV von Leistungshalbleitern,
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern,
3 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern,
4 einen schematischen Schaltplan eines Umrichters 3 mit Leistungshalbleitern 1 am Gleichspannungszwischenkreis 2, mit einer Recheneinheit 7 und einer Ansteuervorrichtung 10 sowie einer vom Umrichter 3 angetriebenen elektrischen Maschine 4, AM, SM und
5 eine schematische Darstellung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 13 mit Umrichters 3 und einer vom Umrichter 3 angetriebenen elektrischen Maschine 4, AM, SM.
In 1 wird ein Diagramm mit einer Kollektor-Emitter-Spannung V_CE und einem Kollektorstrom I_C aufgezeigt, welches beispielhaft einen Abschaltvorgang AV von Leistungshalbleitern an einem Gleichspannungszwischenkreis mittels entsprechender elektrischer Kenngrößen beschreibt. An einer Achse des Diagramms ist eine Zeit t aufgetragen, welche eine Abfolge und eine Dauer von Zuständen der Leistungshalbleiter, also einen leitenden Zustand LZ sowie einen sperrenden Zustand SZ, gemeinsam mit dem eigentlichen Abschaltvorgang der Leistungshalbleiter darlegt.
An einer weiteren Achse des Diagramms in 1 sind Strom I und Spannung V aufgetragen, wobei damit insbesondere ein Kollektorstrom I_C und eine Kollektor-Emitter-Spannung V_CE gekennzeichnet werden, mittels derer ein typischer Abschaltvorgang AV in Leistungshalbleitern beschreibbar ist. Zum besseren Verständnis des Abschaltvorgangs AV sind weitere elektrische Kenngrößen im Diagramm dargestellt, wie eine maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES des Leistungshalbleiters, welche für Temperaturen am Leistungshalbleiter von beispielsweise +25°C angegeben wird, eine beispielsweise bei –40°C angegebene maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES-40 des Leistungshalbleiters, eine Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE am Leistungshalbleiter sowie eine Gleichspannung V_DC am Gleichspannungszwischenkreis.
Der Abschaltvorgang AV, wie er dem Diagramm in 1 zu entnehmen ist, beginnt aus dem für den Leistungshalbleiter leitenden Zustand LZ heraus. Der Kollektorstrom I_C fließt im leitenden Zustand LZ, je nach geforderter Höhe und in vorgegebenen Grenzen, durch den Leitungshalbleiter, während die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE am Leistungshalbleiter faktisch Null ist. Mit Beginn des Abschaltvorgangs AV steigt die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE kontinuierlich an. Zeitversetzt dazu beginnt der Kollektorstrom I_C zu fallen, bis er einen Wert annähernd Null annimmt. Ein kleiner Leckstrom kann ggf. weiter fließen. Die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE überschreitet beim Abbau des Kollektorstroms I_C kurzzeitig einen für die Gleichspannung V_DC am Gleichspannungszwischenkreis charakteristischen Wert, was durch die in 1 aufgezeigte Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE zum Ausdruck kommt.
Je nach Stromsteilheit dI_C/dt des Kollektorstroms I_c, welche eine Ableitung des Kollektorstroms I_C nach der Zeit t ist, wird auch ein Wert der Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE bestimmbar, welcher von einer am Gleichspannungskreis vorhandenen Induktivität L (Induktivität eines Kommutierungskreises) abhängig ist. Es muss nunmehr generell sichergestellt werden, dass die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE, in Summe mit der auftretenden Kollektor-Emitter-Abschaltüberspannung ΔV_CE, nicht die für den Leistungshalbleiter definierte maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES übersteigt. In 1 ist zu sehen, dass beispielsweise die bei –40°C auftretende, maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES-40 ebenfalls zu berücksichtigen ist und nicht überschritten werden darf, da sie, im Gegensatz zur maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung V_CES bei +25°C, deutlich reduziert ist. Der Abschaltvorgang AV wird abgeschlossen, wenn der Kollektorstroms I_C faktisch Null ist und die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE den für die Gleichspannung V_DC am Gleichspannungszwischenkreis charakteristischen Wert erreicht hat und somit der sperrende Zustand SZ des Leistungshalbleiters eingetreten ist.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern. Um zu ermitteln, ob eine Vorwärmphase VP zum Vorwärmen, also zum Betrieb der Leistungshalbleiter notwendig ist, wird ein Temperaturvergleich V_T durchgeführt. Der Temperaturvergleich V_T vergleicht eine Temperatur T am Leistungshalbleiter, welche mittels einer Temperaturerfassung erfasst wurde, mit einer Referenztemperatur T_ref., welche anwendungsspezifisch festgelegt wurde. Ein vom Temperaturvergleich V_T bereitgestelltes Temperatur-Vergleichsergebnis RES_T wird ausgewertet. Ist dabei die Temperatur T am Leistungshalbleiter kleiner als die Referenztemperatur T_ref., wird die Vorwärmphase VP aktiviert und während der Vorwärmphase VP ein Vorwärmstrom I_Heat festgelegt, welcher in eine elektrische Last, insbesondere in eine elektrische Maschine eingeprägt wird. Ergibt die Auswertung des Temperatur-Vergleichsergebnisses RES_T, dass die Temperatur T am Leistungshalbleiter gleich oder größer der Referenztemperatur T_ref. ist, wird die Vorwärmphase VP nicht aktiviert.
Eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern wird in der 3 aufgezeigt. Ausgehend von einer bereits aktivierten Vorwärmphase VP wird ermittelt, ob die Vorwärmphase VP zum Vorwärmen der Leistungshalbleiter weiterhin notwendig ist oder ggf. verlängert bzw. neu angestoßen werden muss. Zwischenzeitlich könnte während einer aktivierten Vorwärmphase VP auch eine für den Leistungshalbleiter kritische Temperatur T erreicht werden, welche zur Deaktivierung der Vorwärmphase VP führen sollte.
Daher wird ein weiterer Temperaturvergleich V_TX durchgeführt, der die Temperatur T am Leistungshalbleiter mit einer weiteren Referenztemperatur T_{ref._X}, welche ebenfalls anwendungsspezifisch festgelegt wurde, vergleicht. Ein vom weiteren Temperaturvergleich V_TX bereitgestelltes Temperatur-Vergleichsergebnis RES_TX wird ausgewertet. Ist dabei die Temperatur T am Leistungshalbleiter kleiner als die weitere Referenztemperatur T_{ref._X}, bleibt die Vorwärmphase VP über deren Dauer aktiviert bzw. kann die Dauer der Vorwärmphase VP auch verlängert werden. Vergleichbar mit 2 wird während der nunmehr andauernden oder neu aktivierten Vorwärmphase VP der Vorwärmstrom I_Heat in die elektrische Last, insbesondere in die elektrische Maschine eingeprägt. Ergibt die Auswertung des weiteren Temperatur-Vergleichsergebnisses RES_TX, dass die Temperatur T am Leistungshalbleiter gleich oder größer der weiteren Referenztemperatur T_{ref._X} ist, wird die Vorwärmphase VP deaktiviert.
Eine konkrete Auslegung von Vergleichsbedingungen (>, <, =, >=, <=) für den Temperaturvergleich V_T bzw. den weiteren Temperaturvergleich V_TX des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei im fachmännischen Ermessen bzw. ist anwendungsspezifisch.
Mittels der beiden Ausführungsbeispiele nach 2 und 3 kann nunmehr auf eine pauschale Reduzierung der maximal sperrenden Kollektor-Emitter-Spannung V_CE verzichtete werden, wenn Leistungshalbleiter auch bei entsprechend niedrigen Temperaturen eingesetzt werden sollen. Nach Durchführung der Vorwärmphase VP ist eine gewünschte Erwärmung der Leistungshalbleiter gewährleistet. Während des weiteren Betriebs der Leistungshalbleiter kann deren Verlustleistung reduziert werden, da die bei beispielsweise –40°C auftretende maximal sperrende Kollektor-Emitter-Spannung V_CES-40 dann nicht mehr berücksichtigt werden muss.
Mit der 4 wird ein schematischer Schaltplan eines Umrichters 3 mit Leistungshalbleitern 1 am Gleichspannungszwischenkreis 2, mit einer Recheneinheit 7 und einer Ansteuervorrichtung 10 sowie einer vom Umrichter 3 angetriebenen elektrischen Maschine 4, AM, SM gezeigt.
Der Umrichter 3 wird an einem Gleichspannungszwischenkreis 2 mit einer Gleichspannung V_DC betrieben, welche ein positives Gleichspannungspotential DC₊ und ein negatives Gleichspannungspotential DC_– aufweist. Am Gleichspannungszwischenkreis 2 sind Leistungshalbleiter 1, insbesondere IGBTs, zwischen den beiden Gleichspannungspotentialen DC₊, DC_– der Gleichspannung V_DC angeordnet. Diese Leistungshalbleiter 1 weisen jeweils ein Gate G, einen Kollektor C und einen Emitter E auf (in 4 nur an einem der Leistungshalbleiter 1 dargestellt). Je nach Anwendung werden Leistungshalbleiter 1 oft in einem Modul baulich zusammengefasst, was eine kompakte Bauweise erlaubt. Die Module können beispielsweise als Sechspuls-Brückenschaltung (wie insbesondere in 4 gezeigt) oder auch einzelnen Halbbrückenschaltungen ausgeführt sein.
Der Umrichter 3 ist dafür vorgesehen, eine elektrische Maschine 4, AM, SM anzutreiben oder Energie bei generatorischen Betrieb der elektrische Maschine 4 aufzunehmen. Die elektrische Maschine 4 ist mit den am Gleichspannungszwischenkreis 2 angeordneten Leistungshalbleitern 1 mittels eines Drehstromanschlusses elektrisch verbunden.
Weiterhin ist eine Temperaturerfassung 5 zur Erfassung einer Temperatur T an einem der Leistungshalbleiter 1 angeordnet, wobei noch weitere Temperaturerfassungen 5 an entsprechenden Leistungshalbleitern 1 angeordnet sein können. Die Temperaturerfassung 5 ist mit einem Temperatureingang 8 einer Recheneinheit 7 verbunden, um der Recheneinheit 7 die Temperatur T bereitzustellen. Die Recheneinheit 7 weist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest einen Temperaturvergleich V_T, einen weiteren Temperaturvergleich V_TX, eine Vorwärmphase VP sowie eine Vektorreglung VR auf.
Ist die Vorwärmphase VP aktiviert, gibt die Recheneinheit 7 die in Abhängigkeit der Vektorreglung VR entsprechenden festgelegten Steuersignale S zur weiteren Erzeugung von Gate-Ansteuersignalen AS_Gate für Gates G der Leistungshalbleiter 1 an einen Signalausgang 9 ab.
Die Ansteuervorrichtung 10 nimmt die Steuersignale S mittels eines Signaleingangs 11 auf und legt die entsprechenden Gate-Ansteuersignale AS_Gate fest. Die Gate-Ansteuersignale AS_Gate werden mittels Gate-Ansteuersignalausgängen 12 zu den Gates G übertragen, um die Gates G der Leistungshalbleiter 1 zu schalten. Die Leistungshalbleiter 1 prägen nunmehr bei aktivierter Vorwärmphase VP einen Vorwärmstrom I_Heat in die elektrische Maschine 4 ein.
Kommt eine Asynchronmaschine AM als elektrische Maschine 4 zum Einsatz, welche mit oder ohne Drehmoment an ihrer Welle 6 betrieben wird, so ist der Vorwärmstrom I_Heat während aktivierter Vorwärmphase VP entweder Teil eines Magnetisierungsstroms I_M der Asynchronmaschinen AM oder er entspricht vollständig dem Magnetisierungsstrom I_M der Asynchronmaschine AM.
Kommt eine Synchronmaschine SM als elektrische Maschine 4 zum Einsatz, welche mit oder ohne Drehmoment an ihrer Welle 6 betrieben wird, ist der Vorwärmstrom I_Heat während aktivierter Vorwärmphase VP entweder Teil eines feldbildenden Stroms I_d der Synchronmaschine SM oder er entspricht vollständig dem feldbildenden Strom I_d der Synchronmaschine SM
Die schematische Darstellung nach 5 zeigt ein Elektro- oder Hybridfahrzeugs 13, welches den Umrichter 3 aufweist. Der Umrichter 3 ist dazu vorgesehen, eine elektrische Maschine 4 anzutreiben. Diese elektrische Maschine kann sowohl eine Asynchronmaschine AM wie auch eine Synchronmaschine SM sein. Weiterhin kann der Umrichter 3 eine von der elektrischen Maschine 4, AM, SM beispielsweise beim Bremsen abgegebene elektrische Energie in das Elektro- oder Hybridfahrzeug 13 zurückspeisen. Für einen derartigen Einsatz in Elektro- oder Hybridfahrzeugen 13 ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet.

Claims

Verfahren zum Betrieb von Leistungshalbleitern (1), welche in Umrichtern (3), insbesondere an einem Gleichspannungszwischenkreis (2) der Umrichter (3), angeordnet sind, wobei – eine Temperatur (T) von zumindest einem der Leistungshalbleiter (1) mittels einer Temperaturerfassung (5) erfasst wird, – durch einen Temperaturvergleich (V_T) diese Temperatur (T) mit einer Referenztemperatur (T_ref.) verglichen und als ein Temperatur-Vergleichsergebnis (RES_T) bereitgestellt wird, – in Abhängigkeit des Temperatur-Vergleichsergebnisses (RES_T) eine Vorwärmphase (VP) zum Vorwärmen der Leistungshalbleiter (1) aktiviert wird und, – während der Vorwärmphase (VP) ein Vorwärmstrom (I_Heat) festgelegt und in eine mit den Leistungshalbleitern (1) verbundene elektrische Last, insbesondere in eine elektrische Maschine (4), eingeprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorwärmphase (VP) dann aktiviert wird, wenn das Temperatur-Vergleichsergebnis (RES_T) ergibt, dass die Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, kleiner als die Referenztemperatur (T_ref.) ist oder die Vorwärmphase (VP) dann nicht aktiviert wird, wenn die Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, größer als die Referenztemperatur (T_ref.) oder gleich der Referenztemperatur (T_ref.) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei durch einen weiteren Temperaturvergleich (V_TX) die Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, mit einer weiteren Referenztemperatur (T_{ref._X}) verglichen und als ein weiteres Temperatur-Vergleichsergebnis (RES_TX) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vorwärmphase (VP), welche aktiviert ist, dann aktiv bleibt, wenn das weitere Temperatur-Vergleichsergebnis (RES_TX) ergibt, dass die Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, kleiner als die weitere Referenztemperatur (T_{ref._X}) ist oder die Vorwärmphase (VP), welche aktiviert ist, dann deaktiviert wird, wenn das weitere Temperatur-Vergleichsergebnis (RES_TX) ergibt, dass die Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, größer als die weitere Referenztemperatur (T_{ref._X}) oder gleich der weiteren Referenztemperatur (T_{ref._X}) ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Dauer der Vorwärmphase (VP) jeweils im Sekundenbereich, insbesondere von bis zu einer Sekunde liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei während der Vorwärmphase (VP), welche aktiviert ist, der Vorwärmstrom (I_Heat), dessen Bereitstellung insbesondere auch von einer Vektorreglung (VR) abhängig ist, in die elektrische Maschine (4) eingeprägt wird und wobei der Vorwärmstrom (I_Heat) kein Drehmoment in der elektrischen Maschine (4), insbesondere an einer Welle (6) der elektrischen Maschine (4), erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die elektrische Maschine (4) eine Asynchronmaschine (AM) ist und der Vorwärmstrom (I_Heat) während der Vorwärmphase (VP) mittels eines Magnetisierungsstroms (I_M), welcher insbesondere eine Stromkomponente der Vektorreglung (VR) für Asynchronmaschinen (AM) ist, in die Asynchronmaschine (AM) eingeprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die elektrische Maschine (4) eine Synchronmaschine (SM) ist und der Vorwärmstrom (I_Heat) während der Vorwärmphase (VP) mittels eines feldbildenden Stroms (I_d), welcher insbesondere eine Stromkomponente der Vektorreglung (VR) für Synchronmaschinen (SM) ist, in die Synchronmaschine (SM) eingeprägt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrische Maschine (4) mit einem Drehmoment betrieben wird, welches insbesondere an einer mechanischen Welle (6) der elektrischen Maschine (4) anliegt, und wobei während der Vorwärmphase (VP), welche aktiviert ist, der Vorwärmstrom (I_Heat), dessen Bereitstellung insbesondere auch von einer Vektorreglung (VR) abhängig ist, in die elektrische Maschine (4) eingeprägt wird.
Recheneinheit (7) zur Durchführung des Verfahrens zum Betrieb von Leistungshalbleitern (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Recheneinheit (7) zumindest aufweist – einen Temperatureingang (8) zur Aufnahme der Temperatur (T), welche mittels der Temperaturerfassung (5) erfasst wurde, und – einen Signalausgang (9) zur Abgabe von Steuersignalen (S), welche zur Erzeugung von Gate-Ansteuersignalen (AS_Gate) für Gates (G) der Leistungshalbleiter (1) vorgesehen sind.
Computerprogramm zum Betreiben der Recheneinheit (7) nach Anspruch 10.
Computerprogrammprodukt, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
Ansteuervorrichtung (10) zur Gate-Ansteuerung der Leistungshalbleiter (1), welche dafür ausgebildet ist, mit der Recheneinheit (7) nach Anspruch 10 das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, aufweisend zumindest – einen Signaleingang (11), welcher insbesondere zur Aufnahme von Steuersignalen (S) zur Bildung von Gate-Ansteuersignalen (AS_Gate) für die Leistungshalbleiter (1) geeignet ist, und – Gate-Ansteuersignalausgänge (12), welche zur Abgabe von Gate-Ansteuersignalen (AS_Gate) an Gates (G) der Leistungshalbleiter (1) geeignet sind.
Umrichter (3), insbesondere mit Gleichspannungszwischenkreis (2), zumindest aufweisend – Leistungshalbleiter (1), – eine Recheneinheit (7) nach Anspruch 10, – ein Computerprogramm nach Anspruch 11, – ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12, – eine Ansteuervorrichtung (10) nach Anspruch 13 und – die Temperaturerfassung (5).
Elektro- oder Hybridfahrzeug (13), aufweisend einen Umrichter (3) nach Anspruch 14 und eine mittels des Umrichters (3) betreibbare elektrische Maschine (4), insbesondere eine Asynchronmaschine (AM) oder eine Synchronmaschine (SM).