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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches System mit dem Steuergerät, ein Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Zum Betreiben elektrischer Antriebe werden üblicherweise Wechselrichter eingesetzt, die die elektrische Energie aus einer Gleichspannungsquelle, z. B. einer Batterie, in eine Wechselspannung umwandeln, um eine elektrische Maschine, z.B. eine Asynchronmaschine, mit Wechselspannung bzw. Wechselstrom zu versorgen. Der Wechselrichter weist hierzu sogenannte Halbbrücken auf. Diese Halbbrücken weisen Leistungshalbleiterschalter auf mittels denen der Gleichstrom und die Gleichspannung getaktet geschaltet werden, so dass an den Ausgangsklemmen des Wechselrichters eine Wechselspannung und ein Wechselstrom entsteht. Für diese Leistungshalbleiterschalter sind Stromobergrenzen vorgegeben, bei deren Überschreitung die Leistungshalbleiterschalter irreversibel geschädigt werden. Wenn nun höhere Ströme für den Betrieb des elektrischen Antriebs benötigt werden, werden daher diese Leistungshalbleiterschalter in den Wechselrichtern parallel geschaltet. Aufgrund von Bauteiltoleranzen werden jedoch die Leistungshalbleiterschalter auch beim parallelen Betrieb unterschiedlich stark belastet, da die Halbleiter nicht gleichzeitig einschalten und daher einer der Halbleiter gegebenenfalls früher einschaltet als ein anderer. Dies kann dazu führen, dass sich der Stromfluss zwischen den Schaltern ungleich aufteilt und somit einzelne Leistungshalbleiterschalter stärker thermisch belastet werden, schneller altern und somit schneller ausfallen. Ein Schaltungsaufbau, der die bei der Ansteuerung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter ebenfalls zu berücksichtigenden Laufzeitunterschiede der Ansteuersignale minimiert, ist aus der
WO 2011/120728 A2 bekannt.
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Es besteht daher das Bedürfnis hierzu Alternativen zu entwickeln, die eine gleichmäßige Belastung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter ermöglichen. So wird verhindert, dass einzelne Leistungshalbleiterschalter überlastet werden und vorzeitig ausfallen. Somit erhöht sich auch die Robustheit des Gesamtgerätes.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt, welches die folgenden Schritte aufweist:
Ermitteln mindestens eines Sollzeitpunktes für das jeweilige Ansteuern mindestens eines der Leistungshalbleiterschalter in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters; Betreiben des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters, wobei das Ansteuern des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters zu dem ermittelten Sollzeitpunkt erfolgt.
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Parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter sind mehrere, also eine Vielzahl von Leistungshalbleiterschaltern, die gewöhnlich in Abhängigkeit eines gemeinsamen Signals geöffnet oder geschlossen werden, also angesteuert werden. Ein Stromfluss durch einen Leistungshalbleiterschalter wird verhindert, solange der Leitungshalbleiterschalter geöffnet ist – Ein Stromfluss durch einen Leistungshalbleiterschalter wird ermöglicht, solange der Leitungshalbleiterschalter geschlossen ist. Zum Schließen eines Leistungshalbleiterschalters wird mittels einer Spannungsquelle eine Spannung an den Gateanschluss angelegt. Der Stromfluss innerhalb eines Leistungshalbleiterschalters wird unterbrochen, oder ein Leistungshalbleiterschalter wird geöffnet, indem die anliegende Spannung an dem Gateanschluss invertiert oder gegen GND geschaltet wird oder insbesondere reduziert oder weggenommen wird. Diesen Vorgang des Anlegens der Spannung, also des Schließens des Leistungshalbleiterschalters, und des Wegnehmens der Spannung, also das Öffnen des Leistungshalbleiterschalters wird als Ansteuerung eines Halbleiters verstanden. Wie bereits oben erläutert schließen und öffnen, also schalten, parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter trotz gleichzeitiger und gemeinsamer Ansteuerung meist nicht zum selben Zeitpunkt. Dies liegt unter anderem an den Bauteiltoleranzen der Leistungshalbleiterschalter. Die Leistungshalbleiterschalter schließen bzw. öffnen daher bei leicht unterschiedlichen Gatespannungen. Die früher schließenden und oder später öffnenden Leistungshalbleiterschalter werden somit bei parallelen Betrieb aufgrund des längeren Stromflusses durch die Leistungshalbleiterschalter stärker belastet und altern schneller. Daher wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des Leistungshalbleiterschalters ein Zeitpunkt als Sollzeitpunkt für eine individuelle Ansteuerung eines Leistungshalbleiterschalters ermittelt und der entsprechende Leistungshalbleiterschalter zu diesem Sollzeitpunkt angesteuert. Idealerweise wird für jeden einzelnen der Leistungshalbleiterschalter ein entsprechender Sollzeitpunkt ermittelt, aber auch die Ermittlung eines Sollzeitpunktes für einen oder eine Gruppe, zum Beispiel ein Leistungshalbleiterschaltermodul, der parallel zu schaltenden Leistungshalbleiterschalter ist vorteilhaft. Vorteilhaft wird somit ein Verfahren geschaffen, welches eine zeitlich individuelle Ansteuerung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter ermöglicht und damit eine gleichmäßigere Belastung und Alterung der Leistungshalbleiterschalter ermöglicht. Vorteilhaft ergibt sich somit die Möglichkeit der Verwendung von unterschiedlichen Bauteilen oder Bauteilen mit größerer Toleranz beziehungsweise Streuung. Beziehungsweise ist sogar ein Verzicht auf eine vorherige Toleranzbestimmung bzw. Klassifizierung der Bauteile vor der Verwendung möglich. Weiter ergibt sich dadurch eine Erhöhung der Bauteilausbeute, der Prüfprozess beim Hersteller kann vereinfacht werden, und somit werden auch die Kosten gesenkt. Ferner besteht die Möglichkeit der Parallelschaltung von Leistungshalbleiterschaltern unterschiedlicher Leistungsklassen oder Chipflächen, ohne dass dadurch das schwächere Bauteil überlastet wird. Auch die Skalierbarkeit der Leistungsfläche des Gesamtgerätes wird vereinfacht, da Leistungshalbleiterschaltermodule mit unterschiedlichen Leistungshalbleiterschaltern zusammen verwendet werden können.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren einen zusätzlichen Schritt auf:
Ermitteln von mindestens einer Temperatur des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters wobei die ermittelte Temperatur als Betriebsparameter beim Ermitteln des Sollzeitpunktes verwendet wird.
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Je länger ein Leistungshalbleiterschalter belastet wird, also je länger die Zeit ist, während der der Strom durch den Leistungshalbleiterschalter fließt, desto stärker erwärmt sich der Leistungshalbleiterschalter. Bei parallel geschalteten und betriebenen Leistungshalbleiterschaltern ist folglich derjenige länger oder stärker belastet, der wärmer ist. Durch Ermitteln der Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters kann somit festgestellt werden, wie stark der Leistungshalbleiterschalter belastet ist. Das Ermitteln der Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters erfolgt beispielsweise mittels eines Temperatursensors, der innerhalb des Leistungshalbleiterschaltermoduls angebracht ist. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, die Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters zu bestimmen, z.B. mittels einer sehr genauen Strommessung durch den Leistungshalbleiterschalter, da die Erwärmung des Leistungshalbleiterschalters mit dem Strom, insbesondere zumindest teilweise, korreliert.
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Vorteilhaft kann, durch Nutzung der Temperatur eines Leistungshalbleiterschalters als Betriebsparameter bei der Ermittlung des Sollzeitpunktes, der Zeitpunkt der Ansteuerung in Abhängigkeit der aktuellen Belastung angepasst werden und somit die Belastung des Leistungshalbleiterschalters bei drohender Überlastung reduziert und bei unterdurchschnittlicher Belastung erhöht werden, sodass eine möglichst gleichmäßige Belastung oder Alterung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter erfolgt. Zur Reduzierung der Belastung wird beispielsweise der Sollzeitpunkt zum Schließen des Leistungshalbleiterschalters verzögert, sodass die Verluste, die beim Schließen des Stromkreises anfallen, verstärkt von den Leistungshalbleiterschaltern getragen werden, die bereits zu einem früheren Zeitpunkt schließen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren einen zusätzlichen Schritt auf:
Ermitteln von einem Strom durch den mindestens Leistungshalbleiterschalter, wobei der ermittelte Strom als Betriebsparameter beim Ermitteln des Sollzeitpunktes verwendet wird.
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Je länger ein Leistungshalbleiterschalter belastet wird, also je länger die Dauer ist, während der der Strom durch den Leistungshalbleiterschalter fließt, desto stärker wird er belastet und erwärmt und desto stärker altert er. Ebenso erhöht sich die Belastung, Erwärmung und Alterung mit steigernder Stromstärke. Durch Ermitteln des Stromdurchflusses durch einen Leistungshalbleiterschalters kann somit festgestellt werden, wie stark der Leistungshalbleiterschalter belastet wird. Das Ermitteln des Stroms durch einen Leistungshalbleiterschalter erfolgt beispielsweise mittels eines Sense-Ausgangs an den einzelnen Leistungshalbleiterschaltern, wobei auch andere Verfahren zur Messung des Stroms durch einen Leistungshalbleiterschalter denkbar sind.
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Vorteilhaft kann, durch Nutzung der Ermittlung des Stroms durch einen Leistungshalbleiterschalters als Betriebsparameter bei der Ermittlung des Sollzeitpunktes, der Zeitpunkt der Ansteuerung in Abhängigkeit der aktuellen Belastung angepasst werden und somit die Belastung des Leistungshalbleiterschalters bei drohender Überlastung reduziert und bei unterdurchschnittlicher Belastung erhöht werden, sodass eine möglichst gleichmäßige Belastung oder Alterung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter erfolgt.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung löst das Ansteuern das Öffnen oder das Schließen des Leistungshalbleiterschalters aus und als Sollzeitpunkt zum Schließen des Leistungshalbleiterschalters wird ein späterer Zeitpunkt ermittelt, je größer der Betriebsparameter, insbesondere wenn ein vorgebbarer erster Schwellwert überschritten wird. Wobei der Wert des Betriebsparameters insbesondere mit der Höhe der Belastung ansteigt. Oder als Sollzeitpunkt zum Schließen des Leistungshalbleiterschalters wird ein früherer Zeitpunkt ermittelt, je kleiner der Betriebsparameter ist, insbesondere wenn ein vorgebbarer zweiter Schwellwert unterschritten wird. Und/ oder als Sollzeitpunkt zum Öffnen des Leistungshalbleiterschalters wird ein früherer Zeitpunkt ermittelt, je größer der Betriebsparameter ist, insbesondere wenn ein vorgebbarer dritter Schwellwert überschritten wird. Oder als Sollzeitpunkt zum Öffnen des Leistungshalbleiterschalters wird ein späterer Zeitpunkt ermittelt wird, je kleiner der Betriebsparameter ist, insbesondere wenn ein vorgebbarer vierter Schwellwert unterschritten wird
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Wie bereits dargestellt korreliert der Wert des Betriebsparameters mit der Stärke der Belastung des Leistungshalbleiterschalters. Daher wird als Sollzeitpunkt für die Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters für das Schließen des Leistungshalbleiterschalters ein späterer Zeitpunkt ermittelt, insbesondere, wenn der Betriebsparameter einen vorgebbaren, applizierten ersten Schwellwert überschreitet. Somit schließt der stärker belastete Leistungshalbleiterschalter später als andere der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter. Vorteilhaft führt dies zu einer Entlastung des Leistungshalbleiterschalters, da sich der Strom bereits beim Schließen des Halbleiters auf die parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter verteilt. Weiter wird als Sollzeitpunkt für die Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters für das Schließen des Leistungshalbleiterschalters ein früherer Zeitpunkt ermittelt, insbesondere wenn der Betriebsparameter einen vorgebbaren, applizierten zweiten Schwellwert unterschreitet. Somit schließt der schwächer belastete Leistungshalbleiterschalter früher als andere der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter. Vorteilhaft führt dies zu einer zusätzlichen Belastung des Leistungshalbleiterschalters, da sich der Strom beim Schließen des Halbleiters noch nicht auf die parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter verteilt. Umgekehrt analog verhält sich dies für das Öffnen des Leistungshalbleiterschalters: für stärker belastete Leistungshalbleiterschalter wird ein früherer, für schwächer belastete Leistungshalbleiterschalter wird ein späterer Zeitpunkt als Sollzeitpunkt ermittelt.
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Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine möglichst gleichmäßige Belastung oder Alterung der parallel geschalteten und betriebenen Leistungshalbleiterschalter ermöglicht.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren einen weiteren zusätzlichen Schritt auf: Ermitteln von jeweils einer Temperatur von mindestens einem ersten und einem zweiten der Leistungshalbleiterschalter, wobei eine Differenz der Temperaturen des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterschalter als Betriebsparameter beim Ermitteln des Sollzeitpunktes verwendet wird.
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Bei den bisher beschriebenen Verfahren wurde der Sollzeitpunkt für einen Leistungshalbleiterschalter nur in Abhängigkeit des Betriebsparameters desselben Leistungshalbleiterschalters ermittelt. Bei dem vorliegenden Verfahren findet ein Vergleich des Betriebsparameters mit dem Betriebsparameter mindestens eines weiteren Leistungshalbleiterschalters statt, es wird eine Differenz gebildet. Vorteilhaft besteht somit die Möglichkeit, die Sollzeitpunkte nach den bisher beschriebenen Verfahren so zu ermitteln, dass die Differenz reduziert wird und somit eine gleichmäßige Belastung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter erzielt wird.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren einen weiteren zusätzlichen Schritt auf: Ermitteln jeweils eines Stroms durch mindestens einen ersten und einen zweiten der Leistungshalbleiterschalter, wobei eine Differenz der ermittelten Ströme des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterschalters als Betriebsparameter beim Ermitteln des Sollzeitpunktes verwendet wird.
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Bei dem vorliegenden Verfahren findet ebenfalls ein Vergleich der Betriebsparameter zweier Leistungshalbleiterschalter, in diesem Fall der Vergleich des Stroms durch einen Leistungshalbleiterschalter mit dem Strom durch einen zweiten Leistungshalbleiterschalter. Zur Auswertung des Vergleichs wird eine Differenz gebildet. Vorteilhaft besteht somit die Möglichkeit, die Sollzeitpunkte nach den bisher beschriebenen Verfahren so zu ermitteln, dass die Differenz reduziert wird und somit eine gleichmäßige Belastung der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter erzielt wird.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden beim Ermitteln der Sollzeitpunkte für das Ansteuern des mindestens ersten und des zweiten Leistungshalbleiterschalters Zeitpunkte in Abhängigkeit des Betriebsparameters ermittelt, insbesondere Zeitpunkte, deren Differenz proportional zur Größe des Betriebsparameters ist.
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Vorliegend erfolgt die Ermittlung der Sollzeitpunkte in Abhängigkeit des Betriebsparameters, der die Größe der Abweichung der verglichenen Parameter, insbesondere Temperatur oder Strom zweier Leistungshalbleiterschalter, beschreibt. Insbesondere wird die Differenz zweier Sollzeitpunkte größer, je größer die Differenz deren Betriebsparameter ist, also je ausgeprägter der Unterschied ihrer Belastung ist. Vorteilhaft wird somit ein Verfahren geschaffen, welches eine schnelle Angleichung der Belastung parallel geschalteter ungleichmäßig belasteter Leistungshalbleiterschalter ermöglicht.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden als parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter mindestens teilweise parallel geschaltete Leistungshalbleitermodule verwendet, wobei ein Leistungshalbleitermodul parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter umfasst.
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Das bedeutet, dass statt einzelnen einzeln ansteuerbaren parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern mindestens teilweise parallel geschaltete Leistungshalbleitermodule verwendet werden. Ein Leistungshalbleitermodul entspricht dabei einer Parallelschaltung mehrerer Leistungshalbleiterschalter, deren Eingangs-, Ausgangs und Ansteueranschlüsse jeweils zusammengeführt sind. Solche Leistungshalbleitermodule sind in verschiedenen Größen und Leistungsklassen bekannt und werden für die Stromführung und Unterbrechung höherer elektrischer Leistungen mittels eines Ansteuersignals verwendet.
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Vorteilhaft wird somit ein Betrieb parallel geschalteter Leistungshalbleitermodule ermöglicht, bei dem die einzelnen Leistungshalbleitermodule ebenfalls gleichmäßiger belastet werden, als wenn alle Leistungshalbleitermodule mittels einem Ansteuersignal angesteuert werden und aufgrund ihrer Bauteiltoleranzen oder ihrer unterschiedlichen Dimensionierung unterschiedlich schnell und sensitiv auf ein Ansteuersignal reagieren. Es ergeben sich somit für den Betrieb der parallel geschalteten Leistungshalbleitermodule vergleichbare Vorteile wie für den Betrieb parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter.
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Ferner wird ein Steuergerät zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter bereitgestellt. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, mindestens einen Sollzeitpunkt für das jeweilige Ansteuern mindestens eines der Leistungshalbleiterschalter in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Leistungshalbleiterschalters zu ermitteln und den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter zu betreiben, wobei das Ansteuern zu dem ermittelten Sollzeitpunkt erfolgt.
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Erfindungsgemäß ermittelt das Steuergerät in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des Leistungshalbleiterschalters mindestens einen Zeitpunkt als Sollzeitpunkt für die individuelle Ansteuerung eines Leistungshalbleiterschalters und steuert den entsprechenden Leistungshalbleiterschalter zu diesem Sollzeitpunkt an. Idealerweise wird für jeden einzelnen der Leistungshalbleiterschalter ein entsprechender Sollzeitpunkt ermittelt, aber auch die Ermittlung eines Sollzeitpunktes für einen oder eine Gruppe, zum Beispiel ein Leistungshalbleiterschaltermodul, der parallel zu schaltenden Leistungshalbleiterschalter ist vorteilhaft. Vorteilhaft wird somit ein Steuergerät geschaffen, welches eine zeitlich individuelle Ansteuerung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter ermöglicht und damit eine gleichmäßigere Belastung und Alterung der Leistungshalbleiterschalter ermöglicht.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuergerät mindestens eine Ansteuerlogik auf, die dazu ausgebildet ist, den Wert mindestens eines Betriebsparameters zu empfangen und in Abhängigkeit des Betriebsparameters mindestens einen Sollzeitpunkt für die Ansteuerung des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters zu ermitteln und den mindestens einen Leistungshalbleiterschalter zum Sollzeitpunkt anzusteuern.
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Dies bedeutet, dass mindestens eine Ansteuerlogik, zum Beispiel ein Mikroprozessor vorgesehen ist, die den Wert eines Betriebsparameters empfängt und in Abhängigkeit des Betriebsparameters mindestens einen Sollzeitpunkt für die Ansteuerung des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters ermittelt. Weiter steuert die Ansteuerlogik den Leistungshalbleiterschalter zum Sollzeitpunkt an.
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Vorteilhaft wird somit mindestens eine Ansteuerlogik bereitgestellt, welche eine Beeinflussung der individuellen Belastung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter ermöglicht, insbesondere eine Einstellung der gleichmäßigen Belastung parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter.
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Ferner wird ein elektrisches System mit parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern bereitgestellt mit einem Steuergerät zum Betreiben der parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter.
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Vorteilhaft wird somit ein elektrisches System mit parallel geschalteten Leistungshalbleiterschaltern bereit gestellt, welches den Betrieb parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter derart ermöglicht, dass dies möglichst gleichmäßig belastet werden.
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Ferner wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Ferner wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.
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Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend auf das erfindungsgemäße Steuergerät bzw. auf das elektrische System und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Im folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden. Dazu zeigen:
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1 Ein elektrisches System mit einem Steuergerät in einer schematischen Darstellung
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2 Ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die 1 zeigt ein elektrisches System 10 in einer schematischen Darstellung. Das elektrische System 10 umfasst Leistungshalbleiterschalter LH1, LH2, LH3...LHn, die parallel geschaltet sind und im geschlossenen Zustand einen elektrischen Strom von dem Potential T+ zu dem Potential T– leiten und im offenen Zustand die Potentiale trennen. Die Gateanschlüsse der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn sind mit den jeweiligen Ansteuerlogiken ALE1...ALEn verbunden. In der Darstellung ist jeweils ein Leistungshalbleiterschalter LHn mit einer Ansteuerlogik ALEn verbunden. Innerhalb der Ansteuerlogiken ALE1...ALEn werden die jeweiligen Sollzeitpunkte zur Ansteuerung der jeweiligen parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter LHn ermittelt. Entsprechend wird zu den jeweiligen Sollzeitpunkten zum Schließen der Leistungshalbleiterschalter LHn die Spannung an den jeweiligen Gateanschlüssen angelegt oder zum Öffnen der Leistungshalbleiterschalter LHn die anliegende Spannung an dem Gateanschluss invertiert oder gegen GND geschaltet oder insbesondere reduziert oder weggenommen. Parallel geschaltete Leistungshalbleiterschalter LHn sind mehrere, also eine Vielzahl von Leistungshalbleiterschaltern LHn, die gewöhnlich in Abhängigkeit eines gemeinsamen Signals angesteuert werden. In der Figur ist eine entsprechende Ansteuerung R dargestellt, die beispielsweise als ein Maschinenregler oder ein PWM-Regler (ein Pulsweitenmodulations-Regler) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird das gemeinsame Signal der Ansteuerung R parallel an die Ansteuerlogiken ALEn übertragen. In Abhängigkeit des gemeinsamen Signals und den Betriebsparametern der Leistungshalbleiterschalter LHn wird dann innerhalb einer Ansteuerlogik ALEn ein individueller Sollzeitpunkt zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterschalters LHn ermittelt, zu dem dann der an die jeweilige Ansteuerlogik angeschlossene Leistungshalbleiterschalter LHn angesteuert wird. Insbesondere ist auch eine Verbindung einer Ansteuerlogik ALEn mit mehreren Gateanschlüssen einer Gruppe von LHn möglich, wobei dann für die einzelnen Leistungshalbleiterschalter LHn innerhalb der Gruppe nur ein gemeinsamer Sollzeitpunkt zur Ansteuerung der LHn innerhalb der Gruppe ermittelt wird. Die Ansteuerlogiken empfangen Informationen bezüglich der Betriebsparameter eines Leistungshalbleiterschalters LHn (oder einer Gruppe von Leistungshalbleiterschaltern LHn). Beispielhaft sind dazu in der 1 Temperatursensoren T1...Tn dargestellt, die die jeweilige Temperatur des Leistungshalbleiterschalters LHn (oder der Gruppe von LHn) der entsprechenden Ansteuerlogik ALEn bereitstellen. Die Temperatursensoren können direkt an den einzelnen Leistungshalbleiterschaltern angebracht sein. Auch eine andere Position der Temperatursensoren ist denkbar, wenn der ermittelte Temperarturwert einem entsprechenden Leistungshalbleiterschalter LHn (oder der Gruppe von LHn) zugeordnet werden kann und daraus auf die Temperatur des entsprechenden Leistungshalbleiterschalter LHn (oder der Gruppe von LHn) geschlossen werden kann. Ebenso können die Stöme I1...In durch die Leistungshalbleiterschalter gemessen und der entsprechenden Ansteuerlogik ALEn bereitgestellt werden. Die Messung der Ströme I1...In wird beispielsweise wie dargestellt mittels Sense Ausgängen der Leistungshalbleiterschalter LHn erfasst. Auch hier sind andere Varianten zur Messung des Stroms denkbar. Es sollte wiederum möglich sein, einen ermittelten Stromwert dem dazugehörigen Leistungshalbleiterschalter LHn (oder der Gruppe von LHn) zuzuordnen. In Abhängigkeit der ermittelten Temperaturen und oder der ermittelten Ströme ermittelt das Steuergerät jeweils die Sollzeitpunkte. Insbesondere bei einer kombinierten Ermittlung der Sollgrößen in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturen und Ströme ist eine noch exaktere Vorgabe der Sollzeitpunkte möglich. Entsprechend der Darstellung umfasst das Steuergerät SG sowohl die gemeinsame Ansteuerung R als auch die einzelnen Ansteuerlogiken ALEn. Gleichermaßen ist aber auch eine räumliche Trennung der gemeinsamen Ansteuerung R von den Ansteuerlogiken ALEn möglich. Insbesondere ist die Anordnung der Ansteuerlogiken ALEn im leistungselektronischen Bereich, möglichst nahe an den Leistungshalbleiterschaltern LHn, vorteilhaft. Somit wird eine noch exaktere, da direkter und ungestörter, Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter zu den ermittelten Sollzeitpunkten möglich. Wie in der 1 dargestellt, ist insbesondere ein Informationsaustausch der Ansteuerlogiken untereinander vorgesehen. Dies ermöglicht eine Ermittlung der jeweiligen Sollzeitpunkte nicht nur in Abhängigkeit des anzusteuernden Leistungshalbleiterschalter LHn, sondern auch in Abhängigkeit der Betriebsparameter oder der ermittelten Sollzeitpunkte der weiteren parallel geschalteten Leistungshalbleiterschalter LHn. Dies beschleunigt insbesondere die Ermittlung der Sollzeitpunkte dafür, dass eine möglichst gleichmäßige Belastung über alle Leistungshalbleiterschalter LHn eingestellt wird.
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Die 2 zeigt ein Verfahren 200 zum Betreiben parallel geschalteter Leistungshalbleiterschalter. Mit Schritt 210 startet das Verfahren. In Schritt 220 wird ein Sollzeitpunkt für das Ansteuern mindestens eines der Leistungshalbleiterschalter LH1...LHn in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des mindestens einen Leistungshalbleiterschalters LH1...LHn ermittelt. Mit Schritt 230 wird der Leistungshalbleiterschalter betrieben, wobei das Ansteuern zu dem ermittelten Sollzeitpunkt erfolgt. Mit Schritt 240 endet das Verfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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