DE102015223727A1 - Method and control device for operating a switching element in an inverter - Google Patents

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Abstract

Verfahren (300) zum Betrieb eines Schaltelements (LHS) in einem Wechselrichter (INV). Das Verfahren umfasst das Erfassen (320) eines Betriebspunktes (B1) des Wechselrichters (INV); das Anpassen (330) einer Ausschaltgeschwindigkeit (TA) des Schaltelements (LHS) in Abhängigkeit des Betriebspunktes (B1) und das Betreiben (350) des Schaltelements (LHS) mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit (TA).Method (300) for operating a switching element (LHS) in an inverter (INV). The method comprises detecting (320) an operating point (B1) of the inverter (INV); adjusting (330) a turn-off speed (TA) of the switching element (LHS) as a function of the operating point (B1) and operating (350) the switching element (LHS) with the adjusted turn-off speed (TA).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Schaltelementes in einem Wechselrichter. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Schaltelementes, einen Wechselrichter, sowie einen elektrischen Antriebsstrang.The invention relates to a method for operating a switching element in an inverter. Furthermore, the invention relates to a control device for the operation of a switching element, an inverter, and an electric drive train.

Stand der TechnikState of the art

In elektrischen Antriebssträngen von Elektro- und Hybridfahrzeugen werden Wechselrichter, bzw. Inverter oder Frequenzumrichter, zur Versorgung einer elektrischen Maschine mit Drehstrom aus einer Gleichstrom-Traktionsbatterie verwendet. Der Wechselrichter wird hierzu zum Stellen des geforderten Maschinendrehmoments eingesetzt. Die Verluste des Wechselrichters tragen signifikant zu den Gesamtverlusten eines Fahrzeugs, oder den Fahrzeugverlusten, bei. Die Fahrzeugverluste beeinflussen direkt die elektrische Fahrzeugreichweite bei gegebener Batteriekapazität oder den Energiebedarf aus der Batterie bei vorgegebener geforderter Reichweite. In den nächsten Jahren ist zu erwarten, dass die im Wechselrichter eingesetzten Schaltelemente, insbesondere IGBT-Leistungshalbleiterschalter, durch MOSFET-basierte wide-bandgap-Halbleitertechnologien, wie Silicium-Carbid-MOSFET, oder Halbleiter auf Gallium-Nitrid-Basis ersetzt werden. FET-basierte Halbleiter bieten gegenüber den etablierten IGBT-Halbleitern insbesondere im Teillastbereich ein erhebliches Effizienzsteigerungs- bzw. Verlustleistungsreduktionspotenzial. Aufgrund der Widerstandskennlinien nehmen die Durchlassverluste quadratisch mit dem Strom ab. Im Vergleich zu bipolaren Bauelementen fällt weiterhin der lineare Anteil weg. Weiter können die Schaltverluste aufgrund der höheren Schaltgeschwindigkeiten reduziert werden. Insbesondere ist von Vorteil, dass Ein- und Ausschaltgeschwindigkeit im Gegensatz zu bipolaren Bauelementen über sehr weite Bereiche leicht über eine Ansteuerbeschaltung einstellbar sind. Zu berücksichtigen ist dabei der signifikante Einfluss der Aufbau- und Verbindungstechnik auf die realisierbare Schaltgeschwindigkeit und damit auf das Einsparpotenzial. Aufgrund der parasitären Induktivitäten im Kommutierungskreis entsteht beim Schaltvorgang, insbesondere Ausschaltvorgang, eine transiente Schaltüberspannung an den Halbleitern, die abhängig von der Stromänderung ist. Um eine Zerstörung der Halbleiter zu verhindern muss abhängig von der Induktivität im Kommutierungskreis, dem zu schaltenden Phasenstrom und der am Wechselrichter anliegenden Zwischenkreisspannung die Schaltgeschwindigkeit, insbesondere Ausschaltgeschwindigkeit, derart reduziert werden, dass die spezifizierte maximale Blockierfestigkeit bzw. die maximale Sperrfestigkeit des Schaltelementes nicht überschritten wird. Eine reduzierte Schaltgeschwindigkeit führt jedoch zu höheren Verlusten im Wechselrichter, wodurch das Verbrauchseinsparpotenzial des FET-basierten Schaltelementes teilweise wieder kompensiert wird. Nach dem Stand der Technik werden die Schaltelemente betriebspunktunabhängig mit der gleichen Ansteuerbeschaltung angesteuert. Die Ausschaltgeschwindigkeit ist dabei derart ausgelegt, dass die Blockierfestigkeit der Halbleiter auch im Nennbetrieb bei maximaler Spannung und maximalen Strom ausreichend ist.In electrical powertrains of electric and hybrid vehicles, inverters, or inverters or frequency converters, are used to supply a three-phase electric machine from a DC traction battery. The inverter is used to set the required machine torque. The losses of the inverter contribute significantly to the total losses of a vehicle, or vehicle losses. The vehicle losses directly affect the electric vehicle range for a given battery capacity or the energy requirement from the battery for a given required range. In the next few years, it is expected that the switching elements used in the inverter, especially IGBT power semiconductor switches, will be replaced by MOSFET based wide bandgap semiconductor technologies, such as silicon carbide MOSFET, or gallium nitride based semiconductors. FET-based semiconductors offer a considerable increase in efficiency and power loss compared with the established IGBT semiconductors, especially in the partial load range. Due to the resistance characteristics, the forward losses decrease quadratically with the current. Compared to bipolar devices, the linear component is no longer available. Furthermore, the switching losses can be reduced due to the higher switching speeds. In particular, it is advantageous that, in contrast to bipolar components, on and off speeds can be easily adjusted over very wide ranges via a control circuit. The significant influence of the bodywork and connection technology on the achievable switching speed and thus on the potential for savings must be taken into account. Due to the parasitic inductances in the Kommutierungskreis arises during the switching process, in particular switching off, a transient switching overvoltage to the semiconductors, which is dependent on the current change. In order to prevent destruction of the semiconductors, depending on the inductance in the commutation circuit, the phase current to be switched and the intermediate circuit voltage applied to the inverter, the switching speed, in particular the turn-off speed, must be reduced such that the specified maximum blocking resistance or maximum blocking resistance of the switching element is not exceeded , However, a reduced switching speed leads to higher losses in the inverter, whereby the consumption saving potential of the FET-based switching element is partially compensated again. According to the prior art, the switching elements are driven independently of the operating point with the same drive circuit. The turn-off speed is designed such that the blocking resistance of the semiconductor is sufficient even in nominal operation at maximum voltage and maximum current.

Es besteht das Bedürfnis derartige Ansteuerungen zu verbessern, so dass eine Effizienzsteigerung, insbesondere eine Minimierung der Verluste innerhalb des Wechselrichters, insbesondere im Teillastbereich, ermöglicht wird.There is a need to improve such controls, so that an increase in efficiency, in particular a minimization of losses within the inverter, especially in the partial load range, is made possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Schaltelementes in einem Wechselrichter bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:

  • – Erfassen eines Betriebspunktes des Wechselrichters;
  • – Anpassen einer Ausschaltgeschwindigkeit des Schaltelementes in Abhängigkeit des Betriebspunktes;
  • – Betreiben des Schaltelementes mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit.
A method is provided for operating a switching element in an inverter. The method comprises the following steps:
  • - detecting an operating point of the inverter;
  • - Adapting a turn-off speed of the switching element as a function of the operating point;
  • - Operating the switching element with the adjusted switch-off speed.

Es wird somit ein Verfahren bereitgestellt zum Betrieb eines Schaltelementes in einem Wechselrichter. Zunächst wird ein Betriebspunkt des Wechselrichters erfasst. In Abhängigkeit des Betriebspunktes wird eine Ausschaltgeschwindigkeit des Schaltelementes angepasst. Anschließend wird das Schaltelement mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit betrieben.Thus, a method is provided for operating a switching element in an inverter. First, an operating point of the inverter is detected. Depending on the operating point, a turn-off speed of the switching element is adjusted. Subsequently, the switching element is operated at the adjusted turn-off speed.

Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, welches die betriebspunktabhängige Vorgabe einer Ausschaltgeschwindigkeit der einzelnen Schaltelemente in einem Wechselrichter ermöglicht. Vorteilhaft wird somit die Ausschaltgeschwindigkeit betriebspunktabhängig optimiert beziehungsweise maximiert. Die Verluste innerhalb des Wechselrichters werden dadurch betriebspunktspezifisch minimiert. Somit kann bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zur Erreichung der gleichen Reichweite die Kapazität der Batterie reduziert werden und ggf. auch der Chipflächenbedarf aufgrund der geringeren Verluste der Schaltelemente im Wechselrichter reduziert werden.Thus, a method is provided which enables the operating point-dependent specification of a turn-off speed of the individual switching elements in an inverter. The turn-off speed is thus advantageously optimized or maximized operating point dependent. The losses within the inverter are thereby minimized operating point specific. Thus, in electrically driven vehicles to achieve the same range, the capacity of the battery can be reduced and, if necessary, the chip area requirement can be reduced due to the lower losses of the switching elements in the inverter.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Anpassen der Ausschaltgeschwindigkeit das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich großen Ausschaltgeschwindigkeiten. Alternativ umfasst das Anpassen der Ausschaltgeschwindigkeit das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Ausschaltgeschwindigkeit.In another embodiment of the invention, adjusting the turn-off speed includes adjusting one of at least two different turn-off speeds. Alternatively, adjusting the turn-off speed includes setting a continuously adjustable turn-off speed.

Durch Vorsehen einer anpassbaren Ausschaltgeschwindigkeit, also das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich großen Ausschaltgeschwindigkeiten oder das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Ausschaltgeschwindigkeit, wird eine Berücksichtigung des Betriebspunktes bei der Vorgabe der Ausschaltgeschwindigkeit eines Schaltelementes ermöglicht. Vorteilhaft kann so betriebspunktabhängig die Ausschaltgeschwindigkeit der Schaltelemente maximiert werden. Gleichzeitig werden dabei die Verluste der Schaltelemente im Wechselrichter reduziert. By providing an adjustable switch-off speed, ie setting one of at least two different-sized switch-off speeds or setting a continuously variable switch-off speed, it is possible to take account of the operating point when setting the switch-off speed of a switch element. Advantageously, as a function of the operating point, the turn-off speed of the switching elements can be maximized. At the same time, the losses of the switching elements in the inverter are reduced.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, erfolgt die Erfassung des Betriebspunktes in Abhängigkeit mindestens eines Messwertes. Insbesondere korreliert der Messwert mit einem Phasenstrom des Wechselrichters, mit der Eingangsspannung oder Zwischenkreisspannung des Wechselrichters, mit einer Temperatur des Wechselrichters und/oder mit dem Gradienten des Laststroms durch das Schaltelement Leistungshalbleiter.In another embodiment of the invention, the detection of the operating point takes place in dependence on at least one measured value. In particular, the measured value correlates with a phase current of the inverter, with the input voltage or DC link voltage of the inverter, with a temperature of the inverter and / or with the gradient of the load current through the switching element power semiconductor.

Die Anpassung der Ausschaltgeschwindigkeit erfolgt in Abhängigkeit eines Betriebspunktes, welcher mindestens in Abhängigkeit eines Messwertes erfasst wird. Insbesondere wird der Betriebspunkt des Wechselrichters in Abhängigkeit eines Phasenstroms des Wechselrichters, der Eingangsspannung oder Zwischenkreisspannung des Wechselrichters, einer Temperatur des Wechselrichters und/oder in Abhängigkeit von dem Gradienten des Laststroms durch das Schaltelement erfasst. Vorteilhaft werden somit mehrere Parameter bereitgestellt, anhand derer der Betriebspunkt des Wechselrichters erfasst werden kann. Für den Fall, dass der Wechselrichter und insbesondere die betriebenen Schaltelemente unterhalb der maximalen Last betrieben werden, wird die Ausschaltgeschwindigkeit angepasst, insbesondere erhöht. Insbesondere wird die Ausschaltgeschwindigkeit mit steigender Last des Wechselrichters reduziert und mit abnehmender Last des Wechselrichters erhöht. Somit werden die Verluste vorteilhaft beim Betrieb, insbesondere im Teillast- oder Niedriglastbereich unterhalb der Nenn- oder Maximallast, des Wechselrichters reduziert.The adaptation of the turn-off speed is carried out as a function of an operating point, which is detected at least as a function of a measured value. In particular, the operating point of the inverter is detected as a function of a phase current of the inverter, the input voltage or DC link voltage of the inverter, a temperature of the inverter and / or in dependence on the gradient of the load current through the switching element. Advantageously, several parameters are thus provided, by means of which the operating point of the inverter can be detected. In the event that the inverter and in particular the operated switching elements are operated below the maximum load, the turn-off speed is adjusted, in particular increased. In particular, the turn-off speed is reduced with increasing load of the inverter and increased with decreasing load of the inverter. Thus, the losses are advantageously reduced during operation, in particular in the part load or low load range below the rated or maximum load of the inverter.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Erfassung des Betriebspunktes des Wechselrichters das Vergleichen und Bestimmen der Differenz des mindestens einen Messwertes mit mindestens einem entsprechenden Bemessungswert, Nennwert oder Maximalwert des Wechselrichters.In another embodiment of the invention, the detection of the operating point of the inverter comprises comparing and determining the difference of the at least one measured value with at least one corresponding rated value, rated value or maximum value of the inverter.

Bei der Erfassung des Betriebspunktes des Wechselrichters wird der berücksichtigte Messwert mit einem entsprechenden Bemessungswert, Nennwert oder Maximalwert des Wechselrichters verglichen. Ein derartiger Bemessungswert ist beispielsweise eine Nenn- oder Maximal-Spannung beziehungsweise -Strom, Leistung und/oder Temperatur des Wechselrichters. Bei dem Vergleichen wird die Differenz der beiden Werte bestimmt, welche ein Maß für die Belastung oder Auslastung des Wechselrichters ist. Bei einer geringen Differenz wird der Wechselrichter in einem Betriebspunkt betrieben, der nahe an seinem Bemessungswert, oder der zulässigen Vollast oder Maximallast, liegt. Mit steigender Differenz wird der Wechselrichter an Betriebspunkten betrieben, die entfernter des Bemessungswert oder der zulässigen Vollast oder Maximallast, liegen. Der Wechselrichter wird somit im Teillast- oder Niedriglastbereich betrieben.When the operating point of the inverter is detected, the measured value considered is compared with a corresponding rated value, rated value or maximum value of the inverter. Such a rated value is, for example, a nominal or maximum voltage or current, power and / or temperature of the inverter. In the comparison, the difference of the two values is determined, which is a measure of the load or utilization of the inverter. With a small difference, the inverter is operated at an operating point that is close to its rated value, or the allowable full load or maximum load. As the difference increases, the inverter operates at operating points that are farther away from the rated value or the allowable full load or maximum load. The inverter is thus operated in the part-load or low-load range.

Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, welches die Bestimmung der Belastung des Wechselrichters relativ zu einer Nenn- oder Maximallast ermöglicht.Advantageously, a method is provided which enables the determination of the load of the inverter relative to a rated or maximum load.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Anpassen der Ausschaltgeschwindigkeit das Einstellen einer größeren Ausschaltgeschwindigkeit je größer die bestimmte Differenz ist und das Einstellen einer kleineren Ausschaltgeschwindigkeit je geringer die bestimmte Differenz ist.In another embodiment of the invention, adjusting the turn-off speed includes setting a larger turn-off speed the greater the difference determined, and setting a smaller turn-off speed is the smaller the determined difference.

Bei der Anpassung der Ausschaltgeschwindigkeit wird eine größere Ausschaltgeschwindigkeit eingestellt, je größer die bestimmte Differenz ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass mit kleiner werdenden Ausgangsstrom oder Phasenstrom des Wechselrichters in Bezug auf den Bemessungs- oder Maximalstrom die Ausschaltgeschwindigkeit erhöht wird. Ebenso wird verfahren bei kleiner werdender Eingangsspannung in Bezug auf die Bemessungs- oder Maximaleingangsspannung des Wechselrichters. Je höher die Ausschaltgeschwindigkeit desto höher werden die Schaltüberspannungen. Dennoch werden dadurch die Schaltelemente nicht beeinträchtigt oder zerstört, da beispielsweise ein geringerer Phasenstrom des Wechselrichter bei nicht angepasster Ausschaltgeschwindigkeit zu einer Verringerung der Schaltüberspannung führt, da der Wert der Stromänderung über der nicht veränderten Ausschaltzeit reduziert wird. Bei einer verringerten Eingangsspannung ist eine höhere Spannungsreserve bis zum Erreichen der maximalen Sperrfestigkeit des Schaltelementes verfügbar. Vorteilhaft werden sowohl die Wirkung der Verringerung der Schaltüberspannung bei geringerem Phasenstrom als auch die höhere Spannungsreserve bei verringerter Eingangsspannung mittels der Erhöhung der Ausschaltgeschwindigkeit genutzt und somit die Verluste des Wechselrichters minimiert und die Effizienz gesteigert.When adjusting the switch-off speed, the larger the switch-off speed, the larger the switch-off speed certain difference is. This means, for example, that with decreasing output current or phase current of the inverter with respect to the rated or maximum current, the turn-off speed is increased. The same procedure is used when the input voltage decreases in relation to the rated or maximum input voltage of the inverter. The higher the turn-off speed, the higher the switching overvoltages. Nevertheless, the switching elements are not impaired or destroyed thereby, since, for example, a lower phase current of the inverter leads to a reduction of the switching overvoltage when the switch-off speed is not adjusted, since the value of the current change is reduced beyond the unchanged switch-off time. With a reduced input voltage, a higher voltage reserve is available until the maximum blocking resistance of the switching element is reached. Both the effect of reducing the switching overvoltage with a lower phase current and the higher voltage reserve with a reduced input voltage by means of increasing the turn-off speed are advantageously used, thus minimizing the losses of the inverter and increasing the efficiency.

Analog dazu wird bei der Anpassung der Ausschaltgeschwindigkeit eine kleinere Ausschaltgeschwindigkeit eingestellt, je kleiner die bestimmte Differenz ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass mit steigendem Ausgangsstrom oder Phasenstrom des Wechselrichters in Richtung des Bemessungs- oder Maximalstrom die Ausschaltgeschwindigkeit reduziert wird. Ebenso wird verfahren bei ansteigender Eingangsspannung in Richtung der Bemessungs- oder Maximaleingangsspannung des Wechselrichters. Mit geringerer Ausschaltgeschwindigkeit verringert sich die Schaltüberspannung, sodass die Schaltelemente nicht beeinträchtigt oder zerstört werden.Similarly, when adjusting the turn-off speed, a smaller turn-off speed is set the smaller the difference is. This means, for example, that as the output current or phase current of the inverter increases in the direction of the rated or maximum current, the turn-off speed is reduced. The same procedure is used with increasing input voltage in the direction of the rated or maximum input voltage of the inverter. With lower turn-off speed, the switching over-voltage is reduced, so that the switching elements are not affected or destroyed.

Vorteilhaft wird ein Verfahren bereitgestellt, das die Effizienz eines Wechselrichters insbesondere im Teillast- und Niedriglastbereich erhöht, da die Verluste minimiert werden.Advantageously, a method is provided which increases the efficiency of an inverter, especially in the part-load and low-load range, since the losses are minimized.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen weiteren Schritt:

  • – Anpassen der Totzeit des Schaltelementes in Abhängigkeit eines Betriebspunktes
In another embodiment of the invention, the method comprises a further step:
  • - Adjusting the dead time of the switching element as a function of an operating point

Neben der Ausschaltgeschwindigkeit der Schaltelemente wird die Totzeit, also die Wartezeit nach dem Ausschalten des einen Schaltelementes einer Halbbrücke bis zum Einschalten des komplementären Schaltelementes der gleichen Halbbrücke, durch eine Schaltung ebenfalls angepasst. Vorteilhaft werden somit wiederum schädliche Schaltüberspannungen, die aufgrund der parasitären Induktivitäten der Schaltung entstehen können, vermieden.In addition to the turn-off speed of the switching elements, the dead time, so the waiting time after switching off the one switching element of a half-bridge to turn on the complementary switching element of the same half-bridge, also adjusted by a circuit. Advantageously, in turn, harmful switching overvoltages which may arise due to the parasitic inductances of the circuit are avoided.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Anpassen der Totzeit das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich lang andauernden Totzeiten oder das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Totzeit.In another embodiment of the invention, adjusting the dead time comprises setting one of at least two different duration periods or setting a continuously adjustable dead time.

Durch Vorsehen einer anpassbaren Totzeit, also das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich lang andauernden Totzeiten oder das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Totzeit, wird eine Berücksichtigung des Betriebspunktes bei der Vorgabe der Totzeit eines Schaltelementes ermöglicht. Vorteilhaft kann so betriebspunktabhängig die Totzeit der Schaltelemente minimiert werden. Gleichzeitig wird so die Spannungsausnutzung des Wechselrichters maximiert, die Bauteile des Wechselrichters werden mit maximaler zulässiger beziehungsweise spezifizierter Spannung betrieben.By providing an adjustable dead time, ie setting one of at least two differently long lasting dead times or setting a continuously adjustable dead time, a consideration of the operating point in the specification of the dead time of a switching element is possible. Advantageously, as a function of the operating point, the dead time of the switching elements can be minimized. At the same time, the voltage utilization of the inverter is maximized, the components of the inverter are operated with maximum permissible or specified voltage.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Anpassen der Ausschaltgeschwindigkeit des Schaltelementes,

  • – das Verbinden einer Gate-Ansteuerung mit einem Steuereingang des Schaltelementes über mindestens einen Gate-Widerstand, der aus einer Mehrzahl von Gate-Widerständen ausgewählt wird;
  • – das Einstellen eines variablen Gate-Widerstand;
  • – und/oder das Einstellen eines Gate-Stroms.
In another embodiment of the invention, adjusting the turn-off speed of the switching element,
  • - Connecting a gate drive with a control input of the switching element via at least one gate resistor, which is selected from a plurality of gate resistors;
  • The setting of a variable gate resistance;
  • - and / or setting a gate current.

Das Anpassen der Ausschaltgeschwindigkeit des Schaltelementes kann unterschiedlich erfolgen. Einerseits besteht die Möglichkeit die Gate-Ansteuerung mit einem Steuereingang des Schaltelementes über einen aus einer Mehrzahl von Gate-Widerständen ausgewählten Gate-Widerstand zu verbinden. Auch das Einstellen eines variablen Gate-Widerstands ist möglich. Andererseits kann auch der Gate-Strom individuell eingestellt werden und somit die Ausschaltgeschwindigkeit angepasst werden. Insbesondere lässt sich die Ausschaltgeschwindigkeit auch über ein Einstellen der Gate-Spannung variieren. Vorteilhaft werden alternative Verfahren zur Anpassung der Ausschaltgeschwindigkeit des Schaltelementes bereitgestellt.The adaptation of the turn-off speed of the switching element can be done differently. On the one hand, it is possible to connect the gate drive to a control input of the switching element via a gate resistor selected from a plurality of gate resistors. It is also possible to set a variable gate resistance. On the other hand, the gate current can be set individually and thus the turn-off speed can be adjusted. In particular, the turn-off speed can also be varied by adjusting the gate voltage. Advantageously, alternative methods for adjusting the turn-off speed of the switching element are provided.

Weiter bieten die genannten Verfahren zur variablen Ansteuerung der Schaltelemente die Möglichkeit, auf Fehlerfälle des Wechselrichters, beispielsweise unerwartet hohe Zwischenkreisspannungen oder Kurzschlüsse zu reagieren und das System in einen sicheren Zustand zu bringen.Furthermore, the mentioned methods for the variable control of the switching elements offer the possibility to respond to errors of the inverter, for example, unexpectedly high DC link voltages or short circuits and bring the system in a safe state.

Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das eingerichtet ist, das bisher beschriebene Verfahren auszuführen.Furthermore, the invention relates to a computer program that is configured to carry out the method described so far.

Ferner betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.Furthermore, the invention relates to a machine-readable storage medium on which the computer program described is stored.

Ferner umfasst die Erfindung eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Schaltelementes in einem Wechselrichter, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren, wie bisher beschrieben, auszuführen.Furthermore, the invention comprises a control device for the operation of a switching element in an inverter which is adapted to carry out a method as described so far.

Vorteilhaft wird damit eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die derart eingerichtet ist, dass die beschriebenen Verfahren zur Reduktion der Verluste innerhalb des Wechselrichters ausgeführt werden können. Hierzu umfasst die Steuervorrichtung eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Betriebspunktes und eine Logik- und Vorgabeeinheit zur Anpassung einer Ausschaltgeschwindigkeit oder einer Totzeit des Schaltelementes sowie eine Steuereinheit für den Betrieb des Schaltelementes.Advantageously, a control device is thus provided which is set up such that the described methods for reducing the losses within the inverter can be implemented. For this purpose, the control device comprises a detection device for detecting an operating point and a logic and default unit for adjusting a turn-off or dead time of the switching element and a control unit for the operation of the switching element.

Ferner umfasst die Erfindung einen Wechselrichter mit einer beschriebenen Steuervorrichtung. Vorteilhaft wird somit ein Wechselrichter zur Verfügung gestellt, der mit geringeren Verlusten betrieben werden kann.Furthermore, the invention comprises an inverter with a described control device. Advantageously, an inverter is thus provided, which can be operated with lower losses.

Ferner umfasst die Erfindung einen elektrischen Antriebsstrang mit einen beschriebenen Wechselrichter. Dieser Antriebsstrang kann insbesondere mit einer Energiequelle, beispielsweise einer Batterie verbunden sein, und/oder einer elektrischen Maschine. Vorteilhaft wird somit ein elektrischer Antriebsstrang bereitgestellt, dessen Verlusten beim Betrieb minimiert werden.Furthermore, the invention comprises an electric drive train with a described inverter. This drive train may in particular be connected to an energy source, for example a battery, and / or an electric machine. An advantage is thus a provided electrical powertrain whose losses are minimized during operation.

Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend auf die Steuervorrichtung bzw. den Wechselrichter und den elektrischen Antriebsstrang, und umgekehrt zutreffen bzw. anwendbar sind.It is understood that the features, properties and advantages of the method according to the invention corresponding to the control device or the inverter and the electric drive train, and vice versa apply or are applicable.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden, dazu zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to some figures, in which:

1: Einen elektrischen Antriebsstrang mit einem Wechselrichter und Schaltelementen. 1 : An electric drive train with an inverter and switching elements.

2: Eine Ansteuerschaltung zum Schalten eines Schaltelementes mit unterschiedlichen Ausschaltgeschwindigkeiten. 2 : A drive circuit for switching a switching element with different turn-off speeds.

3 und 4: Alternative Ansteuerschaltung zum Schalten eines Schaltelementes mit stufenlos einstellbarer Ausschaltgeschwindigkeit. 3 and 4 : Alternative drive circuit for switching a switching element with infinitely adjustable switch-off speed.

5: Ein Verfahren zum Betrieb eines Schaltelementes in einem Wechselrichter. 5 : A method of operating a switching element in an inverter.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt einen elektrischen Antriebsstrang 100, welcher einen Wechselrichter INV umfasst. Optional kann an den Gleichspannungsanschluss, an dem die Eingangsspannung UE anliegt, eine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, angeschlossen werden. An den Phasenstromanschlüssen IU, IV, IW kann eine elektrische Maschine EM angeschlossen werden. Weiter ist eine Steuervorrichtung 110 für den Betrieb eines Schaltelementes LHS, insbesondere eines Leistungshalbleiterschalters, in dem Wechselrichter INV dargestellt. Als Schaltelement eignen sich neben IGBT-Leistungshalbleiterschaltern insbesondere MOSFET-basierte wide-bandgap-Halbleitertechnologien, wie Silicium-Carbid-MOSFET, oder Halbleiter auf Gallium-Nitrid-Basis. Die Steuervorrichtung 110 umfasst Erfassungseinrichtungen UM1, IM1 zur Erfassung eines Betriebspunktes B1 des Wechselrichters in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Erfassungseinrichtungen UM1, IM1. In Abhängigkeit des Betriebspunktes B1 des Wechselrichters wird in einer Logikeinheit ATA eine Ausschaltgeschwindigkeit TA und/oder Totzeit TD des Schaltelementes LHS angepasst. Wie mittels eines Pfeils von der Logikeinheit ATA zu einem Steueranschluss G eines Schaltelementes LHS beispielhaft dargestellt, wird das Schaltelement LHS mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit TA oder Totzeit TD betrieben. Ferner ist in der Darstellung die Zwischenkreiskapazität CZK des Wechselrichters dargestellt. An dem Zwischenkreis des Wechselrichters INV liegt die Zwischenkreisspannung UZK an. Weiter sind die Steuereingänge G der einzelnen Schaltelemente LHS dargestellt. Diese werden in Abhängigkeit des Betriebspunktes individuell von der Steuereinrichtung 110 bzw. Logikeinheit ATA angesteuert. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur eine Verbindung zwischen der Logikeinheit ATA zu einem Steueranschluss G dargestellt.The 1 shows an electric drive train 100 which comprises an inverter INV. Optionally, a power source, for example a battery, can be connected to the DC voltage terminal to which the input voltage UE is applied. An electric machine EM can be connected to the phase current connections IU, IV, IW. Next is a control device 110 for the operation of a switching element LHS, in particular a power semiconductor switch, shown in the inverter INV. In addition to IGBT power semiconductor switches, MOSFET-based wide bandgap semiconductor technologies, such as silicon carbide MOSFET or gallium nitride based semiconductors, are particularly suitable as switching elements. The control device 110 comprises detection means UM1, IM1 for detecting an operating point B1 of the inverter in dependence on the output signals of the detection means UM1, IM1. Depending on the operating point B1 of the inverter, a turn-off speed TA and / or dead time TD of the switching element LHS is adjusted in a logic unit ATA. As exemplified by means of an arrow from the logic unit ATA to a control terminal G of a switching element LHS, the switching element LHS is operated with the adjusted turn-off speed TA or dead time TD. Furthermore, the DC link capacitance CZK of the inverter is shown in the illustration. The intermediate circuit voltage UZK is applied to the intermediate circuit of the inverter INV. Next, the control inputs G of the individual switching elements LHS are shown. These become individual depending on the operating point of the control device 110 or logic unit ATA. For reasons of clarity, only one connection between the logic unit ATA to a control connection G is shown.

2 zeigt eine erste alternative Ansteuerschaltung zum Schalten eines Schaltelementes LHS mit zwei oder mehreren verschiedenen angepassten Ausschaltgeschwindigkeiten TA. Dargestellt ist die Treiberschaltung DR, welche mit dem Steuereingang G des Schaltelementes LHS gekoppelt wird. Je nachdem welcher der unterschiedlich großen Widerstände, RG1, RG2...RGN zwischen die Treiberschaltung DR und dem Steuereingang G geschaltet wird, ändert sich die Ausschaltgeschwindigkeit TA des Schaltelementes LHS. Hierzu wird in Abhängigkeit des erfassten Betriebspunktes B1 des Wechselrichters INV die Treiberschaltung DR gezielt mit einem der unterschiedlich großen Widerstände RG1, RG2, ... RGn mit dem Steuereingang G verbunden. 2 shows a first alternative drive circuit for switching a switching element LHS with two or more different adapted turn-off speeds TA. Shown is the driver circuit DR, which is coupled to the control input G of the switching element LHS. Depending on which of the different sized resistors, RG1, RG2 ... RGN is connected between the driver circuit DR and the control input G, the turn-off speed TA of the switching element LHS changes. For this purpose, depending on the detected operating point B1 of the inverter INV, the driver circuit DR is purposefully connected to the control input G with one of the resistors RG1, RG2,... RGn of different size.

3 zeigt eine zweite Ansteuerschaltung zum Schalten eines Schaltelementes LHS. Bei dieser Schaltung wird eine Treiberschaltung DR über einen stufenlos einstellbaren Widerstand RGV mit dem Steuereingang G des Schaltelementes LHS verbunden. Da der Widerstand RGV stufenlos einstellbar ist, ist in einem entsprechenden Bereich auch die Ausschaltgeschwindigkeit TA des Schaltelementes LHS stufenlos anpassbar. Die Größe des variablen Widerstandes RGV wird in Abhängigkeit des erfassten Betriebspunktes B1 des Wechselrichters INV eingestellt. 3 shows a second drive circuit for switching a switching element LHS. In this circuit, a driver circuit DR is connected via a continuously variable resistor RGV to the control input G of the switching element LHS. Since the resistor RGV is infinitely adjustable, the turn-off speed TA of the switching element LHS is continuously adjustable in a corresponding range. The size of the variable resistor RGV is set depending on the detected operating point B1 of the inverter INV.

4 zeigt eine dritte alternative Ansteuerschaltung zum Schalten eines Schaltelementes LHS. Die Treiberschaltung DR ist in diesem Fall mit einer Schaltung IS verbunden, die den Gate-Strom IG am Steuereingang G des Schaltelementes LHS einstellen kann. Die Schaltung IS empfängt hierzu eine Information über einen Betriebspunkt B1 aus einer Sensoreinrichtung UM2. Die Sensoreinrichtung UM2 dient der Erfassung des Betriebspunktes B1 des Wechselrichters INV oder insbesondere der Erfassung des Betriebspunktes B1 des Schaltelementes LHS. Insbesondere erfasst hierzu die Sensoreinrichtung UM2 die am Schaltelement LHS anliegende Spannung. Durch Einstellen des Gate-Stroms IG in Abhängigkeit des empfangenen Betriebspunktes B1 wird mittels der Schaltung IS die Ausschaltgeschwindigkeit TA des Schaltelementes LHS angepasst, optimiert und die Verluste minimiert. 4 shows a third alternative drive circuit for switching a switching element LHS. The driver circuit DR is in this case connected to a circuit IS, which can set the gate current IG at the control input G of the switching element LHS. For this purpose, the circuit IS receives information about an operating point B1 from a sensor device UM2. The sensor device UM2 is used to detect the operating point B1 of the inverter INV or in particular the detection of the operating point B1 of the switching element LHS. In particular, the sensor device UM2 detects the voltage applied to the switching element LHS. By setting the gate current IG as a function of the received operating point B1, the switch-off speed TA of the switching element LHS is adapted, optimized and the losses minimized by means of the circuit IS.

5 zeigt ein Verfahren 300 zum Betrieb eines Schaltelementes LHS in einem Wechselrichter INV. Mit Schritt 310 beginnt das Verfahren. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Erfassen 320 eines Betriebspunktes B1 des Wechselrichters INV.
  • – Anpassen 330 einer Ausschaltgeschwindigkeit TA des Schaltelementes LHS in Abhängigkeit des Betriebspunktes B1;
  • – Insbesondere Anpassen 340 der Totzeit TD des Schaltelementes LHS in Abhängigkeit des Betriebspunktes B1 und
  • – Betreiben 350 des Schaltelementes LHS mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit TA und/oder der angepassten Totzeit TD.
Mit Schritt 360 endet das Verfahren. 5 shows a method 300 for operating a switching element LHS in an inverter INV. With step 310 the procedure begins. The method comprises the following steps:
  • - To capture 320 an operating point B1 of the inverter INV.
  • - To adjust 330 a turn-off speed TA of the switching element LHS as a function of the operating point B1;
  • - Especially customization 340 the dead time TD of the switching element LHS as a function of the operating point B1 and
  • - operate 350 of the switching element LHS with the adjusted turn-off speed TA and / or the adjusted dead time TD.
With step 360 the procedure ends.

Claims (13)

Verfahren (300) zum Betrieb eines Schaltelements (LHS) in einem Wechselrichter (INV) mit den Schritten: Erfassen (320) eines Betriebspunktes (B1) des Wechselrichters (INV); Anpassen (330) einer Ausschaltgeschwindigkeit (TA) des Schaltelements (LHS) in Abhängigkeit des Betriebspunktes (B1); Betreiben (350) des Schaltelements (LHS) mit der angepassten Ausschaltgeschwindigkeit (TA).Procedure ( 300 ) for operating a switching element (LHS) in an inverter (INV) with the steps: detecting ( 320 ) an operating point (B1) of the inverter (INV); To adjust ( 330 ) a turn-off speed (TA) of the switching element (LHS) as a function of the operating point (B1); Operate ( 350 ) of the switching element (LHS) with the adjusted turn-off speed (TA). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (330) der Ausschaltgeschwindigkeit (TA) das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich großen Ausschaltgeschwindigkeiten (TA) umfasst oder das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Ausschaltgeschwindigkeit (TA) umfasst.The method of claim 1, wherein said adjusting ( 330 ) the turn-off speed (TA) comprises setting one of at least two different turn-off speeds (TA) or comprising setting a continuously variable turn-off speed (TA). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassung des Betriebspunktes (B1) des Wechselrichters (INV) in Abhängigkeit mindestens eines Messwertes erfolgt, der insbesondere mit einem Phasenstrom (IU, IV, IW) des Wechselrichters (INV), mit der Eingangsspannung (UE) oder Zwischenkreisspannung (UZK) des Wechselrichters (INV), mit einer Temperatur des Wechselrichters (INV) und/oder mit dem Gradienten des Laststroms durch das Schaltelement (LHS) korreliert.Method according to one of the preceding claims, wherein the detection of the operating point (B1) of the inverter (INV) in response to at least one measured value, in particular with a phase current (IU, IV, IW) of the inverter (INV), with the input voltage (UE ) or DC link voltage (UZK) of the inverter (INV), with a temperature of the inverter (INV) and / or with the gradient of the load current through the switching element (LHS) correlated. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Erfassung des Betriebspunktes (B1) des Wechselrichters (INV) das Vergleichen und Bestimmen der Differenz (DIF) des mindestens einen Messwertes mit mindestens einem entsprechenden Bemessungswert, Nennwert oder Maximalwert des Wechselrichters (INV) umfasst.Method according to claim 3, wherein the detection of the operating point (B1) of the inverter (INV) comprises comparing and determining the difference (DIF) of the at least one measured value with at least one corresponding rated value, nominal value or maximum value of the inverter (INV). Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Anpassen (330) der Ausschaltgeschwindigkeit (TA) das Einstellen einer größeren Ausschaltgeschwindigkeit umfasst je größer die bestimmte Differenz (DIF) ist, und das Anpassen (330) der Ausschaltgeschwindigkeit (TA) das Einstellen einer kleineren Ausschaltgeschwindigkeit umfasst je geringer die bestimmte Differenz (DIF) ist.The method of claim 4, wherein the adjusting ( 330 ) the turn-off speed (TA) includes setting a greater turn-off speed the larger the specific difference (DIF) is and adjusting ( 330 ) the turn-off speed (TA) includes setting a smaller turn-off speed the smaller the determined difference (DIF) is. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt: Anpassen (340) der Totzeit (TD) des Schaltelements (LHS) in Abhängigkeit des Betriebspunktes (B1).The method of claim 1, further comprising the step of: adjusting ( 340 ) of the dead time (TD) of the switching element (LHS) as a function of the operating point (B1). Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Anpassen (340) der Totzeit (TD) das Einstellen einer von mindestens zwei unterschiedlich lang andauernden Totzeiten (TD) umfasst oder das Einstellen einer stufenlos einstellbaren Totzeit (TD) umfasst.The method of claim 6, wherein the fitting ( 340 ) the dead time (TD) comprises adjusting one of at least two different duration dead times (TD) or comprising setting a continuously variable dead time (TD). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen (330) der Ausschaltgeschwindigkeit (TA) des Schaltelements (LHS) umfasst: das Verbinden einer Gateansteuerung (DR) mit einem Steuereingang (G) des Schaltelements über mindestens einen Gatewiderstand (RGx), der aus einer Mehrzahl von Gatewiderständen (RG1, RG2, ..., RGn) ausgewählt wird; das Einstellen eines variablen Gatewiderstand (RGV); und/oder das Einstellen eines Gatestroms (IG).Method according to one of the preceding claims, wherein the adaptation ( 330 ) of the turn-off speed (TA) of the switching element (LHS) comprises: connecting a gate drive (DR) to a control input (G) of the switching element via at least one gate resistor (RGx) consisting of a plurality of gate resistors (RG1, RG2, ... , RGn) is selected; setting a variable gate resistance (RGV); and / or adjusting a gate current (IG). Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8 auszuführen.A computer program adapted to carry out the method of any of claims 1-8. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.A machine readable storage medium storing the computer program of claim 9. Steuervorrichtung (110) für den Betrieb eines Schaltelements (LHS) in einem Wechselrichter (INV), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach den Ansprüchen 1–8 auszuführen.Control device ( 110 ) for operating a switching element (LHS) in an inverter (INV) adapted to carry out a method according to claims 1-8. Wechselrichter (INV) mit einer Steuervorrichtung (110) nach Anspruch 11.Inverter (INV) with a control device ( 110 ) according to claim 11. Elektrischer Antriebsstrang (100) mit einem Wechselrichter (INV) nach Anspruch 12.Electric drive train ( 100 ) with an inverter (INV) according to claim 12.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204280A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 Zf Friedrichshafen Ag Control unit for determining a dead time for power electronic switches
DE102020203016A1 (en) 2020-03-10 2021-09-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a control device for controlling an electric motor, in particular a steering system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3983439B2 (en) * 1999-12-07 2007-09-26 本田技研工業株式会社 Electric vehicle control device
JP5633442B2 (en) * 2011-03-18 2014-12-03 三菱電機株式会社 Inverter control device and refrigeration air conditioner
JP5799899B2 (en) * 2012-06-27 2015-10-28 株式会社デンソー Power converter
JP2015065742A (en) * 2013-09-24 2015-04-09 トヨタ自動車株式会社 Inverter controller and control method for inverter device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204280A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 Zf Friedrichshafen Ag Control unit for determining a dead time for power electronic switches
US11462993B2 (en) 2019-03-27 2022-10-04 Zf Friedrichshafen Ag Controller for determining dead times for power electronics half-bridges
DE102020203016A1 (en) 2020-03-10 2021-09-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a control device for controlling an electric motor, in particular a steering system

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