DE102022208404A1 - Method and device for determining a simulation model for a power diode - Google Patents

Method and device for determining a simulation model for a power diode Download PDF

Info

Publication number
DE102022208404A1
DE102022208404A1 DE102022208404.7A DE102022208404A DE102022208404A1 DE 102022208404 A1 DE102022208404 A1 DE 102022208404A1 DE 102022208404 A DE102022208404 A DE 102022208404A DE 102022208404 A1 DE102022208404 A1 DE 102022208404A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
factor
power diode
simulation
curves
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022208404.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Florian Wilhelmi
Silas Heydt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102022208404.7A priority Critical patent/DE102022208404A1/en
Priority to PCT/EP2023/071413 priority patent/WO2024033185A1/en
Publication of DE102022208404A1 publication Critical patent/DE102022208404A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode (108), insbesondere eine Galliumoxid-Leistungsdiode vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Ausführens eines Basismodells für die Leistungsdiode (108) umfasst, um Simulationskurven zu erhalten, die einen Leckstrom in Abhängigkeit von einer Sperrspannung und einer Temperatur der Leistungsdiode (108) repräsentieren, wobei das Basismodell einen ersten Faktor und einen zweiten Faktor umfasst. Weiterhin einen Schritt des Veränderns eines Werts des ersten Faktors, um eine Form der Simulationskurven zu verändern, und/oder eines Werts des zweiten Faktors, um eine Verschiebung der Simulationskurven zu bewirken, einen Schritt des Wiederholens der Schritte des Ausführens und Veränderns, um einen veränderten Wert des ersten Faktors und des zweiten Faktors zu erhalten, bei denen die Simulationskurven an Messkurven der Leistungsdiode (108) angepasst sind, und einen Schritt des Bestimmens des Simulationsmodells für die Leistungsdiode (108) unter Verwendung des Basismodells und des veränderten Werts des ersten Faktors und des zweiten Faktors.

Figure DE102022208404A1_0000
A method for determining a simulation model for a power diode (108), in particular a gallium oxide power diode, is presented, the method comprising a step of executing a basic model for the power diode (108) in order to obtain simulation curves which have a leakage current as a function of a reverse voltage and a temperature of the power diode (108), the basic model comprising a first factor and a second factor. Further, a step of changing a value of the first factor to change a shape of the simulation curves and/or a value of the second factor to cause a shift of the simulation curves, a step of repeating the steps of executing and changing to a changed one to obtain the value of the first factor and the second factor, in which the simulation curves are adapted to measurement curves of the power diode (108), and a step of determining the simulation model for the power diode (108) using the base model and the changed value of the first factor and of the second factor.
Figure DE102022208404A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode, insbesondere für eine Galliumoxid-Leistungsdiode.The present invention relates to a method and a device for determining a simulation model for a power diode, in particular for a gallium oxide power diode.

Die US 2011166847 A1 beschreibt ein Modell für einen siliziumgesteuerten Gleichrichter, der drei in Reihe geschaltete Diodenmodelle umfasst, wobei das mittlere Diodenmodell in Sperrichtung vorgespannt ist. Jedes Diodenmodell entspricht einem Übergang im siliziumgesteuerten Gleichrichter und kann so konfiguriert werden, dass der Gleichstrombetrieb simuliert wird. Das Modell kann verwendet werden, um das Verhalten einer Schaltung zu bewerten, die den siliziumgesteuerten Gleichrichter enthält.The US 2011166847 A1 describes a model for a silicon controlled rectifier that includes three diode models connected in series, with the middle diode model reverse biased. Each diode model corresponds to a junction in the silicon controlled rectifier and can be configured to simulate DC operation. The model can be used to evaluate the behavior of a circuit containing the silicon controlled rectifier.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode, insbesondere für eine Galliumoxid-Leistungsdiode, gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved method and an improved device for determining a simulation model for a power diode, in particular for a gallium oxide power diode, according to the main claims. Advantageous refinements result from the subclaims and the following description.

Durch den vorgestellten Ansatz kann eine Möglichkeit geschaffen werden, um beispielsweise ein Verhalten elektrischer Komponenten zu simulieren, insbesondere solcher, die Galluimoxid aufweisen. Vorteilhafterweise kann durch den vorgestellten Ansatz auch ermittelt werden, welche Formeln und Parameter zur Beschreibung der Eigenschaften der Komponenten, beispielsweise der Diodeneigenschaften, verwendet werden können. Dies ist besonders vorteilhaft für auf Galluimoxid basierenden Komponenten, da die Eigenschaften unterschiedlicher Komponenten hier sehr unterschiedlich sein können.The presented approach makes it possible to simulate, for example, the behavior of electrical components, in particular those that contain gallium oxide. Advantageously, the approach presented can also be used to determine which formulas and parameters can be used to describe the properties of the components, for example the diode properties. This is particularly advantageous for components based on gallium oxide, as the properties of different components can be very different.

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode, insbesondere eine Galliumoxid-Leistungsdiode (Ga2O3) vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Ausführens eines Basismodells für die Leistungsdiode umfasst, um Simulationskurven zu erhalten, die einen Leckstrom der Leistungsdiode in Abhängigkeit von einer Sperrspannung der Leistungsdiode und einer Temperatur der Leistungsdiode repräsentieren. Das Basismodell umfasst dabei einen ersten Faktor und einen zweiten Faktor. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Veränderns eines Werts des ersten Faktors, um eine Form der Simulationskurven zu verändern, und zusätzlich oder alternativ eines Werts des zweiten Faktors, um eine Verschiebung der Simulationskurven zu bewirken. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Wiederholens der Schritte des Ausführens und Veränderns, um einen veränderten Wert des ersten Faktors und einen veränderten Wert des zweiten Faktors zu erhalten, bei denen die Simulationskurven an Messkurven der Leistungsdiode angepasst sind, und einen Schritt des Bestimmens des Simulationsmodells für die Leistungsdiode unter Verwendung des Basismodells und des veränderten Werts des ersten Faktors und des veränderten Werts des zweiten Faktors.A method for determining a simulation model for a power diode, in particular a gallium oxide power diode (Ga 2 O 3 ), is presented, the method comprising a step of executing a basic model for the power diode in order to obtain simulation curves that show a leakage current of the power diode in Represent dependence on a reverse voltage of the power diode and a temperature of the power diode. The basic model includes a first factor and a second factor. Furthermore, the method includes a step of changing a value of the first factor to change a shape of the simulation curves, and additionally or alternatively a value of the second factor to effect a shift of the simulation curves. The method further includes a step of repeating the steps of executing and changing to obtain a changed value of the first factor and a changed value of the second factor in which the simulation curves are adapted to measurement curves of the power diode, and a step of determining the simulation model for the power diode using the base model and the modified value of the first factor and the modified value of the second factor.

Die Leistungsdiode kann beispielsweise in Verbindung mit einem Stromrichter eingesetzt werden, wie er beispielsweise in Fahrzeugen verwendet wird. Unter Verwendung des vorgestellten Verfahrens können Simulationen realisiert werden, durch die das Verhalten der Leistungsdiode in Verbindung mit unterschiedlichen Leckstromwerten, Sperrspannungswerten und Temperaturwerten simuliert werden kann. Vorteilhafterweise kann dies einen Sicherheitsaspekt und eine Betriebstüchtigkeit der Leistungsdiode verbessern. Das Basismodell kann auf einem um den ersten Faktor und den zweiten Faktor ergänzten Modell basieren, mit dem eine sich von der Leistungsdiode unterscheidende Diode modelliert werden kann. Dazu kann auf bekannte Modelle zurückgegriffen werden. Durch die Faktoren können Eigenschaften der Leistungsdiode berücksichtigt werden, die sich von der Diode unterscheiden, deren Modell dem Basismodell zugrunde gelegt wurde. Um das Simulationsmodell zu bestimmen, können die veränderlichen Faktoren ausgehend von Ausgangswerten verändert werden. Vorteilhafterweise kann durch kontinuierliches Verändern von Werten der Faktoren ein zeiteffizientes Anpassen des Basismodells an die jeweilige Leistungsdiode erfolgen. Durch den ersten Faktor können die Simulationskurven in Richtung einer Geraden oder beispielsweise in Richtung einer Parabel verformt werden. Durch den zweiten Faktor kann eine Lage der Simulationskurven beispielsweise in einem Diagramm verschoben werden. Die Messkurven können in einer Speichereinheit hinterlegt sein und gemessene Verhaltensweisen der Leistungsdiode repräsentieren. Die Simulationskurven können mit den Messkurven verglichen werden, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, mit dem eine Übereinstimmung zwischen einer Simulationskurve und einer Messkurve bewertet werden kann. Im Schritt des Bestimmens kann das Simulationsmodell vorteilhafterweise unter Verwendung mindestens einer Formel bestimmt werden, in welche die Faktoren eingesetzt werden können. Vorteilhafterweise können durch das Verfahren Simulationsmodelle vereinfacht erstellt oder bestimmt werden.The power diode can be used, for example, in conjunction with a power converter, such as that used in vehicles. Using the presented method, simulations can be realized through which the behavior of the power diode can be simulated in conjunction with different leakage current values, reverse voltage values and temperature values. Advantageously, this can improve a safety aspect and operational capability of the power diode. The basic model can be based on a model supplemented by the first factor and the second factor, with which a diode that differs from the power diode can be modeled. Well-known models can be used for this purpose. The factors allow properties of the power diode to be taken into account that differ from the diode whose model was used as the basis for the basic model. To determine the simulation model, the variable factors can be changed based on initial values. Advantageously, the basic model can be adapted to the respective power diode in a time-efficient manner by continuously changing the values of the factors. The first factor allows the simulation curves to be deformed in the direction of a straight line or, for example, in the direction of a parabola. The second factor can be used to shift the position of the simulation curves in a diagram, for example. The measurement curves can be stored in a storage unit and represent measured behavior of the power diode. The simulation curves can be compared with the measurement curves to obtain a comparison result that can be used to evaluate agreement between a simulation curve and a measurement curve. In the determining step, the simulation model can advantageously be determined using at least one formula into which the factors can be inserted. Advantageously, simulation models can be created or determined in a simplified manner using the method.

Beispielsweise kann unter Verwendung des Verfahrens ein für ein gängiges Simulationsprogramm geeignetes Simulationsmodell für Ga2O3-Dioden erstellt werden, das für Design und Analyse von elektrischen Schaltkreisen verwendet werden kann. Das Simulationsprogramm ist in der Lage, Charakteristiken einer Leistungsdiode abzubilden, die sich deutlich von Standard Dioden unterscheiden (z.B. Si, SiC). Vorteilhafterweise kann eine APP realisiert werden, die in der Lage ist, nötige Modell-Parameter zu finden. Dies erleichtert und beschleunigt die Modell-Erstellung.For example, using the method, a simulation model for Ga 2 O 3 diodes suitable for a common simulation program can be created, which can be used for the design and analysis of electrical circuits. The simulation program is able to map characteristics of a power diode that differ significantly from standard diodes (e.g. Si, SiC). Advantageously, an APP can be implemented that is able to find necessary model parameters. This makes model creation easier and faster.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens von die Messkurven erzeugenden Messdaten umfassen. Die Messkurven können vorteilhafterweise aus einer Speichereinheit oder beispielsweise aus einer Cloud eingelesen werden. Die Messdaten können sich vorteilhafterweise auf tatsächlich gemessene und nicht errechnete Daten der Leistungsdiode beziehen.According to one embodiment, the method can include a step of reading in measurement data generating the measurement curves. The measurement curves can advantageously be read in from a storage unit or, for example, from a cloud. The measurement data can advantageously relate to actually measured and not calculated data of the power diode.

Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Erfassens der Messdaten unter Verwendung einer Sensoreinrichtung umfassen. Das bedeutet, dass die Messdaten beispielsweise während eines Konzipier- oder Planungsvorgangs für die Verwendung der Leistungsdiode aktuell erfasst werden können. Die Sensoreinrichtung kann vorteilhafterweise mindestens einen Sensor und vorteilhafterweise mehrere Sensoren, wie beispielsweise Temperatursensoren, Stromsensoren oder Spannungssensoren aufweisen, sodass ein Verhalten der Leistungsdiode vorteilhafterweise möglichst vollständig erfasst werden kann.In addition, the method can include a step of acquiring the measurement data using a sensor device. This means that the measurement data can be recorded currently, for example, during a design or planning process for the use of the power diode. The sensor device can advantageously have at least one sensor and advantageously several sensors, such as temperature sensors, current sensors or voltage sensors, so that a behavior of the power diode can advantageously be recorded as completely as possible.

Im Schritt des Veränderns kann der Wert des ersten Faktors und zusätzlich oder alternativ der Wert des zweiten Faktors zufällig verändert werden. Beispielsweise kann oder können die Werte automatisiert oder manuell durch einen Nutzer verändert werden.In the changing step, the value of the first factor and additionally or alternatively the value of the second factor can be changed randomly. For example, the values can be changed automatically or manually by a user.

Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Veränderns der Wert des ersten Faktors und zusätzlich oder alternativ der Wert des zweiten Faktors unter Verwendung einer mathematischen Optimierungsmethode verändert werden. Dadurch kann ein Herantasten an optimale Werte für die Faktoren optimiert werden.According to one embodiment, in the step of changing, the value of the first factor and additionally or alternatively the value of the second factor can be changed using a mathematical optimization method. This makes it possible to approach optimal values for the factors.

Im Schritt des Veränderns kann als mathematische Optimierungsmethode die Methode der kleinsten Quadrate verwendet werden. Die Methode der kleinsten Quadrate kann auch least-square-method bezeichnet werden. Dadurch können die errechneten oder ermittelten Werte möglichst einem Optimum möglichst weit angenähert werden.In the changing step, the least squares method can be used as a mathematical optimization method. The least squares method can also be called least-square method. This allows the calculated or determined values to come as close as possible to an optimum.

Weiterhin kann der Schritt des Wiederholens durchgeführt werden, bis der veränderte Wert des ersten Faktors und der veränderte Wert des zweiten Faktors eine maximale Übereinstimmung zwischen den Simulationskurven und den Messkurven der Leistungsdiode erreichen kann. Dabei können vorteilhafterweise die Werte und somit die Simulationskurven so lange berechnet werden, bis die maximale Übereinstimmung erreicht werden konnte. Die maximale Übereinstimmung kann beispielsweise als erreicht angenommen werden, wenn eine weitere Wiederholung der Schritte zu keiner weitergehenden Übereinstimmung zwischen den Simulationskurven und den Messkurven führt.Furthermore, the step of repeating can be carried out until the changed value of the first factor and the changed value of the second factor can achieve maximum agreement between the simulation curves and the measurement curves of the power diode. The values and thus the simulation curves can advantageously be calculated until the maximum agreement can be achieved. The maximum agreement can be assumed to have been achieved, for example, if further repetition of the steps does not lead to any further agreement between the simulation curves and the measurement curves.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Anzeigesignals zum Anzeigen der Simulationskurven an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinheit umfassen, um die Simulationskurven auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen. Die Anzeigeeinheit kann vorteilhaft verwendet werden, um die Simulationskurven grafisch abzubilden. Die Simulationskurven können dabei vorteilhafterweise in einer Diagrammdarstellung angezeigt werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine grafische Gegenüberstellung der Simulationskurven und der Messkurven.According to one embodiment, the method may include a step of providing a display signal for displaying the simulation curves to an interface to a display unit in order to display the simulation curves on the display unit. The display unit can advantageously be used to graphically display the simulation curves. The simulation curves can advantageously be displayed in a diagram. This allows, for example, a graphical comparison of the simulation curves and the measurement curves.

Für das Basismodell kann auf ein bekanntes Modell zur mathematischen Berechnung eines Parameters, beispielsweise des Sperrstroms, einer Diode zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann das Basismodell auf einem thermionischen Modell der Leistungsdiode basieren.For the basic model, a known model for mathematically calculating a parameter, for example the reverse current, of a diode can be used. For example, the basic model can be based on a thermionic model of the power diode.

Dabei kann das Basismodell auf der Gleichung JTFE (T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ - b(T) * [SH(T)*c + d - g(E,T)] } basieren, wobei FA(T,V) den ersten Faktor und SH(T) den zweiten Faktor repräsentieren kann. Vorteilhafterweise kann das Basismodell unter Verwendung der Formel erstellt werden und durch ein- oder mehrmaliges Verändern der Faktoren das Simulationsmodell bestimmt werden.The basic model can be based on the equation J TFE (T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ - b(T) * [SH(T)*c + d - g(E ,T)] }, where FA(T,V) can represent the first factor and SH(T) can represent the second factor. Advantageously, the base model can be created using the formula and the simulation model can be determined by changing the factors once or several times.

Der erste Faktor kann einen ersten mathematischen Term GE(T) und einen zweiten mathematischen Term PA(T) umfassen. Die Terme können demnach als veränderbare Bestandteile der Faktoren bezeichnet werden, welche die Simulationskurven verändern können.The first factor may include a first mathematical term GE(T) and a second mathematical term PA(T). The terms can therefore be described as variable components of the factors that can change the simulation curves.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a device that is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. This embodiment variant of the invention in the form of a device can also solve the problem on which the invention is based quickly and efficiently.

Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.A device can be an electrical device that processes electrical signals, for example sensor signals, and outputs control signals depending on them. The device can have one or more suitable interfaces, which can be designed in hardware and/or software. In the case of a hardware design, the interfaces can, for example, be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented. The interfaces can also be their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of software training, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also advantageous is a computer program product with program code, which can be stored on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard drive memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is on a computer or a device is performed.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Leistungsdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds eines elektrischen Blocks einer Leistungsdiode;
  • 4 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds eines thermischen Blocks einer Leistungsdiode;
  • 5 eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Basismodells für eine Leistungsdiode;
  • 6 eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Basismodells für eine Leistungsdiode; und
  • 7 eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Basismodells für eine Leistungsdiode;
  • 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode; und
  • 9 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail using the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle according to an exemplary embodiment;
  • 2 a schematic representation of a power diode according to an exemplary embodiment;
  • 3 an embodiment of a circuit diagram of an electrical block of a power diode;
  • 4 an embodiment of a circuit diagram of a thermal block of a power diode;
  • 5 a diagrammatic representation of an embodiment of a basic model for a power diode;
  • 6 a diagrammatic representation of an embodiment of a basic model for a power diode; and
  • 7 a diagrammatic representation of an embodiment of a basic model for a power diode;
  • 8th a flowchart of an exemplary embodiment of a method for determining a simulation model for a power diode; and
  • 9 a block diagram of a device according to an exemplary embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference numbers are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, with a repeated description of these elements being omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug zum Transportieren von Personen ausgeformt. Das Fahrzeug 100 weist dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Energieversorgungseinheit 102, beispielsweise eine Batterie, zudem eine Antriebseinheit 104, wie beispielsweise einen Elektromotor, und einen zwischen die Energieversorgungseinheit 102 und die Antriebseinheit 104 geschalteten Stromrichter 106 mit zumindest einer Leistungsdiode 108 auf. Der Stromrichter 106 ist ausgeformt, um eine von der Energieversorgungseinheit 102 bereitgestellte Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Betreiben der Antriebseinheit 104 zu wandeln. Bei der Leistungsdiode 108 handelt es sich beispielhaft um eine Galliumoxid-Leistungsdiode (Ga2O3), die gemäß diesem Ausführungsbeispiel Teil einer elektronischen Schaltung des Stromrichters 106 ist. Alternativ ist die Leistungsdiode 108 jedoch auch im Zusammenhang mit anderen Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 oder eines anderen Geräts einsetzbar. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 according to an exemplary embodiment. The vehicle 100 is, for example, a motor vehicle designed to transport people. According to this exemplary embodiment, the vehicle 100 has an energy supply unit 102, for example a battery, also a drive unit 104, such as an electric motor, and a power converter 106 with at least one power diode 108 connected between the energy supply unit 102 and the drive unit 104. The power converter 106 is designed to convert a direct voltage provided by the energy supply unit 102 into an alternating voltage for operating the drive unit 104. The power diode 108 is, for example, a gallium oxide power diode (Ga 2 O 3 ), which according to this exemplary embodiment is part of an electronic circuit of the power converter 106. Alternatively, however, the power diode 108 can also be used in connection with other devices of the vehicle 100 or another device.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Leistungsdiode 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Leistungsdiode 108 entspricht der in 1 beschriebenen Leistungsdiode 108 und ist somit beispielsweise für ein Fahrzeug und alternativ auch für andere Bereiche verwendbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist Leistungsdiode als eine Ga2O3-Leistungsdiode 108 mit einem Anodenanschluss A und einem Kathodenanschluss C ausgeführt. Beispielsweise ist eine Temperatur der Leistungsdiode 108 messbar. Beispielsweise wird dabei zwischen einer Sperrschichttemperatur Tj, einer Gehäusetemperatur Tcase und einer Umgebungstemperatur Tamb unterschieden. Vor einem Einsatz der Leistungsdiode 108 ist es sinnvoll, ein Verhalten der Leistungsdiode 108 bei unterschiedlichen Temperaturwerten zu prüfen. Dazu wird beispielsweise ein Verfahren zum Bestimmen eines Simulationsmodells durchgeführt, wie es anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben wird. 2 shows a schematic representation of a power diode 108 according to an exemplary embodiment. The power diode 108 shown here corresponds to that in 1 described power diode 108 and can therefore be used, for example, for a vehicle and alternatively also for other areas. According to this embodiment, power diode is as a Ga 2 O 3 power diode 108 with an anode connection A and a cathode connection C. For example, a temperature of the power diode 108 can be measured. For example, a distinction is made between a junction temperature T j , a housing temperature T case and an ambient temperature T amb . Before using the power diode 108, it makes sense to check the behavior of the power diode 108 at different temperature values. For this purpose, for example, a method for determining a simulation model is carried out, as will be described in more detail using the following figures.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds eines elektrischen Blocks 300 einer Leistungsdiode. Der elektrische Block 300 beschreibt beispielsweise elektrische Merkmale der Leistungsdiode, wie sie beispielsweise in 2 gezeigt ist. Das Schaltbild zeigt eine erste Stromquelle 302 und eine zweite Stromquelle 304, wobei die erste Stromquelle 302 in einer einen Anodenanschluss A und einen Kathodenanschluss C verbindenden ersten Leitung 306 angeordnet ist. Von der ersten Stromquelle 302 wird in Abhängigkeit einer an der Leistungsdiode anliegenden Spannung und der Sperrschichttemperatur Tj ein erster Strom I1 in die Erste Leitung 306 eingespeist. Die zweite Stromquelle 304 ist in einer den Anodenanschluss A und den Kathodenanschluss C verbindenden zweiten Leitung 308 angeordnet ist. Von der zweiten Stromquelle 304 wird in Abhängigkeit einer Kapazität der Leistungsdiode und einer zeitlichen Veränderung der an der Leistungsdiode anliegenden Spannung ein zweiter Strom I2 in die zweite Leitung 308 eingespeist. Demnach ist der Strom I1 beispielsweise definiert durch I1 = f(V, T) und der Strom I2 beispielsweise durch I2 = f(Cj,dv/dt). 3 shows an exemplary embodiment of a circuit diagram of an electrical block 300 of a power diode. The electrical block 300 describes, for example, electrical characteristics of the power diode, for example as shown in 2 is shown. The circuit diagram shows a first current source 302 and a second current source 304, the first current source 302 being arranged in a first line 306 connecting an anode connection A and a cathode connection C. From the first current source 302, a first current I 1 is fed into the first line 306 depending on a voltage applied to the power diode and the junction temperature T j . The second current source 304 is arranged in a second line 308 connecting the anode connection A and the cathode connection C. From the second current source 304, a second current I 2 is fed into the second line 308 depending on a capacity of the power diode and a change over time in the voltage applied to the power diode. Accordingly, the current I 1 is defined, for example, by I 1 = f(V, T) and the current I 2 , for example, by I 2 = f(C j ,dv/dt).

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds eines thermischen Blocks 400 einer Leistungsdiode. Der thermische Block 400 beschreibt elektrothermischen Merkmale der Leistungsdiode, wie sie in 2 gezeigt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der thermische Block 400 eine dritte Stromquelle 402 zum Bereitstellen eines dritten Stroms I3 auf, der als I3 = f(V, I) definiert ist. Die dritte Stromquelle 402 ist dabei zwischen einen Potentialausgleich 404 eine Leitung 406 geschaltet, die einen ersten Temperaturanschluss 408 für die Sperrschichttemperatur Tj und einen zweiten Temperaturanschluss 410 für die Gehäusetemperatur Tcase miteinander verbindet. Eine weitere Leitung 412 ist mit einem dritten Temperaturanschluss 414 für die Umgebungstemperatur Tamb verbunden. 4 shows an exemplary embodiment of a circuit diagram of a thermal block 400 of a power diode. The thermal block 400 describes electrothermal characteristics of the power diode as shown in 2 is shown. According to this embodiment, thermal block 400 includes a third current source 402 for providing a third current I 3 defined as I 3 = f(V, I). The third current source 402 is connected between a potential equalization 404 and a line 406, which connects a first temperature connection 408 for the junction temperature T j and a second temperature connection 410 for the housing temperature T case . Another line 412 is connected to a third temperature connection 414 for the ambient temperature T amb .

Der thermische Block modelliert die elektrothermischen Eigenschaften der Leistungsdiode. Die dritte Stromquelle 402 ist auch als BCS I3 bezeichenbar und modelliert die Verlustleistung der Diode auf der Grundlage des Stroms, der durch die Diode fließt, und der Spannung an der Diode. Diese Verlustleistung bestimmt die Sperrschichttemperatur Tj der Diode. Die Änderung der Sperrschichttemperatur Tj ändert dann automatisch den Strom und die Spannung und damit die Verlustleistung der Diode.The thermal block models the electrothermal properties of the power diode. The third current source 402 is also referred to as BCS I 3 and models the power dissipation of the diode based on the current flowing through the diode and the voltage across the diode. This power loss determines the junction temperature T j of the diode. The change in the junction temperature T j then automatically changes the current and voltage and thus the power loss of the diode.

Im Allgemeinen sind es nicht nur zwei Widerstände und Kondensatoren, sondern fast beliebig viele (oft 5 bis 8 Widerstand-Kondensator-Paare, auch RC-Glied genannt). Die Widerstände und Kondensatoren modellieren so den thermischen Widerstand und die thermische Kapazität verschiedener Schichten im Aufbau (Aufbau bedeutet hier z.B. Diode und Verbindungsschicht zum Substrat sowie Substrat und Verbindungsschicht zum Kühlkörper sowie Kühlkörper, also der komplette thermische Pfad). Jedes RC-Glied steht nun für eine bestimmte Schicht in diesem Pfad. Im Beispiel in 4 sind zur Übersichtlichkeit nur zwei Glieder gezeichnet, und potenzielle weitere Glieder mit Punkten angedeutet.In general, there are not just two resistors and capacitors, but almost any number (often 5 to 8 resistor-capacitor pairs, also called RC elements). The resistors and capacitors thus model the thermal resistance and thermal capacity of various layers in the structure (structure here means, for example, diode and connection layer to the substrate as well as substrate and connection layer to the heat sink and heat sink, i.e. the complete thermal path). Each RC link now represents a specific layer in this path. In the example in 4 For clarity, only two links are drawn, and potential further links are indicated with dots.

Der thermische Block 400 weist weiterhin zwei Widerstände 416, 418 auf, die in Reihe zwischen den ersten Temperaturanschluss 408 und den zweiten Temperaturanschluss 410 geschaltet sind. Weiterhin weist der thermische Block 400 zwei Kondensatoren 420, 422 auf, die zwischen der Leitung 406 und der weiteren Leitung 412 angeordnet sind. Genauer gesagt ist der erste Kondensator 420 der Kondensatoren 420, 422 zwischen den ersten Temperaturanschluss 408 für die Sperrschichttemperatur Tj und den dritten Temperaturanschluss 414 für die Umgebungstemperatur Tamb geschaltet. Der zweite Kondensator 422 ist zwischen einen Verbindungspunkt der Widerstände 416, 418 und den dritten Temperaturanschluss 414 geschaltet.The thermal block 400 further has two resistors 416, 418 which are connected in series between the first temperature connection 408 and the second temperature connection 410. Furthermore, the thermal block 400 has two capacitors 420, 422, which are arranged between the line 406 and the further line 412. More specifically, the first capacitor 420 of the capacitors 420, 422 is connected between the first temperature connection 408 for the junction temperature T j and the third temperature connection 414 for the ambient temperature T amb . The second capacitor 422 is connected between a connection point of the resistors 416, 418 and the third temperature connection 414.

5 zeigt eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Basismodells 500 für eine Leistungsdiode, wie sie in mindestens einer der 1 bis 2 beschrieben wurde. Das Basismodell ist dabei noch nicht an die Leistungsdiode angepasst und daher nur bedingt zur Modellierung der Leistungsdiode geeignet. Auf der Abszisse 502 ist die Sperrspannung (reverse voltage) der Leistungsdiode aufgetragen. Auf der Ordinate 504 ist der Leckstrom (reverse current) der Leistungsdiode aufgetragen. Das Basismodell 500 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel Simulationskurven 506, 508, wobei die erste Simulationskurve 506 das Verhalten der Leistungsdiode bei niedrigen Temperaturen und die zweite Simulationskurve 508 bei hohen Temperaturen repräsentiert. Da das Basismodell 500 durch nicht angepasste, aber veränderliche Faktoren einen Ausgangspunkt für das in 2 erwähnte und in 8 beschriebene Verfahren zum Bestimmen eines Simulationsmodells darstellt, weisen die Simulationskurven 506, 508 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine annähernd gleiche Form auf und sind lediglich verschoben angeordnet. Die Simulationskurven 506, 508 steigen dabei ausgehend von einer niedrigen Sperrspannung zunächst steil und anschließend stetig, aber flach an. 5 shows a diagrammatic representation of an exemplary embodiment of a basic model 500 for a power diode, as used in at least one of the 1 to 2 was described. The basic model is not yet adapted to the power diode and is therefore only partially suitable for modeling the power diode. The reverse voltage of the power diode is plotted on the abscissa 502. The leakage current (reverse current) of the power diode is plotted on the ordinate 504. According to this exemplary embodiment, the base model 500 includes simulation curves 506, 508, with the first simulation curve 506 representing the behavior of the power diode at low temperatures and the second simulation curve 508 at high temperatures. Since the base model 500 is a starting point for the in 2 mentioned and in 8th The method described for determining a simulation model represents the simulation curves 506, 508 according to this embodiment have an almost identical shape and are simply arranged in a shifted manner. Starting from a low blocking voltage, the simulation curves 506, 508 initially rise steeply and then steadily but flatly.

6 zeigt eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Simulationsmodells 600 für eine Leistungsdiode. Das Simulationsmodell 600 basiert auf dem anhand von 5 genannten Basismodell, ist jedoch an die Leistungsdiode angepasst und eignet sich daher zur Modellierung der Leistungsdiode. Auf der Abszisse 502 ist entsprechend zu 5 die Sperrspannung (reverse voltage) und auf der Ordinate 504 ist der Leckstrom (reverse current) der Leistungsdiode aufgetragen. Die Simulationskurven 506, 508 weisen aufgrund der Anpassung an die Leistungsdiode im Vergleich zu den in 5 gezeigten Kurven einen veränderten Verlauf dar. Die Anpassung wird dabei durch veränderte und/oder angepasste Faktoren des Basismodells erreicht. Dadurch lässt sich das Basismodell beispielsweise an das Material der Leistungsdiode, insbesondere an Galliumoxid, anpassen. 6 shows a diagrammatic representation of an exemplary embodiment of a simulation model 600 for a power diode. The simulation model 600 is based on the 5 mentioned basic model, but is adapted to the power diode and is therefore suitable for modeling the power diode. The abscissa 502 is correspondingly: 5 the reverse voltage and the leakage current (reverse current) of the power diode is plotted on the ordinate 504. Due to the adaptation to the power diode, the simulation curves 506, 508 show in comparison to those in 5 The curves shown represent a changed course. The adaptation is achieved by changing and/or adapting factors of the base model. This allows the basic model to be adapted, for example, to the material of the power diode, in particular gallium oxide.

Die für eine niedrige Temperatur geltende erste Simulationskurve 506 verläuft aufgrund der Anpassung annähernd parabelartig ansteigend. Die für eine hohe Temperatur geltende zweite Simulationskurve 506 verläuft aufgrund der Anpassung annähernd linear ansteigend. Dabei schneidet die erste Simulationskurve 506 die zweite Simulationskurve 508.The first simulation curve 506, which applies to a low temperature, rises in an approximately parabolic manner due to the adaptation. The second simulation curve 506, which applies to a high temperature, increases approximately linearly due to the adaptation. The first simulation curve 506 intersects the second simulation curve 508.

Galliumoxid (Ga2O3) ist ein Halbleiter mit breiter Bandlücke in der Leistungselektronik. Messungen an ersten Ga2O3-Dioden 108 zeigen, dass sich typische Diodeneigenschaften von Galliumoxid, wie beispielsweise Strom-Spannungs-Kennlinien, stark von bekannten Standarddioden wie Silizium-Dioden (Si) oder Siliziumkarbid-Dioden (SiC) unterscheiden können.Gallium oxide (Ga 2 O 3 ) is a wide bandgap semiconductor used in power electronics. Measurements on first Ga 2 O 3 diodes 108 show that typical diode properties of gallium oxide, such as current-voltage characteristics, can differ greatly from known standard diodes such as silicon diodes (Si) or silicon carbide diodes (SiC).

Vor diesem Hintergrund basiert das hier und in den nachfolgenden Figuren beschriebene Modell aus dem in 3 beschriebenen elektrischen Block 300 und den in 4 beschriebenen thermischen Block. Physikalische Formeln und Abhängigkeiten werden mit Hilfe von Verhaltensstromquellen (BCS) implementiert, die in den 3 und 4 als erste Stromquelle, zweite Stromquelle und dritte Stromquelle beschrieben wurden. Der elektrische Block modelliert die rein elektrischen Eigenschaften der Diode. Die erste Stromquelle modelliert den Durchlass- und den Sperrstrom und die zweite Stromquelle modelliert den Strom, der durch die Kapazität fließt. Der thermische Block modelliert die reinen thermischen Eigenschaften der Diode.Against this background, the model described here and in the following figures is based on the in 3 described electrical block 300 and the in 4 thermal block described. Physical formulas and dependencies are implemented using Behavioral Current Sources (BCS) included in the 3 and 4 have been described as first power source, second power source and third power source. The electrical block models the purely electrical properties of the diode. The first current source models the forward and reverse currents and the second current source models the current flowing through the capacitance. The thermal block models the pure thermal properties of the diode.

Beispielsweise wird die Kapazität der Diode mit einer Nachschlagetabelle aus tatsächlich gemessenen Messdaten implementiert, um eine maximale Präzision zu erreichen. Alternativ kann die Kapazität in Abhängigkeit der Spannung mit Standard-Formeln implementiert werden.For example, the capacitance of the diode is implemented with a lookup table of actual measured measurement data to achieve maximum precision. Alternatively, the capacity can be implemented as a function of the voltage using standard formulas.

Der Strom durch die Kapazität wird beispielsweise durch eine Änderung der an der Kapazität anliegenden Spannung verursacht. Der Strom durch die Kapazität wird daher als eine Funktion f(C, dV/dt) modelliert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Strom I1 in zwei Teile aufgeteilt, die durch eine Wenn-Bedingung getrennt sind. Wenn die Spannung größer ist als 0V, fließt ein Strom in Durchlassrichtung. In diesem Fall wird ein Standardmodell der thermischen oder thermionischen Emission implementiert. J D = J S [ e x p ( q ( V D J D R o n , s p ) n k T ) 1 ]

Figure DE102022208404A1_0001
The current through the capacitance is caused, for example, by a change in the voltage across the capacitance. The current through the capacitance is therefore modeled as a function f(C, dV/dt). According to one embodiment, the current I 1 is divided into two parts that are separated by an if condition. If the voltage is greater than 0V, a current flows in the forward direction. In this case, a standard model of thermal or thermionic emission is implemented. J D = J S [ e x p ( q ( v D J D R O n , s p ) n k T ) 1 ]
Figure DE102022208404A1_0001

Dabei stellt JD den Strom durch die Diode, Js den Sättigungssperrstrom (saturation current), q die Elementarladung (electron charge), VD die Spannung an der Diode (diode voltage), Ron den Serienwiderstand der Diode (on-resistance), n den Emissionskoeffizient (ideality factor) und T die Diodentemperatur (junction temperature) dar.J D represents the current through the diode, J s the saturation current, q the electron charge, V D the voltage across the diode (diode voltage), R on the series resistance of the diode (on-resistance) , n represents the emission coefficient (ideality factor) and T the diode temperature (junction temperature).

Der Serienwiderstand und der Emissionskoeffizient können dabei entweder als Formel zur Beschreibung der Änderung der Parameter mit der Temperatur oder als Nachschlagetabelle mit tatsächlich gemessenen Werten implementiert werden. Durch die Verwendung von Nachschlagetabellen werden insbesondere Merkmale, die nicht durch die Standardformel (1) beschrieben werden können, berücksichtigt.The series resistance and the emission coefficient can be implemented either as a formula to describe the change of the parameters with temperature or as a lookup table with actually measured values. By using lookup tables, features that cannot be described by the standard formula (1) are taken into account.

Wenn die Spannung kleiner ist als 0V, fließt der Strom in Sperrrichtung. Hier wird im Prinzip das Modell der thermionischen Feldemission umgesetzt. Es hat die Grundform J TFE ( T ,E ) = a ( E ,T ) * exp { b ( T ) * [ c + d g ( E ,T ) ] }

Figure DE102022208404A1_0002
If the voltage is less than 0V, the current flows in the reverse direction. In principle, the thermionic field emission model is implemented here. It has the basic shape J TFE ( T ,E ) = a ( E ,T ) * exp { b ( T ) * [ c + d G ( E ,T ) ] }
Figure DE102022208404A1_0002

Dabei stellen a, b, c, g von physikalischen Parametern abgeleitete Konstanten, E das elektrische Feld an der Sperrschicht (junction) und T die Temperatur dar.a, b, c, g represent constants derived from physical parameters, E represents the electric field at the junction and T represents the temperature.

Um die Eigenschaften der hier beschriebenen Leistungsdiode zu beschreiben, werden zwei entscheidende rein mathematische Funktionen FA(T,V) und SH(T) eingefügt und die Gleichung (2) um diese erweitert: J TFE ( T ,E ) = FA ( T ,V ) * a ( E ,T ) * exp { b ( T ) * [ SH ( T ) *c + d g ( E ,T ) ] }

Figure DE102022208404A1_0003
In order to describe the properties of the power diode described here, two crucial purely mathematical functions FA(T,V) and SH(T) are inserted and equation (2) is expanded to include them: J TFE ( T ,E ) = FA ( T ,V ) * a ( E ,T ) * exp { b ( T ) * [ SH ( T ) *c + d G ( E ,T ) ] }
Figure DE102022208404A1_0003

Diese Faktoren FA(T,V) und SH(T) passen den Offset der Strom-Spannungs-Kurven in Sperrrichtung und auch die Form der Kurve an, um die notwendigen Eigenschaften von Ga2O3 zu erreichen. Der Faktor FA=FA(GE(T),PA(T),V) besteht aus zwei mathematischen Termen GE(T) und PA(T). Mit diesen Faktoren wird eine Gerade oder Parabel von den bekannten Standardprofilen subtrahiert oder zu ihnen addiert. Der Faktor SH(T) verschiebt die gesamte Kurve nach oben oder unten. Dies führt zu einer guten Modellgenauigkeit.These factors FA(T,V) and SH(T) adjust the offset of the current-voltage curves in the reverse direction and also the shape of the curve to achieve the necessary properties of Ga 2 O 3 . The factor FA=FA(GE(T),PA(T),V) consists of two mathematical terms GE(T) and PA(T). These factors are used to subtract or add a straight line or parabola to the known standard profiles. The SH(T) factor shifts the entire curve up or down. This leads to good model accuracy.

7 zeigt eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Simulationsmodells 600 für eine Leistungsdiode, wie es beispielsweise in 5 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Diagramm jedoch zusätzlich zu einer Simulationskurve 706 eine Mehrzahl von Messkurven 700 auf, mit denen die Simulationskurve 706 verglichen werden kann. Die Messkurven 700 repräsentieren das Verhalten der Leistungsdiode bei unterschiedlichen Temperaturen, hier beispielhaft zwischen 25°C und 150°C. Beispielsweise basieren die Messkurven 700 auf Messdaten der Leistungsdiode. Ziel dabei ist es, die Simulationskurve 706 durch das in der nachfolgenden 8 beschriebene Verfahren an diejenige der Messkurven 700 möglichst gut anzunähern, die das Verhalten der Leistungsdiode bei der gleichen Temperatur wie die Simulationskurve 706 repräsentiert. 7 shows a diagrammatic representation of an exemplary embodiment of a simulation model 600 for a power diode, as shown, for example, in 5 was described. According to this exemplary embodiment, however, in addition to a simulation curve 706, the diagram has a plurality of measurement curves 700 with which the simulation curve 706 can be compared. The measurement curves 700 represent the behavior of the power diode at different temperatures, here for example between 25 ° C and 150 ° C. For example, the measurement curves 700 are based on measurement data from the power diode. The aim is to use the simulation curve 706 in the following 8th described method to approximate as closely as possible to that of the measurement curves 700, which represents the behavior of the power diode at the same temperature as the simulation curve 706.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Simulationskurve 706 als durchgängige Linie dargestellt, welche hier das Verhalten der Leistungsdiode bei einer Temperatur von 150°C zeigt. Die Messkurven 700 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel gepunktet dargestellt und stellen beispielsweise das Verhalten der Leistungsdiode bezüglich Sperrspannung und Leckstrom bei Temperaturen von 25°C, 50°C, 75°C, 100°C, 125°C und 150°C dar. Die Temperaturen sind dabei im Diagramm mittels einer Legende 702 zur Übersicht dargestellt, über die auch die einzelnen Messkurven 700 der entsprechenden Temperatur zuordenbar sind, beispielsweise mittels einer Farbkodierung.According to this exemplary embodiment, the simulation curve 706 is shown as a continuous line, which here shows the behavior of the power diode at a temperature of 150 ° C. The measurement curves 700 are shown in dotted lines according to this exemplary embodiment and represent, for example, the behavior of the power diode with regard to reverse voltage and leakage current at temperatures of 25 ° C, 50 ° C, 75 ° C, 100 ° C, 125 ° C and 150 ° C. The temperatures are shown in the diagram by means of a legend 702 for an overview, via which the individual measurement curves 700 can be assigned to the corresponding temperature, for example by means of color coding.

Beispielhaft wird eine Temperatur vorgegeben, für welche das Simulationsmodell erstellt werden soll, hier 150°C. Eine der dieser Temperatur zugeordnete Messkurve der Messkurven 700 weist dabei einen Verlauf auf, der sich fast vollständig mit dem Verlauf der Simulationskurve 706 deckt. Um diese Simulationskurve 706 zu erhalten, werden beispielsweise fortlaufend Faktoren des Basismodells angepasst. Zudem werden gemäß einem Ausführungsbeispiel Daten bezüglich des Materials der Leistungsdiode eingestellt, eingegeben oder beispielsweise aufgerufen.As an example, a temperature is specified for which the simulation model should be created, here 150°C. One of the measurement curves 700 assigned to this temperature has a course that almost completely coincides with the course of the simulation curve 706. In order to obtain this simulation curve 706, factors of the base model are continuously adjusted, for example. In addition, according to one exemplary embodiment, data relating to the material of the power diode is set, entered or, for example, called up.

Vorteilhafterweise können Parameter SH(T) bestimmt werden, indem manuell zu verwendende Werte eingegeben werden und überprüft wird, ob diese Werte basierend auf einer automatischen Aktualisierung der Simulationskurve 706 geeignet sind. Alternativ können die besten Parameter unter Verwendung eines Programms berechnet werden, beispielsweise unter Verwendung der least-squares method. Auch für eine verwendete Interpolation von Werten der Simulationskurve 706 können manuell zu verwendende Werte eingegeben werden und es kann überprüft werden, ob diese Werte basierend auf einer automatischen Aktualisierung der Simulationskurve 706 geeignet sind. Alternativ können die besten Parameter unter Verwendung eines Programms berechnet werden, beispielsweise unter Verwendung der least-squares method. Vorteilhafterweise können Parameter FA(T) bestimmt werden, wenn die Simulationskurve 706 als Parabel modelliert wird, indem manuell zu verwendende Werte eingegeben werden und überprüft wird, ob diese Werte basierend auf einer automatischen Aktualisierung der Simulationskurve 706 geeignet sind. Alternativ können die besten Parameter unter Verwendung eines Programms berechnet werden, beispielsweise unter Verwendung der least-squares method.Advantageously, parameters SH(T) can be determined by entering values to be used manually and checking whether these values are appropriate based on an automatic update of the simulation curve 706. Alternatively, the best parameters can be calculated using a program, for example using the least-squares method. Values to be used manually can also be entered for an interpolation of values of the simulation curve 706 and it can be checked whether these values are suitable based on an automatic update of the simulation curve 706. Alternatively, the best parameters can be calculated using a program, for example using the least-squares method. Advantageously, parameters FA(T) can be determined when modeling the simulation curve 706 as a parabola by manually entering values to be used and checking whether these values are appropriate based on an automatic update of the simulation curve 706. Alternatively, the best parameters can be calculated using a program, for example using the least-squares method.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 800 zum Bestimmen eines Simulationsmodells für eine Leistungsdiode, insbesondere eine Galliumoxid-Leistungsdiode, wie es beispielsweise in einer der 6 bis 7 beschrieben wurde. Das Verfahren 800 wird dabei beispielhaft auf eine Leistungsdiode angewandt, wie sie beispielsweise anhand der 1 bis 2 beschrieben wurde. 8th shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method 800 for determining a simulation model for a power diode, in particular a gallium oxide power diode, as described, for example, in one of 6 to 7 was described. The method 800 is applied, for example, to a power diode, as shown, for example, in 1 to 2 was described.

Das Verfahren 800 umfasst dabei einen Schritt 802 des Ausführens eines Basismodells für die Leistungsdiode, um Simulationskurven zu erhalten, die einen Leckstrom der Leistungsdiode in Abhängigkeit von einer Sperrspannung der Leistungsdiode und einer Temperatur der Leistungsdiode repräsentieren. Das Basismodell umfasst dabei einen ersten Faktor und einen zweiten Faktor. Das Basismodell basiert beispielsweise auf einer Formel JTFE (T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ -b(T) * [SH(T)*c + d - g(E,T)]}, wobei FA(T,V) den ersten Faktor und SH(T) den zweiten Faktor repräsentiert. Solange die Faktoren noch nicht an die Leistungsdiode angepasst sind, eignen sich die Simulationskurven noch nicht zur Modellierung der Leistungsdiode, wie es beispielsweise anhand von 5 gezeigt ist.The method 800 includes a step 802 of executing a basic model for the power diode in order to obtain simulation curves that represent a leakage current of the power diode as a function of a reverse voltage of the power diode and a temperature of the power diode. The basic model includes a first factor and a second factor. For example, the basic model is based on a formula J TFE (T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ -b(T) * [SH(T)*c + d - g(E ,T)]}, where FA(T,V) represents the first factor and SH(T) represents the second factor. As long as the factors have not yet been adapted to the power diode, the simulation curves are not yet suitable for modeling the power diode, as can be done, for example, using 5 is shown.

Weiterhin umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 804 des Veränderns eines Werts des ersten Faktors, um eine Form der Simulationskurven zu verändern, und/oder eines Werts des zweiten Faktors, um eine Verschiebung der Simulationskurven zu bewirken. Die Form der Simulationskurven kann dadurch beispielsweise an die Form einer Geraden oder einer Parabel angepasst werden. Verschoben werden die Simulationskurven beispielsweise entlang Abszisse und/oder entlang der Ordinate der in den 5 und 6 gezeigten Diagramme.Furthermore, the method 800 includes a step 804 of changing a value of the first factor to change a shape of the simulation curves and/or a value of the second factor to cause a shift in the simulation curves. The shape of the simulation curves can be adapted to the shape of a straight line or a parabola, for example. The simulation curves are shifted, for example, along the abscissa and/or along the ordinate in the 5 and 6 diagrams shown.

In einem Schritt 806 des Wiederholens werden der Schritt 802 des Ausführens und der Schritt 804 des Veränderns wiederholt, um einen veränderten Wert des ersten Faktors und einen veränderten Wert des zweiten Faktors zu erhalten, bei denen die Simulationskurven an Messkurven der Leistungsdiode angepasst sind. Entsprechende Simulationskurven sind beispielsweise in 6 gezeigt.In a repeating step 806, the executing step 802 and the modifying step 804 are repeated to obtain a modified value of the first factor and a modified value of the second factor in which the simulation curves are adapted to measurement curves of the power diode. Corresponding simulation curves are, for example, in 6 shown.

Lediglich optional werden die Simulationskurven mit Messkurven der Leistungsdiode verglichen, wie es beispielsweise anhand von 7 beschrieben ist. Die Messkurven sind vorteilhafterweise an Diodeneigenschaften der Leistungsdiode angepasst, wie beispielsweise an ein Material der Leistungsdiode. Durch einen entsprechenden Vergleich kann ermittelt werden, ob eine Simulationskurve bereits ausreichend an eine zugeordnete Messkurve angepasst ist, und somit ein weiteres Wiederholen der Schritte 802, 804 des Ausführens und des Veränderns zumindest für die Simulationskurve, die beispielsweise einer bestimmten Temperatur zugeordnet ist, unterbleiben kann.Only optionally are the simulation curves compared with measurement curves of the power diode, for example using 7 is described. The measurement curves are advantageously adapted to diode properties of the power diode, such as a material of the power diode. By means of a corresponding comparison, it can be determined whether a simulation curve is already sufficiently adapted to an assigned measurement curve, and thus a further repetition of steps 802, 804 of executing and changing at least for the simulation curve, which is assigned to a specific temperature, for example, can be omitted .

Weiterhin umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 808 des Bestimmens des Simulationsmodells für die Leistungsdiode unter Verwendung des Basismodells und des veränderten Werts des ersten Faktors und des veränderten Werts des zweiten Faktors, für die sich eine maximale oder ausreichende Übereinstimmung zwischen Messkurve und Simulationskurve ergeben hat.Furthermore, the method 800 includes a step 808 of determining the simulation model for the power diode using the base model and the changed value of the first factor and the changed value of the second factor, for which there was a maximum or sufficient agreement between the measurement curve and the simulation curve.

Beispielsweise wird im Schritt 806 des Wiederholens der Wert des ersten Faktors und/oder der Wert des zweiten Faktors zufällig, beispielsweise manuell, verändert oder unter Verwendung einer mathematischen Optimierungsmethose, wie beispielsweise der Methode der kleinsten Quadrate, welche auch als least-square-method bekannt ist. Zudem können Werte oder Daten berücksichtigt werden, für die es beispielsweise (noch) keine Messdaten gibt.For example, in step 806 of repeating, the value of the first factor and/or the value of the second factor is changed randomly, for example manually, or using a mathematical optimization method, such as the least squares method, also known as the least square method is. In addition, values or data can be taken into account for which, for example, there are no measurement data (yet).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Schritt 806 des Wiederholens so lange durchgeführt, bis der veränderte Wert des ersten Faktors und der veränderte Wert des zweiten Faktors eine maximale Übereinstimmung zwischen den Simulationskurven und den Messkurven der Leistungsdiode ergeben. Das bedeutet, dass das Verfahren 800, beziehungsweise der Schritt 806 des Wiederholens so lange durchgeführt wird, bis ein bestmögliches Ergebnis für die Leistungsdiode oder das Simulationsmodell ermittelt oder berechnet wurde.According to one embodiment, step 806 of repeating is carried out until the changed value of the first factor and the changed value of the second factor result in a maximum agreement between the simulation curves and the measurement curves of the power diode. This means that the method 800, or the step 806 of repeating, is carried out until a best possible result for the power diode or the simulation model has been determined or calculated.

Lediglich optional umfasst das Verfahren 800 zusätzlich einen Schritt 810 des Einlesens von die Messkurven erzeugenden Messdaten. Die Messdaten repräsentieren beispielsweise Diodeneigenschaften, die sich unter Anderem beispielsweise auf das Material beziehen können. Die Messdaten werden dazu beispielsweise in einem Schritt 812 des Erfassens unter Verwendung einer Sensoreinrichtung an einer realen sich im Betrieb befindlichen Leistungsdiode erfasst. Beispielsweise werden unter Verwendung der Sensoreinrichtung bei unterschiedlichen Temperaturen für unterschiedliche an der Diode anliegende Spannungen die resultierenden Ströme durch die Diode erfasst.Only optionally does the method 800 additionally include a step 810 of reading in the measurement data that generates the measurement curves. The measurement data represent, for example, diode properties, which can relate, among other things, to the material. For this purpose, the measurement data is acquired, for example, in a step 812 of acquisition using a sensor device on a real power diode that is in operation. For example, using the sensor device at different temperatures for different voltages applied to the diode, the resulting currents are detected through the diode.

In einem ebenfalls optionalen Schritt 814 des Bereitstellens wird ein Anzeigesignal zum Anzeigen der Simulationskurven an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinheit bereitgestellt und somit grafisch als Diagramm abgebildet, wie es beispielsweise in 7 beschrieben wurde.In a likewise optional step 814 of providing, a display signal for displaying the simulation curves is provided to an interface to a display unit and thus graphically depicted as a diagram, as shown, for example, in 7 was described.

Durch das Verfahren 800 werden gemäß einem Ausführungsbeispiel Daten angezeigt, unter Verwendung derer das Simulationsmodell, wie beispielsweise ein LTspice-Modell, erzeugt wird. Dazu werden beispielsweise die Basisdaten, die auch als Modelldaten bezeichnet sind, mit den Messdaten verglichen. Die Faktoren FA(T,V) und SH(T) sind beispielsweise manuell einstellbar und das Ergebnis direkt sichtbar. Weiterhin ist eine automatische Berechnung von so genannten Best-Fit-Werten für die Faktoren FA(T,V) und SH(T,V) durchführbar sowie eine Erstellung eines notwendigen Codes.According to one embodiment, method 800 displays data used to generate the simulation model, such as an LTspice model. For this purpose, for example, the basic data, which is also referred to as model data, is compared with the measurement data. For example, the factors FA(T,V) and SH(T) can be set manually and the result is directly visible. Furthermore, an automatic calculation of so-called best-fit values for the factors FA(T,V) and SH(T,V) can be carried out and a necessary code can be created.

9 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 900 ist beispielsweise ausgeformt, um ein Verfahren anzusteuern oder durchzuführen, wie es in 8 beschrieben wurde. Dazu weist die Vorrichtung 900 eine Auswerteeinheit 902 auf, die ausgeformt ist, um ein Ausführen eines Basismodells 500 für die Leistungsdiode zu bewirken, um Simulationskurven zu erhalten, die einen Leckstrom der Leistungsdiode in Abhängigkeit von einer Sperrspannung der Leistungsdiode und einer Temperatur der Leistungsdiode repräsentieren. Das Basismodell 500 ist lediglich optional auf einer Speichereinheit 904 hinterlegt oder von einer solchen abrufbar. Das Basismodell umfasst dabei einen ersten Faktor und einen zweiten Faktor. Weiterhin ist die Auswerteeinheit 902 ausgebildet, um einen Wert des ersten Faktors zu verändern, um eine Form der Simulationskurven zu verändern, und/oder um einen Wert des zweiten Faktors zu verändern, um eine Verschiebung der Simulationskurven zu bewirken. Die Auswerteeinheit 902 wiederholt dabei diese beiden Vorgänge, um einen veränderten Wert des ersten Faktors und einen veränderten Wert des zweiten Faktors zu erhalten, bei denen die Simulationskurven an Messkurven der Leistungsdiode angepasst sind. Zudem ist die Auswerteeinheit 902 ausgeformt, um ein Bestimmen des Simulationsmodells 600 für die Leistungsdiode unter Verwendung des Basismodells und des veränderten Werts des ersten Faktors und des veränderten Werts des zweiten Faktors zu bewirken. Lediglich optional weist die Vorrichtung 900 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Einleseeinheit 906 auf, die ausgeformt ist, um die Messkurven erzeugende Messdaten 908 einzulesen, die beispielsweise von einer Sensoreinrichtung 910 an einer realen Leistungsdiode erfasst wurden. Weiterhin optional weist die Vorrichtung 900 eine Bereitstelleinheit 912 auf, die ausgebildet ist, um ein Anzeigesignal 914 zum Anzeigen der Simulationskurven des Simulationsmodells 600 an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinheit 916 bereitzustellen, um die Simulationskurven auf der Anzeigeeinheit 916 anzuzeigen und somit grafisch abzubilden. 9 shows a block diagram of a device 900 according to an exemplary embodiment. The device 900 is designed, for example, to control or carry out a method as described in 8th was described. For this purpose, the device 900 has an evaluation unit 902 which is designed to execute a basic model 500 for the power diode in order to obtain simulation curves which represent a leakage current of the power diode as a function of a reverse voltage of the power diode and a temperature of the power diode. The basic model 500 is only optionally stored on a storage unit 904 or can be accessed from one. The basic model includes a first factor and a second factor. Furthermore, the evaluation unit 902 is designed to change a value of the first factor in order to change a shape of the simulation curves, and/or to change a value of the second factor in order to cause a shift in the simulation curves. The evaluation unit 902 repeats these two processes in order to obtain a changed value of the first factor and a changed value of the second factor, in which the simulation curves are adapted to measurement curves of the power diode. In addition, the evaluation unit 902 is designed to determine the simulation model 600 for the power diode using the base model and the changed value of the first factor and the changed value of the second factor. Only optionally does the device 900 according to this exemplary embodiment have a reading unit 906, which is designed to read in the measurement data 908 generating the measurement curves, which were detected, for example, by a sensor device 910 on a real power diode. Furthermore, optionally, the device 900 has a provision unit 912, which is designed to provide a display signal 914 for displaying the simulation curves of the simulation model 600 to an interface to a display unit 916 in order to display the simulation curves on the display unit 916 and thus graphically depict them.

BezugszeichenReference symbols

100100
Fahrzeugvehicle
102102
EnergieversorgungseinrichtungEnergy supply facility
104104
elektrische Maschineelectric machine
106106
StromrichterPower converter
108108
Leistungsdiode power diode
AA
AnodenanschlussAnode connection
CC
KathodenanschlussCathode connection
TjTj
Sperrschichttemperaturjunction temperature
TcaseTcase
GehäusetemperaturCase temperature
TambTamb
Umgebungstemperatur Ambient temperature
300300
elektrischer Blockelectrical block
302302
erste Stromquellefirst power source
304304
zweite Stromquellesecond power source
306306
erste Leitungfirst line
308308
zweite Leitungsecond line
I1I1
erster Stromfirst stream
I2I2
zweiter Strom second stream
400400
thermischer Blockthermal block
402402
dritte Stromquellethird power source
404404
PotentialausgleichPotential equalization
406406
LeitungLine
408408
erster Temperaturanschlussfirst temperature connection
410410
zweiter Temperaturanschlusssecond temperature connection
412412
weitere Leitungfurther line
414414
dritter Temperaturanschlussthird temperature connection
416416
erster Widerstandfirst resistance
418418
zweiter Widerstandsecond resistance
420420
erster Kondensatorfirst capacitor
422422
zweiter Kondensatorsecond capacitor
I3I3
dritter Strom third stream
500500
BasismodellBasic model
502502
x-AchseX axis
504504
y-Achsey axis
506506
erste Simulationskurvefirst simulation curve
508508
zweite Simulationskurve second simulation curve
600600
Simulationsmodell Simulation model
700700
MesskurvenMeasurement curves
702702
LegendeLegend
706706
Simulationskurve Simulation curve
800800
Verfahren zum Bestimmen eines SimulationsmodellsMethod for determining a simulation model
802802
Schritt des AusführensExecute step
804804
Schritt des Verändernsstep of change
806806
Schritt des WiederholensRepeat step
808808
Schritt des BestimmensStep of determining
810810
Schritt des EinlesensReading step
812812
Schritt des ErfassensStep of capturing
814814
Schritt des Bereitstellens Deployment step
900900
Vorrichtungcontraption
902902
AuswerteeinheitEvaluation unit
904904
SpeichereinheitStorage unit
906906
EinleseeinheitReading unit
908908
MessdatenMeasurement data
910910
SensoreinrichtungSensor device
912912
BereitstelleinheitProvision unit
914914
AnzeigesignalDisplay signal
916916
AnzeigeeinheitDisplay unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2011166847 A1 [0002]US 2011166847 A1 [0002]

Claims (14)

Verfahren (800) zum Bestimmen eines Simulationsmodells (600) für eine Leistungsdiode (108), insbesondere eine Galliumoxid-Leistungsdiode, wobei das Verfahren (800) die folgenden Schritte umfasst: Ausführen (802) eines Basismodells (500) für die Leistungsdiode (108), um Simulationskurven (506, 508; 706) zu erhalten, die einen Leckstrom der Leistungsdiode (108) in Abhängigkeit von einer Sperrspannung der Leistungsdiode (108) und einer Temperatur der Leistungsdiode (108) repräsentieren, wobei das Basismodell (500) einen ersten Faktor umfasst und einen zweiten Faktor umfasst; Verändern (804) eines Werts des ersten Faktors, um eine Form der Simulationskurven (506, 508; 706) zu verändern, und/oder eines Werts des zweiten Faktors, um eine Verschiebung der Simulationskurven (506, 508; 706) zu bewirken; Wiederholen (806) der Schritte (802, 804) des Ausführens und Veränderns, um einen veränderten Wert des ersten Faktors und/oder einen veränderten Wert des zweiten Faktors zu erhalten, bei dem oder bei denen die Simulationskurven (506, 508; 706) an Messkurven (700) der Leistungsdiode (108) angepasst sind; und Bestimmen (808) des Simulationsmodells (600) für die Leistungsdiode (108) unter Verwendung des Basismodells (500) und des veränderten Werts des ersten Faktors und des veränderten Werts des zweiten Faktors.Method (800) for determining a simulation model (600) for a power diode (108), in particular a gallium oxide power diode, the method (800) comprising the following steps: Executing (802) a base model (500) for the power diode (108) in order to obtain simulation curves (506, 508; 706) which show a leakage current of the power diode (108) as a function of a reverse voltage of the power diode (108) and a temperature of the represent power diode (108), wherein the base model (500) includes a first factor and includes a second factor; changing (804) a value of the first factor to change a shape of the simulation curves (506, 508; 706) and/or a value of the second factor to cause a shift of the simulation curves (506, 508; 706); Repeating (806) the steps (802, 804) of performing and changing to obtain a changed value of the first factor and/or a changed value of the second factor at which the simulation curves (506, 508; 706) are at Measurement curves (700) of the power diode (108) are adapted; and Determining (808) the simulation model (600) for the power diode (108) using the base model (500) and the changed value of the first factor and the changed value of the second factor. Verfahren (800) gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt (810) des Einlesens von die Messkurven (700) erzeugenden Messdaten (908).Procedure (800) according to Claim 1 , with a step (810) of reading in measurement data (908) generating the measurement curves (700). Verfahren (800) gemäß Anspruch 2, mit einem Schritt (812) des Erfassens der Messdaten (908) unter Verwendung einer Sensoreinrichtung (910).Procedure (800) according to Claim 2 , with a step (812) of acquiring the measurement data (908) using a sensor device (910). Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt (804) des Veränderns der Wert des ersten Faktors und/oder der Wert des zweiten Faktors zufällig verändert wird oder werden.Method (800) according to one of the preceding claims, wherein in the step (804) of changing the value of the first factor and/or the value of the second factor is or are changed randomly. Verfahren (800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt (804) des Veränderns der Wert des ersten Faktors und/oder der Wert des zweiten Faktors unter Verwendung einer mathematischen Optimierungsmethode verändert wird oder werden.Method (800) according to one of Claims 1 until 3 , wherein in step (804) of changing, the value of the first factor and / or the value of the second factor is or are changed using a mathematical optimization method. Verfahren (800) gemäß Anspruch 5, wobei im Schritt (804) des Veränderns als mathematische Optimierungsmethode die Methode der kleinsten Quadrate verwendet wird.Procedure (800) according to Claim 5 , wherein in step (804) of changing, the least squares method is used as the mathematical optimization method. Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Schritt (806) des Wiederholens durchgeführt wird, bis der veränderte Wert des ersten Faktors und der veränderte Wert des zweiten Faktors eine maximale Übereinstimmung zwischen den Simulationskurven (506, 508; 706) und den Messkurven (700) der Leistungsdiode (108) erreicht.Method (800) according to one of the preceding claims, wherein the step (806) of repeating is carried out until the changed value of the first factor and the changed value of the second factor achieve a maximum agreement between the simulation curves (506, 508; 706) and the Measurement curves (700) of the power diode (108) are achieved. Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (814) des Bereitstellens eines Anzeigesignals (914) zum Anzeigen der Simulationskurven (506, 508; 706) an eine Schnittstelle zu einer Anzeigeeinheit (916), um die Simulationskurven (506, 508; 706) auf der Anzeigeeinheit (916) anzuzeigen.Method (800) according to one of the preceding claims, with a step (814) of providing a display signal (914) for displaying the simulation curves (506, 508; 706) to an interface to a display unit (916) in order to display the simulation curves (506, 508; 706) on the display unit (916). Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Basismodell (500) auf einem thermionischen Modell der Leistungsdiode (108) basiert.Method (800) according to one of the preceding claims, wherein the basic model (500) is based on a thermionic model of the power diode (108). Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Basismodell (500) auf der Gleichung JTFE(T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ -b(T) * [SH(T)*c + d - g(E,T)] } basiert, wobei FA(T,V) den ersten Faktor und SH(T) den zweiten Faktor repräsentiert.Method (800) according to one of the preceding claims, wherein the base model (500) is based on the equation J TFE (T,E) = FA(T,V) * a(E,T) * exp{ -b(T) * [ SH(T)*c + d - g(E,T)] }, where FA(T,V) represents the first factor and SH(T) represents the second factor. Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Faktor einen ersten mathematischen Term GE(T) und einen zweiten mathematischen Term PA(T) umfasst.Method (800) according to one of the preceding claims, wherein the first factor comprises a first mathematical term GE(T) and a second mathematical term PA(T). Vorrichtung (900), die eingerichtet ist, um die Schritte (802, 804, 806, 808, 810, 812, 814) des Verfahrens (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (902, 906, 912) auszuführen und/oder anzusteuern.Device (900) which is set up to carry out the steps (802, 804, 806, 808, 810, 812, 814) of the method (800) according to one of the preceding claims in corresponding units (902, 906, 912) and/ or to control. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (802, 804, 806, 808, 810, 812, 814) des Verfahrens (800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen und/oder anzusteuern.Computer program that is designed to carry out the steps (802, 804, 806, 808, 810, 812, 814) of the method (800) according to one of Claims 1 until 11 to execute and/or control. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program can be written Claim 13 is stored.
DE102022208404.7A 2022-08-12 2022-08-12 Method and device for determining a simulation model for a power diode Pending DE102022208404A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208404.7A DE102022208404A1 (en) 2022-08-12 2022-08-12 Method and device for determining a simulation model for a power diode
PCT/EP2023/071413 WO2024033185A1 (en) 2022-08-12 2023-08-02 Method and device for determining a simulation model for a power diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208404.7A DE102022208404A1 (en) 2022-08-12 2022-08-12 Method and device for determining a simulation model for a power diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022208404A1 true DE102022208404A1 (en) 2024-02-15

Family

ID=87567269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022208404.7A Pending DE102022208404A1 (en) 2022-08-12 2022-08-12 Method and device for determining a simulation model for a power diode

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022208404A1 (en)
WO (1) WO2024033185A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110166847A1 (en) 2010-01-05 2011-07-07 International Business Machines Corporation Silicon controlled rectifier modeling

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110166847A1 (en) 2010-01-05 2011-07-07 International Business Machines Corporation Silicon controlled rectifier modeling

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024033185A1 (en) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1196410C2 (en) Learnable distinction matrix for groups of analog signals
DE2903194A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR COMPENSATING A SENSOR
DE2935261A1 (en) ARRANGEMENT AND METHOD FOR PATTERN RECOGNITION
DE1762172A1 (en) Logical circuit
DE60019255T2 (en) Method and device for trimming electronic circuits
DE3342491A1 (en) AUTOMATIC DEVICE FOR MANUFACTURING OR TESTING DEVICES
EP3782081B1 (en) Method for generating a test data set, method for testing, method for operating a system, device, control system, computer program product, computer readable medium, generation and use
DE102009021799A1 (en) Method for the spatially resolved determination of the series resistance of a semiconductor structure
DE868980C (en) Adding machine
DE102010026992A1 (en) Temperature measurement using a diode with saturation current compensation
DE102022208404A1 (en) Method and device for determining a simulation model for a power diode
DE102016206590A1 (en) Method for determining a temperature of a transistor, control device and switching device
DE60108730T2 (en) EEPROM circuit, voltage reference circuit and method of providing a voltage reference having a low temperature coefficient
DE2755038C3 (en) Analog comparator
DE102019203631A1 (en) Method and device for modeling a power semiconductor module
DE102015204612A1 (en) Method and device for maintaining an actuator for an airbag control unit
DE102020106348B3 (en) Method for determining at least one state variable of a MOSFET
DE102021210393A1 (en) Method and device for operating a technical system
DE102018213757B4 (en) Method and system for generating a reference characteristic of a network component and a system for determining an operating state of the network component using such a reference characteristic
DE102020209722A1 (en) Magnetic field sensor arrangement and method for calibrating a magnetic field sensor of a magnetic field sensor arrangement
DE112020001798T5 (en) METHOD OF MEASUREMENT OF A COMPONENT PARAMETER
EP2880455B1 (en) Inspection apparatus and method for detecting properties of a material in a component sample
DE102020213441B4 (en) Method of testing an electronic circuit
DE112019002305T5 (en) PSEUDONOMYSIS OF POSITION DATA
DE102018217814A1 (en) Method for offset calibration of a rotation rate sensor signal of a rotation rate sensor, system, computer program

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication