EP4511959A1 - Verfahren zum betrieb einer schaltungseinheit und schaltungseinheit - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer schaltungseinheit und schaltungseinheit

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Publication number
EP4511959A1
EP4511959A1 EP23715884.5A EP23715884A EP4511959A1 EP 4511959 A1 EP4511959 A1 EP 4511959A1 EP 23715884 A EP23715884 A EP 23715884A EP 4511959 A1 EP4511959 A1 EP 4511959A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measured values
temperature sensor
temperature
criterion
electronic circuit
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
EP23715884.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen BÖCKLE
Michael Geissler
Matthias Schneider
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.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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 SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4511959A1 publication Critical patent/EP4511959A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K2017/0806—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a circuit unit, which comprises an electronic circuit with several components, at least one temperature sensor for reliably detecting a temperature of at least one component of the electronic circuit and an evaluation unit for reliably evaluating the temperature detected by the at least one temperature sensor.
  • the invention also relates to a circuit unit which can be operated using the method according to the invention.
  • the circuit includes a temperature sensor, which is connected in a heat-conducting manner to windings of the electric motor, and an evaluation unit for evaluating the temperature detected by the temperature sensor.
  • the sensor arrangement includes a sensor element which is inserted into a stator tooth of a stator.
  • JP H05276643 A a detector for detecting an overload of an electronic component on a circuit board is known.
  • a device for information processing which has a semiconductor memory.
  • a temperature monitoring system for monitoring the temperature of a component is known.
  • the invention is based on the object of developing a method for operating a circuit unit and a circuit unit.
  • the object is achieved by a method for operating a circuit unit with the features specified in claim 1.
  • Advantageous refinements and further developments are the subject of the subclaims.
  • the task is also achieved by a circuit unit with the features specified in claim 15.
  • a method for operating a circuit unit which comprises an electronic circuit with several components, at least one temperature sensor for reliably detecting a temperature of at least one component of the electronic circuit and an evaluation unit for reliably evaluating the temperature detected by the at least one temperature sensor, is proposed.
  • measured values of a temperature of at least one component of the electronic circuit are reliably recorded by the at least one temperature sensor.
  • the recorded measured values are securely transmitted to the evaluation unit.
  • the measured values transmitted to the evaluation unit are safely evaluated by checking whether measured values recorded during a period of time meet at least one criterion. A warning message is issued if at least one criterion is met.
  • the method according to the invention allows the thermal load on an electronic circuit and individual components to be reliably interpreted. By choosing suitable criteria for evaluating the measured values recorded, predictions about the remaining service life of the electronic circuit are possible. This means that the service life of the electronic circuit can be optimized and replacement can be planned in good time.
  • the measured values of the temperature of the at least one component of the at least one temperature sensor electronic circuit recorded cyclically with a cycle time.
  • the cycle time is, for example, one second or one minute.
  • a first criterion is fulfilled if at least one measured value recorded during a first period of time exceeds a first limit value.
  • the first time period is greater than the cycle time.
  • Exceeding the first limit indicates possible thermal destruction of a component.
  • a second criterion is met if a difference between two measured values recorded during a second period of time exceeds a second limit value.
  • the second time period is greater than the cycle time and less than the first time period.
  • Exceeding the second limit indicates a sharp increase in temperature during the second period.
  • a third criterion is met if a minimum number of measured values recorded during a third period of time exceeds a third limit value.
  • the third time period is greater than the cycle time and less than the first time period.
  • the third limit is smaller than the first limit. Exceeding the third limit indicates that the heat input during the third period is too high.
  • a fourth criterion is fulfilled if an integral of measured values recorded during a fourth time period exceeds a fourth limit value over the fourth time period.
  • the fourth time period is greater than the cycle time and less than the first time period. Exceeding the fourth limit indicates that the heat input during the fourth period is too high.
  • a fifth criterion is fulfilled when a sum of the measured values recorded during a fifth period of time exceeds a fifth limit value.
  • the fifth time period is greater than the cycle time and less than the first time period.
  • the fifth limit is greater than the first limit.
  • the fifth limit divided by the number of measured values recorded during the fifth time period is less than the first limit.
  • Exceeding the fifth limit indicates that the heat input during the fifth period is too high.
  • a sixth criterion is fulfilled if at least one measured value recorded during a sixth time period falls below a sixth limit value.
  • the sixth time period is greater than the cycle time. Falling below the sixth limit indicates possible destruction of a component due to hypothermia.
  • a seventh criterion is fulfilled when a difference between two measured values recorded during a seventh time period falls below a seventh limit value.
  • the seventh time period is greater than the cycle time and less than the sixth time period. Falling below the seventh limit indicates a sharp drop in temperature during the seventh period.
  • the circuit unit comprises a first temperature sensor and a second temperature sensor for reliably detecting a temperature of at least one component of the electronic circuit.
  • measured values of a temperature of at least one component of the electronic circuit are reliably recorded by the first temperature sensor and by the second temperature sensor.
  • the measured values recorded by the first temperature sensor and the measured values recorded by the second temperature sensor are securely transmitted to the evaluation unit.
  • An eighth criterion is fulfilled if a difference of at least one measured value recorded by the first temperature sensor during an eighth period of time and a measured value recorded at the same time by the second temperature sensor exceeds an eighth limit value.
  • the first temperature sensor and the second temperature sensor thus monitor each other. A failure of a temperature sensor is detected promptly.
  • the evaluation unit comprises a counter for counting issued warning messages.
  • An error message is issued by the evaluation unit if a number of issued warning messages exceeds a ninth limit value during a ninth period of time.
  • the circuit unit is preferably switched off at the same time as the error message is output.
  • the evaluation unit comprises a neural network.
  • the measured values transmitted to the evaluation unit are fed to the neural network, and a course of the measured values is compared by the neural network with previously determined courses of measured values.
  • a neural network allows one Monitoring of transmitted measured values over a longer period of time.
  • a neural network is able to detect aging-related changes in the course of the measured values.
  • the neural network is designed as a convolutional network which has an input layer, a plurality of convolution layers and an output layer.
  • the neural network is preferably designed as a CNN (Convolutional Neural Networks) in an autoencoder structure.
  • the layers are arranged in series one behind the other and linked to one another using mathematical folding operations.
  • a convolution operation is carried out from one layer to the next layer.
  • the convolution operators with which the said convolution operations are carried out are determined by processing the training data supplied to the neural network.
  • the neural network is supplied with training data which contain curves of measured values of a temperature of the at least one component of the electronic circuit.
  • a circuit unit comprises an electronic circuit with several components, at least one temperature sensor for reliably detecting a temperature of at least one component of the electronic circuit and an evaluation unit for reliably evaluating the temperature detected by the at least one temperature sensor.
  • the circuit unit can be operated using the method according to the invention.
  • Figure 1 a schematic representation of a circuit unit.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a circuit unit.
  • the circuit unit comprises an electronic circuit 10.
  • the electronic circuit 10 is used to control an actuator, for example an electric motor or a brake.
  • the electronic circuit 10 is, for example, an inverter or a frequency converter and is used to control an electric motor.
  • the electronic circuit 10 is connected to a supply voltage source, not shown here, which supplies a supply voltage, and is supplied with electrical energy from the supply voltage source.
  • the electronic circuit 10 has several components 12.
  • the components 12 are, for example, transistors and integrated circuits.
  • the electronic circuit 10 also has a circuit board 14.
  • the components 12 are arranged on the circuit board 14, on which there are also conductor tracks.
  • the circuit unit includes a temperature sensor 20.
  • the temperature sensor 20 is also arranged on the circuit board 14 of the electronic circuit 10 and in the immediate vicinity of a component 12.
  • the temperature sensor 20 is used to reliably detect a temperature of the component 12 of the electronic circuit 10.
  • the circuit unit includes an evaluation unit 30.
  • the evaluation unit 30 is arranged separately from the electronic circuit 10. However, it is also conceivable that the evaluation unit 30 is arranged on the circuit board 14 of the electronic circuit 10. In the present case, the evaluation unit 30 is connected to the temperature sensor 20 by means of a data line 25. The evaluation unit 30 serves to reliably evaluate the temperature detected by the temperature sensor 20.
  • the temperature sensor 20 cyclically records measured values of the temperature of the component 12 of the electronic circuit 10 with a cycle time.
  • the cycle time is, for example, one second or one minute.
  • the measured values recorded by the temperature sensor 20 are transmitted to the evaluation unit 30 via the data line 25.
  • the transmitted measured values are evaluated by the evaluation unit 30.
  • the evaluation unit 30 includes a memory area for storing the measured values and a processor for processing the measured values. When evaluating the measured values, it is checked whether the measured values recorded during a defined period of time meet at least one specified criterion. If such a criterion is met, a warning message is issued.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit, umfassend eine elektronische Schaltung (10) mit mehreren Bauteilen (12), mindestens einen Temperatursensor (20) zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) und eine Auswerteeinheit (30) zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen Temperatursensor (20) erfassten Temperatur, wobei von dem mindestens einen Temperatursensor (20) Messwerte einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) aufgenommen werden; die aufgenommenen Messwerte zu der Auswerteeinheit (30) sicher übertragen werden; die zu der Auswerteeinheit (30) übertragenen Messwerte ausgewertet werden, indem geprüft wird, ob während einer Zeitdauer aufgenommene Messwerte mindestens ein Kriterium erfüllen; und eine Warnmeldung ausgegeben wird, wenn das mindestens eine Kriterium erfüllt ist. Die Erfindung betrifft eine Schaltungseinheit, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit und Schaltungseinheit
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit, welche eine elektronische Schaltung mit mehreren Bauteilen, mindestens einen Temperatursensor zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung und eine Auswerteeinheit zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen Temperatursensor erfassten Temperatur umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungseinheit, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist.
Es ist bekannt, dass elektronische Schaltungen mit Bauteilen wie beispielsweise Transistoren oder integrierten Schalkreisen temperaturempfindlich sind. Insbesondere können zu hohe Temperaturen einzelne Bauteile oder gar ganze elektronische Schaltungen zerstören. Auch weitere elektrische Geräte wie Elektromotoren können durch zu hohe Temperaturen zerstört werden.
Aus der DE 102 01 421 A1 ist eine Schaltung zur Überwachung eines Elektromotors bekannt. Die Schaltung umfasst einen Temperatursensor, welcher wärmeleitend mit Wicklungen des Elektromotors verbunden ist, und eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur.
Aus der DE 102014 210 724 A1 ist eine Sensoranordnung für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt. Die Sensoranordnung umfasst ein Sensorelement, welches in einen Statorzahn eines Stators eingeführt ist.
Aus der JP H05276643 A ist ein Detektor zur Erkennung einer Überlast eines elektronischen Bauteils auf einer Platine bekannt.
Aus der DE 697 12 274 T2 ist eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem Überhitzungsschutz bekannt.
Aus der US 2009/171513 A1 ist eine Vorrichtung zur Informationsverarbeitung bekannt, die einen Halbleiterspeicher aufweist. Aus der DE 102010 018 037 A1 ist ein Temperaturüberwachungssystem zur Überwachung der Temperatur eines Bauteils bekannt.
Aus der DE 102020 125642 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlleistung für einen Halbleiter-Pulswechselrichter bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit sowie eine Schaltungseinheit weiterzubilden.
Die Aufgabe wird durch eine Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch eine Schaltungseinheit mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit, welche eine elektronische Schaltung mit mehreren Bauteilen, mindestens einen Temperatursensor zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung und eine Auswerteeinheit zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen Temperatursensor erfassten Temperatur umfasst, vorgeschlagen.
Dabei werden von dem mindestens einen Temperatursensor Messwerte einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung sicher aufgenommen. Die aufgenommenen Messwerte werden zu der Auswerteeinheit sicher übertragen. Die zu der Auswerteeinheit übertragenen Messwerte werden sicher ausgewertet, indem geprüft wird, ob während einer Zeitdauer aufgenommene Messwerte mindestens ein Kriterium erfüllen. Eine Warnmeldung wird ausgegeben, wenn das mindestens eine Kriterium erfüllt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, die thermische Belastung einer elektronischen Schaltung sowie einzelner Bauteile sicher zu interpretieren. Durch die Wahl geeigneter Kriterien zur Auswertung der aufgenommenen Messwerte sind Voraussagen über eine verbleibende Lebensdauer der elektronischen Schaltung möglich. Damit ist die Einsatzdauer der elektronischen Schaltung optimierbar und ein Austausch ist rechtzeitig planbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden von dem mindestens einen Temperatursensor die Messwerte der Temperatur des mindestens einen Bauteils der elektronischen Schaltung zyklisch mit einer Zykluszeit aufgenommen. Die Zykluszeit beträgt beispielsweise eine Sekunde oder eine Minute.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Kriterium erfüllt, wenn mindestens ein während einer ersten Zeitdauer aufgenommener Messwert einen ersten Grenzwert überschreitet. Die erste Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit. Die Überschreitung des ersten Grenzwertes deutet auf eine mögliche thermische Zerstörung eines Bauteils hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Kriterium erfüllt, wenn eine Differenz zweier während einer zweiten Zeitdauer aufgenommener Messwerte einen zweiten Grenzwert überschreitet. Die zweite Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit und kleiner als die erste Zeitdauer. Die Überschreitung des zweiten Grenzwertes deutet auf einen starken Temperaturanstieg während der zweiten Zeitdauer hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein drittes Kriterium erfüllt, wenn eine Mindestanzahl von während einer dritten Zeitdauer aufgenommenen Messwerten einen dritten Grenzwert überschreitet. Die dritte Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit und kleiner als die erste Zeitdauer. Der dritte Grenzwert ist kleiner als der erste Grenzwert. Die Überschreitung des dritten Grenzwertes deutet auf einen zu hohen Eintrag von Wärme während der dritten Zeitdauer hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein viertes Kriterium erfüllt, wenn ein Integral von während einer vierten Zeitdauer aufgenommenen Messwerten über die vierte Zeitdauer einen vierten Grenzwert überschreitet. Die vierte Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit und kleiner als die erste Zeitdauer. Die Überschreitung des vierten Grenzwertes deutet auf einen zu hohen Eintrag von Wärme während der vierten Zeitdauer hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein fünftes Kriterium erfüllt, wenn eine Summe der während einer fünften Zeitdauer aufgenommenen Messwerte einen fünften Grenzwert überschreitet. Die fünfte Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit und kleiner als die erste Zeitdauer. Der fünfte Grenzwert ist größer als der erste Grenzwert. Der fünfte Grenzwert dividiert durch die Anzahl der während der fünften Zeitdauer aufgenommenen Messwerte ist kleiner als der erste Grenzwert. Die Überschreitung des fünften Grenzwertes deutet auf einen zu hohen Eintrag von Wärme während der fünften Zeitdauer hin. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein sechstes Kriterium erfüllt, wenn mindestens ein während einer sechsten Zeitdauer aufgenommener Messwert einen sechsten Grenzwert unterschreitet. Die sechste Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit. Die Unterschreitung des sechsten Grenzwertes deutet auf eine mögliche Zerstörung eines Bauteils durch Unterkühlung hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein siebtes Kriterium erfüllt, wenn eine Differenz zweier während einer siebten Zeitdauer aufgenommener Messwerte einen siebten Grenzwert unterschreitet. Die siebte Zeitdauer ist größer als die Zykluszeit und kleiner als die sechste Zeitdauer. Die Unterschreitung des siebten Grenzwertes deutet auf einen starken Temperaturabfall während der siebten Zeitdauer hin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Schaltungseinheit einen ersten Temperatursensor und einen zweiten Temperatursensor zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung. Dabei werden zeitgleich von dem ersten Temperatursensor und von dem zweiten Temperatursensor Messwerte einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung sicher aufgenommen. Die von dem ersten Temperatursensor aufgenommenen Messwerte und die von dem zweiten Temperatursensor aufgenommenen Messwerte werden zu der Auswerteeinheit sicher übertragen. Ein achtes Kriterium ist erfüllt, wenn eine Differenz mindestens eines während einer achten Zeitdauer von dem ersten Temperatursensor aufgenommenen Messwerts und eines von dem zweiten Temperatursensor zeitgleich aufgenommenen Messwerts einen achten Grenzwert überschreitet. Somit überwachen der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor sich gegenseitig. Ein Ausfall eines Temperatursensors wird zeitnah erkannt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Auswerteeinheit einen Zähler zum Zählen von ausgegebenen Warnmeldungen. Von der Auswerteeinheit wird eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn während einer neunten Zeitdauer eine Anzahl von ausgegebenen Warnmeldungen einen neunten Grenzwert überschreitet. Vorzugsweise wird die Schaltungseinheit zeitgleich mit dem Ausgeben der Fehlermeldung abgeschaltet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Auswerteeinheit ein neuronales Netz. Die zu der Auswerteeinheit übertragenen Messwerte werden dem neuronalen Netz zugeführt, und ein Verlauf der Messwerte wird von dem neuronalen Netz mit zuvor ermittelten Verläufen von Messwerten verglichen. Ein neuronales Netz gestattet eine Überwachung von übertragenen Messwerten über einen längeren Zeitraum. Insbesondere ist ein neuronales Netz in der Lage, alterungsbedingte Änderungen in dem Verlauf der Messwerte zu erkennen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das neuronale Netz als Faltungsnetz ausgebildet, welches eine Eingangsschicht, eine Mehrzahl von Faltungsschichten und eine Ausgangsschicht aufweist. Insbesondere ist das neuronale Netz bevorzugt als CNN (Convolutional Neural Networks) in Autoencoder Struktur ausgebildet. Die Schichten sind dabei seriell hintereinander angeordnet und über mathematische Faltungsoperationen miteinander verknüpft. Von einer Schicht zu der nachfolgenden Schicht wird jeweils eine Faltungsoperation durchgeführt. Die Faltungsoperatoren, mit welchen die besagten Faltungsoperationen durchgeführt werden, werden durch Verarbeitung der dem neuronalen Netz zugeführten Trainingsdaten ermittelt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden dem neuronalen Netz Trainingsdaten zugeführt, welche Verläufe von Messwerten einer Temperatur des mindestens einen Bauteils der elektronischen Schaltung beinhalten.
Eine erfindungsgemäße Schaltungseinheit umfasst eine elektronische Schaltung mit mehreren Bauteilen, mindestens einen Temperatursensor zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils der elektronischen Schaltung und eine Auswerteeinheit zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen Temperatursensor erfassten Temperatur. Dabei ist die Schaltungseinheit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigt:
Figur 1 : eine schematische Darstellung einer Schaltungseinheit.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungseinheit. Die Schaltungseinheit umfasst eine elektronische Schaltung 10. Die elektronische Schaltung 10 dient vorliegend zum Ansteuern eines Aktors, beispielsweise eines Elektromotors oder einer Bremse. Die elektronische Schaltung 10 ist beispielsweise ein Wechselrichter oder ein Frequenzumrichter und dient zur Steuerung eines Elektromotors. Die elektronische Schaltung 10 ist mit einer hier nicht dargestellten Versorgungsspannungsquelle, die eine Versorgungsspannung liefert, verbunden und wird von der Versorgungsspannungsquelle mit elektrischer Energie versorgt.
Die elektronische Schaltung 10 weist mehrere Bauteilen 12 auf. Bei den Bauteilen 12 handelt es sich beispielsweise um Transistoren sowie integrierte Schalkreise. Die elektronische Schaltung 10 weist ferner eine Platine 14 auf. Die Bauteile 12 sind auf der Platine 14 angeordnet, auf welcher sich auch Leiterbahnen befinden.
Die Schaltungseinheit umfasst einen Temperatursensor 20. Der Temperatursensor 20 ist ebenfalls auf der Platine 14 der elektronischen Schaltung 10 und in unmittelbarer Nähe eines Bauteils 12 angeordnet. Der Temperatursensor 20 dient zur sicheren Erfassung einer Temperatur des Bauteils 12 der elektronischen Schaltung 10.
Die Schaltungseinheit umfasst eine Auswerteeinheit 30. Die Auswerteeinheit 30 ist vorliegend getrennt von der elektronischen Schaltung 10 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die Auswerteeinheit 30 auf der Platine 14 der elektronischen Schaltung 10 angeordnet ist. Die Auswerteeinheit 30 ist vorliegend mittels einer Datenleitung 25 mit dem Temperatursensor 20 verbunden. Die Auswerteeinheit 30 dient zur sicheren Auswertung der von dem Temperatursensor 20 erfassten Temperatur.
Der Temperatursensor 20 nimmt zyklisch Messwerte der Temperatur des Bauteils 12 der elektronischen Schaltung 10 mit einer Zykluszeit auf. Die Zykluszeit beträgt beispielsweise eine Sekunde oder eine Minute. Die von dem Temperatursensor 20 aufgenommenen Messwerte werden über die Datenleitung 25 zu der Auswerteeinheit 30 übertragen. Die übertragenen Messwerte werden von der Auswerteeinheit 30 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 30 umfasst dazu einen Speicherbereich zur Speicherung der Messwerte und einen Prozessor zur Verarbeitung der Messwerte. Bei der Auswertung der Messwerte wird geprüft, ob die während einer definierten Zeitdauer aufgenommenen Messwerte mindestens ein vorgegebenes Kriterium erfüllen. Wenn ein solches Kriterium erfüllt ist wird eine Warnmeldung ausgegeben.
Bezugszeichenliste
10 elektronische Schaltung 12 Bauteil
14 Platine
20 Temperatursensor
25 Datenleitung
30 Auswerteeinheit

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betrieb einer Schaltungseinheit, umfassend eine elektronische Schaltung (10) mit mehreren Bauteilen (12), mindestens einen Temperatursensor (20) zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) und eine Auswerteeinheit (30) zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen
Temperatursensor (20) erfassten Temperatur, wobei von dem mindestens einen Temperatursensor (20) Messwerte einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) sicher aufgenommen werden; die aufgenommenen Messwerte zu der Auswerteeinheit (30) sicher übertragen werden; die zu der Auswerteeinheit (30) übertragenen Messwerte sicher ausgewertet werden, indem geprüft wird, ob während einer Zeitdauer aufgenommene Messwerte mindestens ein Kriterium erfüllen; und eine Warnmeldung ausgegeben wird, wenn das mindestens eine Kriterium erfüllt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem mindestens einen Temperatursensor (20) die Messwerte der Temperatur des mindestens einen Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) zyklisch mit einer Zykluszeit aufgenommen werden.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kriterium erfüllt ist, wenn mindestens ein während einer ersten Zeitdauer aufgenommener Messwert einen ersten Grenzwert überschreitet.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Kriterium erfüllt ist, wenn eine Differenz zweier während einer zweiten Zeitdauer aufgenommener Messwerte einen zweiten Grenzwert überschreitet.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Kriterium erfüllt ist, wenn eine Mindestanzahl von während einer dritten Zeitdauer aufgenommenen Messwerten einen dritten Grenzwert überschreitet.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Kriterium erfüllt ist, wenn ein Integral von während einer vierten Zeitdauer aufgenommenen Messwerten über die vierte Zeitdauer einen vierten Grenzwert überschreitet.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fünftes Kriterium erfüllt ist, wenn eine Summe der während einer fünften Zeitdauer aufgenommenen Messwerte einen fünften Grenzwert überschreitet.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sechstes Kriterium erfüllt ist, wenn mindestens ein während einer sechsten Zeitdauer aufgenommener Messwert einen sechsten Grenzwert unterschreitet.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein siebtes Kriterium erfüllt ist, wenn eine Differenz zweier während einer siebten Zeitdauer aufgenommener Messwerte einen siebten Grenzwert unterschreitet.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinheit einen ersten Temperatursensor (20) und einen zweiten Temperatursensor (20) zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) umfasst, und dass zeitgleich von dem ersten Temperatursensor (20) und von dem zweiten Temperatursensor (20) Messwerte einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) sicher aufgenommen werden; und dass die von dem ersten Temperatursensor (20) aufgenommenen Messwerte und die von dem zweiten Temperatursensor (20) aufgenommenen Messwerte zu der Auswerteeinheit (30) sicher übertragen werden; und dass ein achtes Kriterium erfüllt ist, wenn eine Differenz mindestens eines während einer achten Zeitdauer von dem ersten Temperatursensor (20) aufgenommenen Messwerts und eines von dem zweiten Temperatursensor (20) zeitgleich aufgenommenen Messwerts einen achten Grenzwert überschreitet.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) einen Zähler zum Zählen von ausgegebenen Warnmeldungen umfasst, und dass von der Auswerteeinheit (30) eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn während einer neunten Zeitdauer eine Anzahl von ausgegebenen Warnmeldungen einen neunten Grenzwert überschreitet.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) ein neuronales Netz umfasst, und dass die zu der Auswerteeinheit (30) übertragenen Messwerte dem neuronalen Netz zugeführt werden, und dass ein Verlauf der Messwerte von dem neuronalen Netz mit zuvor ermittelten Verläufen von Messwerten verglichen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das neuronale Netz als Faltungsnetz ausgebildet ist, welches eine Eingangsschicht, eine Mehrzahl von Faltungsschichten und eine Ausgangsschicht aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem neuronalen Netz Trainingsdaten zugeführt werden, welche Verläufe von Messwerten einer Temperatur des mindestens einen Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) beinhalten.
15. Schaltungseinheit, umfassend eine elektronische Schaltung (10) mit mehreren Bauteilen (12), mindestens einen Temperatursensor (20) zur sicheren Erfassung einer Temperatur mindestens eines Bauteils (12) der elektronischen Schaltung (10) und eine Auswerteeinheit (30) zur sicheren Auswertung der von dem mindestens einen Temperatursensor (20) erfassten Temperatur, wobei die Schaltungseinheit mit dem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche betreibbar ist.
EP23715884.5A 2022-04-19 2023-04-04 Verfahren zum betrieb einer schaltungseinheit und schaltungseinheit Pending EP4511959A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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