JP2013142704A - Igbtデバイスの動作状態を実時間で監視するシステムと方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】IGBTデバイスのスイッチオフ段階中のミラープラトー段階によって形成されたエッジと相関するパルスを取得するために、測定されるIGBTデバイスのゲート−エミッタ電圧の特性を受け取って、ゲート−エミッタ電圧の特性を区別する差動ユニット21と、IGBTデバイスのスイッチオフ段階中のミラープラトー段階の開始と終了とを示す、取得されたパルス間の時間遅延を測定するタイマユニット23と、測定された時間遅延に基づいて、IGBTデバイスの接合部温度を決定する接合部温度計算ユニット25と、を具備する。
【選択図】図4
Description
−IGBTデバイスのスイッチオフ段階中のミラープラトー段階(Miller plateau period)によって形成されたエッジと相関するパルスを取得するために、測定されるIGBTデバイスのゲート−エミッタ電圧の特性を受け取って、ゲート−エミッタ電圧の特性を区別する(differentiate)差動ユニット(differential unit)と、
−IGBTデバイスのスイッチオフ段階中のミラープラトー段階の開始と終了とを示す、取得されたパルス間の時間遅延(time delay)を測定するタイマユニットと、
−測定された時間遅延に基づいて、IGBTデバイスの接合部温度及び/又は残りの寿命を決定する接合部温度計算ユニットと、
を具備する。
−IGBTデバイスのスイッチオフ段階中のミラープラトー段階の開始と終了とを示す、取得されたパルス間の時間遅延を測定することと、
−測定された時間遅延に基づいて、IGBTデバイスの接合部温度及び/又は残りの寿命を決定することと、
を含む。
2 制御ユニット
11 ハーフブリッジ
12 第1のIGBTデバイス
13 第2のIGBTデバイス
14 フリーホイールダイオード
21 差動ユニット
22 比較器ユニット
23 タイマユニット
24 信号振幅検出器ユニット
25 接合部温度計算ユニット
U、V、W 出力相
C コレクタ端子
G ゲート端子
E エミッタ端子
Tj 接合部温度
VH、VL 高、低供給電位
VGE ゲート−エミッタ電圧
tdelay 時間遅延
Uref 基準スイッチ電圧
Claims (8)
- IGBTデバイス(12)の接合部温度及び/又は残りの寿命を決定するシステム(20)であって、
−前記IGBTデバイス(12)のスイッチオフ段階中のミラープラトー段階によって形成された複数のエッジと相関する複数のパルスを取得するために、測定される前記IGBTデバイス(12)のゲート−エミッタ電圧(VGE)の特性を受け取って、前記ゲート−エミッタ電圧(VGE)の特性を区別する差動ユニット(21)と、
−前記IGBTデバイス(12)の前記スイッチオフ段階中の前記ミラープラトー段階の開始と終了とを示す、前記取得された複数のパルス間の時間遅延(tdelay)を測定するタイマユニット(23)と、
−前記測定された時間遅延(tdelay)に基づいて、前記IGBTデバイス(12)の前記接合部温度及び/又は前記残りの寿命を決定する接合部温度計算ユニット(25)と、
を具備する、システム(20)。 - 前記接合部温度計算ユニット(25)は、前記測定された時間遅延(tdelay)と、前記IGBTデバイス(12、13)のコレクタ−エミッタ電圧(VGE)及びIGBTデバイスの電流とに基づいて、前記IGBTデバイス(12)の前記接合部温度(Tj)を決定するように構成されている、請求項1に記載のシステム(20)。
- 前記接合部温度計算ユニット(25)は、所定のルックアップテーブル又は所定の関数によって、前記IGBTデバイス(12)の前記接合部温度(Tj)及び/又は前記の残りの寿命の表示を決定するように構成されている、請求項2に記載のシステム(20)。
- 信号振幅検出器ユニット(24)と比較器ユニット(22)は、前記IGBTデバイス(12)の前記スイッチオフ段階中の前記ミラープラトー段階の開始と終了とを示す前記複数のパルスを、異なる複数のパルスから選択するように構成されており、
前記比較器ユニット(22)は、閾値レベルとしての基準スイッチ電圧(Uref)に基づいて、複数のパルスをフィルタにかけるように構成されており、
前記信号振幅検出ユニット(24)は、前記差動ユニット(21)において生成された前記複数のパルスの複数の振幅に基づいて、それぞれの閾値レベルを生成するように構成されている、請求項1乃至3の何れか1項に記載のシステム(20)。 - 信号振幅検出器ユニット(24)と比較器ユニットは、前記IGBTデバイス(12)の前記スイッチオフ段階中の前記ミラープラトー段階の開始と終了とを示す前記複数のパルスを、異なる複数のパルスから選択するように構成されており、
前記比較器(22)ユニットは、複数の2値のパルス信号を取得するために、複数のパルスの複数の電圧レベルと、閾値レベルとしての前記それぞれの基準スイッチ電圧(Uref)とを比較するように構成されており、
前記信号振幅検出器ユニット(24)は、前記差動ユニット(21)において生成された前記複数のパルスの複数の振幅に基づいて、それぞれの閾値レベルを生成するように構成されている、請求項1乃至4の何れか1項に記載のシステム(20)。 - 前記比較ユニット(22)は、前記複数の2値のパルス信号を取得するために、前記複数のパルスの前記複数の電圧レベルと、閾値レベルとしてのそれぞれの基準スイッチ電圧(Uref)とを比較するときに、ヒステリシスを適用するように構成されている、請求項5に記載のシステム(20)。
- IGBTデバイス(12)の接合部温度(Tj)及び/又は残りの温度を決定する方法であって、
−前記IGBTデバイス(12)のスイッチオフ段階中のミラープラトー段階によって形成された複数のエッジと相関する複数のパルスを取得するために、ゲート−エミッタ電圧(VGE)の特性を区別することと、
−前記IGBTデバイス(12)の前記スイッチオフ段階中の前記ミラープラトー段階の開始と終了とを示す、前記取得された複数のパルス間の時間遅延(tdelay)を測定することと、
−前記測定された時間遅延(tdelay)に基づいて、前記IGBTデバイス(12)の前記接合部温度(Tj)及び/又は前記残りの寿命を決定することと、
を含む、方法。 - 更に、コレクタ−エミッタ電圧とIGBTデバイスの電流とに基づいて、前記IGBTデバイス(12)の前記接合部温度を決定する、請求項7に記載の方法。
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