[发明专利]逆变器中的方法和装置

权利要求书

1.一种用于逆变器以减小逆变器中的功率半导体元件由于循环加载引起的热应力的方法，该逆变器包括几个功率半导体元件和一个用来控制它们的控制设备，所述控制设备被安排成响应于用于生成输出电压的控制量来控制所述功率半导体元件，该方法包括以下步骤：

确定一个或多个功率半导体元件的温度，

确定一个或多个功率半导体元件的温度的改变，以及

响应于用于生成输出电压的控制量和功率半导体元件的温度的改变速率，利用控制设备来控制功率半导体元件，以便通过当温度增加时减慢温度增加速率，以及当温度下降时减慢温度下降速率来减小温度变化，其特征在于，确定功率半导体元件的温度包括以下步骤：

确定流过该元件的电流的大小和该元件上的电压的大小，

确定在功率半导体元件中切换的次数，以及

通过使用功率半导体元件的事先制定的温度模型，根据所确定的电流和电压的大小以及切换的次数，计算功率半导体元件的温度。

2.如权利要求1中要求的方法，其中逆变器还包括一个被安排来冷却功率半导体元件的冷却单位，其特征在于，该冷却单元是可控制的冷却单元，以及该方法还包括以下步骤：

响应于功率半导体元件的温度的改变速率，而控制逆变器的功率半导体元件的冷却单位来减小温度改变和改变速率。

3.如权利要求1或2中要求的方法，其特征在于，响应于功率半导体元件的温度的改变速率而控制功率半导体元件来减小温度改变和改变速率包括以下步骤：响应于功率半导体元件的温度的下降，而增加功率半导体元件的切换频率，或响应于功率半导体元件的温度的增加，而降低功率半导体元件的切换频率。

4.如权利要求1或2中要求的方法，其特征在于，响应于功率半导体元件的温度的改变速率而控制功率半导体元件来减小温度改变和改变速率包括以下步骤：响应于功率半导体元件的温度的下降，而增加功率半导体元件的无功电流电平，或响应于功率半导体元件的温度的增加，而降低功率半导体元件的无功电流电平。

5.如权利要求2中要求的方法，其中冷却单元是电动机运转的风扇，其特征在于，响应于功率半导体元件的温度的改变速率而控制冷却单元包括以下步骤：响应于功率半导体元件的温度的增加，而增加电动机运转的风扇的旋转速率，或响应于功率半导体元件的温度的下降，而降低电动机运转的风扇的旋转速率。

6.如权利要求1或2中要求的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：预见到导致温度改变的控制量的将来的改变，并响应于所述的预见而采取步骤来减小温度改变。

7.一种逆变器装置，该逆变器装置包括若干个功率半导体元件和一个用来控制他们的控制设备，所述控制设备被安排成响应于用于生成输出电压的控制量而控制所述功率半导体元件，该逆变器装置包括：

用于确定一个或多个功率半导体元件的温度的装置，

用于确定一个或多个功率半导体元件的温度的改变的装置，以及

一个控制设备，响应于用于生成输出电压的控制量和功率半导体元件的温度而控制功率半导体元件，以便通过当温度增加时减慢温度增加速率，以及当温度下降时减慢温度下降速率来减小温度变化，其特征在于，所述用于确定温度的装置包括温度模型，该温度模型适用于根据该元件的电流，该元件上的电压和该元件的切换次数来确定功率半导体元件的温度。

8.如权利要求7中要求的逆变器装置，其中所述逆变器还包括一个被安排来冷却功率半导体元件的冷却单元，其特征在于，该冷却单元是可控制的冷却单元，以及该逆变器装置还包括：用于响应于功率半导体元件的温度的改变速率而控制逆变器的功率半导体元件的冷却单元，来减小温度改变和改变速率的装置。