[发明专利]用于操控至少一个半导体开关、尤其是在机动车的构件中的半导体开关的方法

说明书

一种用于操控尤其是在机动车的构件中的至少一个半导体开关的方法，其中所述至少一个半导体开关能够以控制电压（1）按照如下方法步骤来切换：a1)在容差范围（2）内对所述控制电压（1）进行预先给定；a2)监控实际施加在所述至少一个半导体开关上的控制电压（1）是否超过至少一个极限值（4、5）；其中在至少一个控制时间点至少执行如下方法步骤：b1)确定实际施加在所述至少一个半导体开关上的控制电压（1）与所述至少一个极限值之差，其中按照步骤a1)来预先给定的控制电压（1）在所述至少一个控制时间点之后在使用步骤b1)的结果的情况下被操纵。

背景技术

在具有电驱动装置的机动车中常见的是：通过逆变器来给驱动电机供电。在此所使用的逆变器通常具有多个晶体管，这些晶体管可以通过相对应的控制电压来操控。在此，出于安全原因而需要对晶体管的操控进行监控。尤其是，应特别可靠地排除危及安全的功能失误。这通常导致对所使用的晶体管的特别高的要求，由此尤其是形成高成本。

过压切断在道路上在行驶周期内不是关于精确的电压电平来测试。但是，栅极过压恰好可能引起功率半导体的立即损坏。在研发中，作为妥协，一次性预先给定控制电压。这可能导致不必要的性能损失和降额。

发明内容

这里，提出了一种用于操控至少一个半导体开关、尤其是在机动车的构件中的半导体开关的特别有利的方法。从属权利要求说明了该方法的特别有利的扩展方案。

利用所描述的方法，尤其可以实现对半导体开关的特别可靠的监控。在此，对半导体开关提出的要求比较低，使得通过所描述的方法可以使用成本特别低廉的半导体开关。尤其是，利用所描述的方法可以降低半导体开关的单件和研发成本。为此，尤其可以简化对长期效应的设计和设计保护。情况如此的原因是因为组件供应商必须定期发表理论陈述或执行实验并且必须针对不利的运行情况（最坏（worst-case）情形）实行相对应的电路保护。利用本发明，还可以在现场收集关于构件控制和长期效应主题的有价值的信息。这种数据尤其对于统计分析来说感兴趣。

这些半导体开关优选地是半导体晶体管。这些半导体开关尤其可以是高功率半导体（优选所谓的绝缘栅双极型晶体管，简称IGBT）或者可以是基于碳化硅（SiC）的半导体开关。这些半导体开关优选地设置在电动车辆或混合动力车辆的逆变器中，作为构件。但是，也可能的是：这些半导体开关设置在电动车辆的车载DC-DC转换器中，作为构件。此外，该构件尤其可以是逆变器、诸如B6桥。对可用来操控这些半导体开关的相对应的驱动器的供电可以单极地（利用正电压）或双极地（利用正电压和负电压）来实现。

所描述的方法可以被用于监控该构件的一个、多个或者所有半导体开关。优选地，这些半导体开关可以通过被施加在栅极与源极之间的电压来控制。这里，该电压被称作控制电压。替选地，该电压也可以被称作栅极电压。对所要使用的控制电压的预先给定尤其可以是研发活动的结果。在此，所要使用的控制电压尤其可以被选择为在特别好的性能、特别好的可用性、特别长的半导体预期寿命和/或特别低的驱动器成本和/或半导体成本之间的妥协。在此，优选地，尤其是遵守关于功能安全性的ISO 26262标准。

这里，对半导体开关的控制电压的预先给定或输出被称作对该半导体开关的操控。

按照所描述的方法的步骤a1)和a2)，可以对至少一个半导体开关进行切换。为此，在步骤a1)中，预先给定在容差范围内的控制电压。

控制电压尤其可以由相对应的电压源、诸如DC-DC转换器来预先给定。该电压源优选地以数字方式来实施。替选地，但是也优选的是：该电压源以模拟方式来实施。对控制电压的预先给定尤其可以实现为使得不知道预先给定的控制电压的精确数值。作为替代，只知道：实际预先给定的控制电压处在容差范围之内，该容差范围尤其可以围绕着额定值来给定。优选地，额定值原则上被选择得与对于实际施加在该至少一个半导体开关上的控制电压来说所希望的值相同。但是，通过所描述的方法，该额定值尤其是也可以被选择得与该所希望的值不同。这优选地实现为使得由电压源输出的电压与该所希望的值的偏差被补偿，使得实际施加在该至少一个半导体开关上的控制电压离该所希望的值特别近。