專利名稱：用于組件的電位隔離的功能檢查的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于功能檢查的方法以及一種用于半導(dǎo)體開關(guān)的功能檢查電路， 特別是用于電動車輛中的使用。
背景技術(shù)：
永磁激勵的同步電機(PSM)例如在電動汽車中用于驅(qū)動。在那里(也可以在其他應(yīng)用中)其按照場衰減運行被使用，即，磁場通過場衰減的電流減小。由此可以達到更高的轉(zhuǎn)數(shù)。在電動汽車中作為用于PSM的運行的驅(qū)動系統(tǒng)例如還設(shè)置DC蓄電池和在蓄電池與 PSM之間的、用于將單相的蓄電池電壓轉(zhuǎn)換為三相的電動機電源的轉(zhuǎn)換器。在PSM的高轉(zhuǎn)數(shù)的情況下導(dǎo)致在前連接的轉(zhuǎn)換器的故障，結(jié)果缺少場衰減的電流。只要轉(zhuǎn)數(shù)保持高，也就是至少對于短的時間，通過電動機的磁鐵感應(yīng)出一個電壓，該電壓高于正常的和期望的中間電路電壓或蓄電池電壓。然而在目前的蓄電池的情況下，太高的電壓是毀壞性的。用于保護蓄電池的可能結(jié)構(gòu)在于，在轉(zhuǎn)換器和蓄電池之間設(shè)置一個或多個二極管和與二極管并聯(lián)的一個或多個半導(dǎo)體開關(guān)。在此特別具有優(yōu)勢的是，在任何時候都可以斷開半導(dǎo)體開關(guān)。提高可靠性的一種可能性是使用冗余的半導(dǎo)體開關(guān)。然而由此相應(yīng)于所使用的附加的半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量而提高了在半導(dǎo)體開關(guān)中損失的電損耗功率。避免該缺陷的一種可能性在于檢查半導(dǎo)體開關(guān)是否是能工作的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種功能檢查電路，借助該功能檢查電路可以以簡單的方式確定組件的工作能力。關(guān)于檢查方法，上述技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求1的特征的檢查方法解決。關(guān)于檢查電路，上述技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求6的特征的檢查電路解決。在按照本發(fā)明的用于組件的功能檢查的方法中，將組件與檢查電路相連，其中，檢查電路包括變壓器?？梢岳斫獾氖?，合適地一次地進行連接并且由此將檢查電路電固定地與待檢查的組件相連。于是檢查電路是電子結(jié)構(gòu)的固定的組成部分，在該電子結(jié)構(gòu)中還設(shè)置了組件。但是還可以當要進行檢查時才建立連接。此外在檢查電路中產(chǎn)生交流電壓。該交流電壓在檢查電路中根據(jù)為此的通常的規(guī)則傳播并且傳播到組件中。檢查電路內(nèi)不同的點處的交流電壓的幅值取決于檢查電路的具體結(jié)構(gòu)、組件的尺寸、交流電壓的頻率和組件的傳導(dǎo)狀態(tài)(Leitungszustand)。組件的傳導(dǎo)狀態(tài)在此例如可以是組件導(dǎo)通的狀態(tài)。在諸如IGBT之類的半導(dǎo)體開關(guān)的情況下這意味著該半導(dǎo)體開關(guān)接通并且在IGBT上僅降落剩余電壓。IGBT的輸出電容 (該輸出電容影響對于交流電壓的取決于頻率的阻抗)于是短路。在諸如IGBT之類的半導(dǎo)體開關(guān)的情況下，還存在另一個截止的傳導(dǎo)狀態(tài)，對于該截止斷開IGBT。在該情況下IGBT的輸出電容不短路并且與對于交流電壓的取決于頻率的阻抗一起作用。傳導(dǎo)狀態(tài)的另一個例子是通過二極管導(dǎo)通或通過二極管截止。在此傳導(dǎo)狀態(tài)通常不受控制所影響，而是僅通過在二極管上的現(xiàn)有的電壓差來調(diào)整。盡管如此，傳導(dǎo)狀態(tài)還是可以通過其對檢查電路和二極管的取決于頻率的阻抗的影響來確定。如已經(jīng)結(jié)合例子描述的，按照本發(fā)明從檢查電路和組件的對于交流電壓的共同的阻抗來確定組件的傳導(dǎo)狀態(tài)。用于組件的功能檢查的本發(fā)明檢查電路為此具有變壓器。此外還設(shè)置至少一個用于產(chǎn)生具有可確定的頻率的交流電壓的饋入電路。最后設(shè)置至少一個用于確定在該頻率下檢查電路的和組件的阻抗的測量電路。按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的檢查電路的優(yōu)點是，二者都允許對組件的傳導(dǎo)狀態(tài)進行電位隔離的檢查。在組件短時地被施加高的電壓時，這是特別具有優(yōu)勢的。例如在電動汽車的情況下就是這樣，在該電動汽車中在蓄電池和轉(zhuǎn)換器之間的中間電路電壓可以為600V或更高。在這些情況下，傳導(dǎo)狀態(tài)的確定和以接近地的電壓電平將相應(yīng)的信號電傳輸?shù)嚼缥⑻幚砥魇强赡艿?。由此對于人員的訪問明顯改善結(jié)構(gòu)的安全性。在此合適的是，這樣構(gòu)造檢查電路，使得測量電路布置在變壓器的初級側(cè)，而組件與次級側(cè)相連。也就是說，測量電路與組件電位隔離地布置并且避免其他方式的電位隔離， 例如以光學(xué)方式。為了確定檢查電路和組件對于交流電壓的共同阻抗，優(yōu)選選擇組件的待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)并且對于交流電壓選擇一個頻率，該頻率與待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài) (Leitfahigkeitszustand)匹配。傳導(dǎo)狀態(tài)例如是電導(dǎo)通的狀態(tài)，例如在半導(dǎo)體開關(guān)的情況下在接通的狀態(tài)時的情況。該傳導(dǎo)狀態(tài)的另一個例子是二極管，其中在二極管兩側(cè)的電壓是這樣的，使得二極管導(dǎo)通。對于另一個傳導(dǎo)狀態(tài)的例子是截止狀態(tài)，該截止狀態(tài)發(fā)生在斷開的半導(dǎo)體開關(guān)的情況下或者在當電壓在二極管的兩側(cè)相應(yīng)調(diào)整時的二極管的情況下。在頻率的選擇中存在盡可能大的自由性。組件的傳導(dǎo)狀態(tài)原則上影響檢查電路的和組件的對于交流電壓的取決于頻率的共同阻抗。組件在導(dǎo)通的狀態(tài)下對阻抗僅貢獻微不足道的電容，因為組件的固有電容通過組件本身短路。組件在該情況下對阻抗貢獻最大程度的電阻分量。在截止狀態(tài)下則相反。在此組件對阻抗貢獻最大程度的電容性的或必要時還有電感性的分量。即，如果組件不是處于待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)下，則共同阻抗幾乎總是與在待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)下不同。但是特別具有優(yōu)勢的是，這樣選擇頻率，使得在待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)下阻抗幾乎為零。由此產(chǎn)生特別明顯的信號并且可以探測組件與其通常的特性的稍微的偏離。為了獲得接近零的阻抗，合適的是，檢查電路除了變壓器之外還具有至少一個串聯(lián)電容器和一個串聯(lián)電感。它們優(yōu)選互相串聯(lián)并且與變壓器串聯(lián)連接。檢查電路的該結(jié)構(gòu)優(yōu)選導(dǎo)致共振頻率的存在，在該共振頻率下阻抗實際上為零。共振頻率在此除了別的之外取決于組件的阻抗，即，取決于其傳導(dǎo)狀態(tài)。優(yōu)選選擇在待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)的情況下的共振頻率作為對于交流電壓的頻率。檢查電路或檢查方法特別適合于可關(guān)斷的組件，例如諸如MOSFET或IGBT之類的半導(dǎo)體開關(guān)。檢查電路或檢查方法同樣還適合于諸如二極管之類的組件，其雖然不是直接可控的，但是可以通過其他方式改變其傳導(dǎo)狀態(tài)。這些組件具有至少兩個不同的傳導(dǎo)狀態(tài)。 原則上還可以，對單個部件的組應(yīng)用檢查電路或檢查方法。例如還可以檢查由IGBT和二極管組成的并聯(lián)電路。在該情況下，所有存在的部件影響共同阻抗。在此檢查電路和檢查方法的使用絕不限于本文開頭描述的電動車輛領(lǐng)域，而是可以通用地采用該方法。通過對于兩種傳導(dǎo)狀態(tài)分析各自產(chǎn)生的阻抗，可以利用交流電壓來檢查這兩種傳導(dǎo)狀態(tài)。在此通過選擇相應(yīng)的共振頻率，可以將交流電壓的頻率與這兩種傳導(dǎo)狀態(tài)匹配。阻抗在該傳導(dǎo)狀態(tài)下為零或幾乎為零并且在另一種傳導(dǎo)狀態(tài)下取另外一個值。在該情況下， 檢查電路合適地僅包括一個用于產(chǎn)生交流電壓的裝置并且結(jié)構(gòu)盡可能簡單。同樣可能的是，通過例如對于檢查始終選擇合適的共振頻率，將交流電壓的頻率與分別恰好呈現(xiàn)的待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)匹配。由此非常精確的測量總是可能的。同樣在該情況下檢查電路合適地僅包括一個用于產(chǎn)生交流電壓的裝置，然而這樣構(gòu)造該裝置，使得頻率是可變更的。第三種替換在于，產(chǎn)生兩個或必要時更多個電壓。為此，檢查電路優(yōu)選包括兩個或多個用于產(chǎn)生交流電壓的裝置。然后可以優(yōu)選將這些頻率與每一個待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)匹配，即，例如選擇各個共振頻率。在用于產(chǎn)生交流電壓的裝置中不需要進行頻率轉(zhuǎn)換。利用在檢查電路中設(shè)置的至少一個測量電路進行阻抗的確定。測量電路優(yōu)選包括頻率濾波器、特別是高通或低通濾波器，以便將交流電壓的信號與其他信號分離。特別具有優(yōu)勢的是，同時產(chǎn)生多個不同頻率的交流電壓。為了獲得在測量電路中的基本上相應(yīng)于阻抗的電壓信號，合適的是，測量電路連接到檢查電路的一個相應(yīng)于分壓器的中間點的點上。 在此，饋入電路的輸出電阻是分壓器的一個電阻并且檢查電路的其他元件，即，變壓器和組件和諸如串聯(lián)電容器和串聯(lián)電感之類的其他元件是分壓器的另一個電阻。檢查電路的一種可能的采用方案是具有過壓保護裝置的轉(zhuǎn)換器電路，具有-用于將單相的電壓轉(zhuǎn)換為三相的電壓的轉(zhuǎn)換器，-在轉(zhuǎn)換器的單相側(cè)設(shè)置的二極管，-與二極管并聯(lián)的半導(dǎo)體開關(guān)，-與轉(zhuǎn)換器電路的單相的輸入側(cè)相連的單相的蓄電池，和-按照上述權(quán)利要求中任一項所述的用于二極管和半導(dǎo)體開關(guān)的檢查電路。這樣的轉(zhuǎn)換器電路例如用于諸如電動汽車之類的電動車輛。作為半導(dǎo)體開關(guān)優(yōu)選使用IGBT。目前典型地作為成品的組件可以獲得具有并聯(lián)的二極管的IGBT。替換地，使用 MOSFET作為半導(dǎo)體開關(guān)。該MOSFET由于其結(jié)構(gòu)而已經(jīng)包含了一個二極管。S卩，合適地在使用MOSFET的情況下不再需要獨立的二極管，二極管是MOSFET的一部分。二極管在此合適地嵌入到轉(zhuǎn)換器的對于正電壓的輸入導(dǎo)線中，即轉(zhuǎn)換器的單相側(cè)的相接頭(Wiasenanschluss)。此外優(yōu)選這樣嵌入二極管，使得二極管允許電流流入轉(zhuǎn)換器而截止從轉(zhuǎn)換器側(cè)來的正電壓。轉(zhuǎn)換器電路通過二極管而保護連接到單相側(cè)的設(shè)備免于過載，例如保護汽車蓄電池免于過載。但同時通過并聯(lián)布置的半導(dǎo)體開關(guān)而允許跨接二極管，例如允許從轉(zhuǎn)換器的方向到蓄電池的反饋。優(yōu)選可以在驅(qū)動系統(tǒng)中使用轉(zhuǎn)換器電路。該驅(qū)動系統(tǒng)除了轉(zhuǎn)換器電路之外具有至少一個電動機，該電動機例如是特別對于場衰減運行構(gòu)造的永磁激勵的同步電機。電動機合適地與轉(zhuǎn)換器電路的三相的輸出側(cè)相連。此外具有至少一個單相的蓄電池。該蓄電池與轉(zhuǎn)換器電路的單相的輸入側(cè)相連。在此對于保護蓄電池免于過壓來說合適的是，正的蓄電池接頭通過二極管與轉(zhuǎn)換器電路相連。這樣的驅(qū)動系統(tǒng)例如可以用于諸如電動汽車之類的電動車輛。驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)選具有用于確定代表了轉(zhuǎn)換器的單相的輸入側(cè)上的電壓的裝置。例如該裝置可以存在于用于在轉(zhuǎn)換器的范圍內(nèi)設(shè)置的中間電路電容器上進行電壓測量的裝置中。在對于驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)選運行方法中，在電動機運行狀態(tài)下從蓄電池對電動機進行饋電。即在該步驟中合適地進行電動機的驅(qū)動，這相應(yīng)于“給油”。在另一個狀態(tài)下，即反饋運行狀態(tài)下，進行通過電動機對蓄電池的饋電。在電動車輛的情況下，該狀態(tài)典型地在制動時發(fā)生。在制動時試圖從車輛的運動中重新獲得盡可能多的能量并且存儲到蓄電池中。在此在反饋運行狀態(tài)下接通半導(dǎo)體開關(guān)。即，如果要進行反饋，則將轉(zhuǎn)換器電路的二極管(該二極管在其他情況下對于反饋是截止的)通過半導(dǎo)體開關(guān)跨接。最后在轉(zhuǎn)換器故障的情況下斷開半導(dǎo)體開關(guān)。由此又結(jié)合截止的二極管防止了蓄電池被過載。對于轉(zhuǎn)換器的故障的確定，存在不同的可能性。因為對于本方法重要的是，避免蓄電池的過壓，所以優(yōu)選確定代表了轉(zhuǎn)換器的單相的輸入側(cè)的電壓的值并且，只要該值至少達到閾值，則確定轉(zhuǎn)換器的故障并且由此合適地斷開半導(dǎo)體開關(guān)，如果他是接通的話。例如為此可以測量在設(shè)置在轉(zhuǎn)換器的單相側(cè)上的中間電路電容器上的電壓。如果半導(dǎo)體開關(guān)在發(fā)生轉(zhuǎn)換器故障的情況下是接通的，則二極管無需其他動作就可防止過壓傳遞到蓄電池。在該情況下防止半導(dǎo)體開關(guān)例如在制動過程中被接通。具有優(yōu)勢的是，轉(zhuǎn)換器本身這樣構(gòu)造，使得其可以經(jīng)受住在缺少場衰減的電流的情況下可能出現(xiàn)的電壓。于是不需要對于轉(zhuǎn)換器本身的單獨的保護。仍采用檢查電路，以便能夠在任何時候都能確定，半導(dǎo)體開關(guān)和二極管實際上是否取其期望的或預(yù)計的傳導(dǎo)狀態(tài)。在此為了檢查二極管的導(dǎo)通性，蓄電池電壓必須大于中間電路電壓。在電動機運行狀態(tài)下，即在加速情況下是這樣。為了檢查截止性，中間電路電壓必須大于蓄電池電壓。該情況在從電動機向蓄電池反饋時發(fā)生。半導(dǎo)體開關(guān)和二極管然后記錄由中間電路電壓和蓄電池電壓形成的差電壓。然后例如通過半導(dǎo)體開關(guān)的主動的接通來檢查半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)性能。特別具有優(yōu)勢的是，在電動機運行狀態(tài)下，即，在“給油，， 期間，將轉(zhuǎn)換器短時地切換到反饋狀態(tài)。在短時的切換期間，檢查半導(dǎo)體開關(guān)的功能。在此切換的時間優(yōu)選短，使得不發(fā)生電動車輛的可以察覺的延遲。


以下借助附圖詳細解釋本發(fā)明優(yōu)選的，然而絕不是限制性的實施例。在此特征是示意性示出的并且相應(yīng)的特征利用相同的附圖標記表示。其中，圖1示出了檢查電路，圖2示出了具有檢查電路的驅(qū)動系統(tǒng)，圖3示出了用于驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方案，圖4示出了檢查電路的阻抗的取決于頻率的特性。
具體實施例方式圖1示意性示出了用于半導(dǎo)體開關(guān)31的示例性的檢查電路11的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體開關(guān)31可以是任意類型并且由此在圖1中僅作為簡單的開關(guān)示出。半導(dǎo)體開關(guān)31的取決于電壓的輸出電容在此作為附加的電容器41示出。檢查電路11本身具有與半導(dǎo)體開關(guān)31并聯(lián)設(shè)置的附加電容器32。該附加電容器用于放大半導(dǎo)體開關(guān)31的取決于電壓的輸出電容并由此獨立于電壓。在附加電容器32 之后設(shè)置串聯(lián)電路44。該串聯(lián)電路具有串聯(lián)連接的第一串聯(lián)電容器34、變壓器33、串聯(lián)電感35和第二串聯(lián)電容器36。在串聯(lián)電路44之后連接第一和第二交流電壓源37、38，它們互相并聯(lián)連接并且連接到串聯(lián)電路44。此外第一和第二測量位置39、40與串聯(lián)電路44的末端相連。串聯(lián)電路44的組件與半導(dǎo)體開關(guān)31 —起形成取決于頻率的阻抗。分析該阻抗的特性，以便識別，半導(dǎo)體開關(guān)31的開關(guān)狀態(tài)是否相應(yīng)于期望的開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)半導(dǎo)體開關(guān) 31種類的不同，該開關(guān)狀態(tài)例如通過在其控制極(Gate)上施加的電壓來確定。為了解釋工作方式，參考圖4。圖4示出了串聯(lián)電路44和半導(dǎo)體開關(guān)31的總阻抗隨頻率的變化。在此具有在第一測試頻率下的阻抗最小值的第一曲線45相應(yīng)于在閉合的半導(dǎo)體開關(guān)31的情況下的特性。相反，具有在第二測試頻率下的阻抗最小值的第二曲線 46相應(yīng)于在打開的半導(dǎo)體開關(guān)31的情況下的特性。因為在閉合的開關(guān)的情況下其輸出電容是短路的，所以第一測試頻率低于第二測試頻率。這樣運行第一交流電壓源37，使得其產(chǎn)生具有作為頻率的第一測試頻率的交流電壓。這樣運行第二交流電壓源38，使得其產(chǎn)生具有作為頻率的第二測試頻率的交流電壓。 在此可以同時地、交替地、一直地或僅在特定的測試時間運行交流電壓源37、38。從串聯(lián)電路44的和半導(dǎo)體開關(guān)31的取決于頻率的阻抗，與半導(dǎo)體開關(guān)31的開關(guān)狀態(tài)(Schalterstellung)和集成到交流電壓源37、38中的電阻相關(guān)地產(chǎn)生對于這兩個交流電壓的每一個的強度，該強度在該實施例中在串聯(lián)電路44的面向交流電壓源37、38的一側(cè)被測量。此外第一測量位置39具有低通濾波器42，該低通濾波器與使用的第一測試頻率一致。在低通濾波器42之后連接二極管和互相并聯(lián)連接電容器和電阻。在電阻上可以量取信號，該信號相應(yīng)于在第一測試頻率下串聯(lián)電路44和半導(dǎo)體開關(guān)31的阻抗。如從圖4 可以獲知的，該值在開關(guān)打開的情況下具有取決于單個組件的具體的特征和在半導(dǎo)體開關(guān) 31上的電壓的值。然而如果開關(guān)閉合，則該值實際上為零。第二測量位置40又具有高通濾波器43，該高通濾波器與使用的第二測試頻率一致。在高通濾波器43之后仍是二極管和互相并聯(lián)的電容器和電阻。在電阻上可以量取信號，該信號在該情況下相應(yīng)于在第二測試頻率下串聯(lián)電路44和半導(dǎo)體開關(guān)31的阻抗。如從圖4可以獲知的，該值在開關(guān)閉合的情況下具有取決于單個組件的具體特征和半導(dǎo)體開關(guān)31上的電壓的值。當開關(guān)斷開時，該值在此實際上為零。即，兩個測量位置39、40提供如下的明顯提示開關(guān)實際上是否表現(xiàn)為閉合的， 即，導(dǎo)通的，并且由此在半導(dǎo)體開關(guān)31上的電壓消失為直到一個取決于具體的半導(dǎo)體開關(guān) 31的剩余值并且固有電容短路。同樣可以確定，半導(dǎo)體開關(guān)31是否實際上表現(xiàn)為斷開，即，截止。根據(jù)交流電壓源37、38的運行種類的不同，可以連續(xù)地進行該檢查。本發(fā)明不限于半導(dǎo)體開關(guān)31的特定種類，而是對于任何種類的半導(dǎo)體開關(guān)31，諸如MOSFET、IGBT，但還有二極管都可以應(yīng)用本發(fā)明。以下根據(jù)圖2結(jié)合第二實施例描述特殊的應(yīng)用。在第二實施例中，考察用于電驅(qū)動的車輛的驅(qū)動系統(tǒng)，例如用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)具有以永磁激勵的同步電機形式的電動機1。按照場衰減運行來運行電動機1。其三個相輸入端以公知方式與轉(zhuǎn)換器2的輸出導(dǎo)線9相連。轉(zhuǎn)換器2具有以常規(guī)的構(gòu)造方式從電動機1的三條輸出導(dǎo)線9的每一條出發(fā)兩對分別并聯(lián)連接的二極管和半導(dǎo)體開關(guān)，它們?nèi)缓笠怨问骄C合為兩條輸入導(dǎo)線8。這兩條輸入導(dǎo)線8通過中間電路電容器 3相連。此外這兩條輸入導(dǎo)線8引導(dǎo)到DC蓄電池4的接頭。在蓄電池4的正的接頭和轉(zhuǎn)換器2之間設(shè)置蓄電池保護裝置6。蓄電池保護裝置6由二極管5和與二極管5并聯(lián)連接的IGBT 7組成。在此這樣采用二極管5，使得其在離開蓄電池4的方向上導(dǎo)通并且在轉(zhuǎn)換器2向蓄電池4的方向上截止。IGBT 7與控制裝置10相連。控制裝置10還具有用于電壓測量的兩條電連接線。由此可以測量在中間電路電容器3上降落的電壓。以下根據(jù)在圖3示出的流程圖解釋驅(qū)動系統(tǒng)的運行。在此假定，在電動機啟動步驟20中，啟動此處考察的電動車輛。在電動機的情況下這不一定意味著電動機的實際的運轉(zhuǎn)，例如在內(nèi)燃機情況下那樣，而是僅表示起始點。如果電動車輛是出車準備就緒的，則其處于中間狀態(tài)，在該中間狀態(tài)中，不進行從電動機的反饋，也不驅(qū)動電動機。該狀態(tài)，即，空轉(zhuǎn)，在后面總是出現(xiàn)，但是不再詳細描述。以下考察兩種運行狀態(tài)，這兩種運行狀態(tài)照例交替并且與已經(jīng)提到的空轉(zhuǎn)交替出現(xiàn)。在電動機啟動20之后通常首先進行電動機運行22。在該步驟或運行狀態(tài)，從蓄電池4 對電動機1饋電，以驅(qū)動電動車輛。在電動機運行22中斷開IGBT7。如果要制動電動車輛，則將驅(qū)動系統(tǒng)切換到制動運行23。然后在制動運行23中進行從電動機1向蓄電池4的反饋，以便對蓄電池4重新充電并且由此進行能量反饋。轉(zhuǎn)換器2于是作為整流器使用。因為在該情況下二極管5截止地工作，所以在制動運行23中接通IGBT 7，以便跨接二極管5并且使得可以進行反饋?？刂蒲b置10進行IGBT 7的通斷。在此控制裝置10測量在中間電路電容器3上降落的電壓并且根據(jù)事先確定的用于電壓的閾值來確定，轉(zhuǎn)換器2是否正常地工作。如果轉(zhuǎn)換器2發(fā)生故障，則缺少場衰減的電流并且電動機1中的磁鐵在輸出導(dǎo)線9中感應(yīng)出一個提高的電壓。如果在轉(zhuǎn)換器2上的該電壓被傳輸?shù)捷斎雽?dǎo)線8，則該電壓會導(dǎo)致蓄電池4 的損壞。然后控制裝置10根據(jù)電壓測量來確定，是否存在這樣的故障情況21。如果存在故障情況21，則控制裝置10斷開IGBT 7。由此又禁止了在蓄電池4的方向上的電流傳導(dǎo)，因為二極管5截止。由此避免了對蓄電池4的損壞。對于電動車輛中蓄電池的功能，非常具有優(yōu)勢的是，在任何時候都確保，蓄電池保護裝置6是能夠?qū)ê徒刂沟摹榱四軌驒z查這一點，在圖2的電路中插入一個用于蓄電池保護裝置6的檢查電路11，該檢查電路在圖2中僅簡化地表示。檢查電路11允許持續(xù)地或周期性地檢查蓄電池保護裝置6的實際的傳導(dǎo)狀態(tài)。因為正是在電動車輛中在蓄電池保護裝置6的范圍中會出現(xiàn)高于600V的電壓，所以特別具有優(yōu)勢的是，此處由于變壓器33而可以電位隔離地進行檢查。由此可以以接近地的電位來運行檢查電路11的在變壓器的那一邊的部分，特別地還有測量位置39、40和由此必要時相連的分析處理器，不管該分析處理器是現(xiàn)在額外地對于檢查電路11設(shè)置的還是與另一個已經(jīng)存在的微處理器一起使用。在第二實施例中對于二極管5的導(dǎo)通性的檢查必要的是，蓄電池4的電壓高于中間電路電壓。在電動機運行22中就是這樣。相反對于截止性的檢查，中間電路電壓必須高于蓄電池4的電壓。這在制動運行23，S卩，向蓄電池4的反饋中就是這樣。在該情況下，通過斷開和接通IGBT 7，既可以檢查IGBT 7的截止能力也可以檢查導(dǎo)通能力。為了在電動機運行22期間也可以檢查IGBT 7的截止性和導(dǎo)通性，在本發(fā)明的該實施例中在電動機運行22期間短時地切換到制動運行23。在此合適地不進行任何機械的制動，而是僅短時地使用制動運行23，以便在中間電路中產(chǎn)生一個電壓，該電壓超過蓄電池 4的電壓。由此在到制動運行23的短的切換時間期間可以進行對IGBT 7的檢查。到制動運行23的切換的持續(xù)時間在此合適地為，一方面使得可以進行對IGBT 7的檢查，另一方面通過電動車輛的機械組件的慣性確保了，對于車輛的駕駛者預(yù)計不會出現(xiàn)任何可以察覺的影響。
權(quán)利要求
1.一種用于組件(31，5，6，7)的功能檢查的方法，具有步驟-將組件(31，5，6，7)與包括變壓器(33)的檢查電路(11)相連， -在檢查電路(11)中產(chǎn)生至少一個交流電壓，-確定檢查電路(11)和組件(31，5，6，7)的對于交流電壓的、取決于組件(31，5，6，7) 的傳導(dǎo)狀態(tài)的阻抗，-從所述阻抗中確定傳導(dǎo)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還具有步驟 -選擇待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)，-為所述交流電壓選擇一個與待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)匹配的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，這樣選擇所述頻率，使得在待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)下阻抗幾乎為零。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，使用開關(guān)(31，7)作為組件(31，7)， 并且選擇兩個待檢查的傳導(dǎo)狀態(tài)，其中，待檢查的第一傳導(dǎo)狀態(tài)代表接通的開關(guān)(31，7)，而待檢查的第二傳導(dǎo)狀態(tài)代表斷開的開關(guān)(31，7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，產(chǎn)生兩個交流電壓。
6.一種用于組件(31，5，6，7)的功能檢查的檢查電路(11)，具有 -變壓器(33)，-至少一個饋入電路(37，38)，用于產(chǎn)生具有可確定的頻率的交流電壓， -至少一個測量電路(39，40)，用于確定檢查電路(11)和組件(31，5，6，7)的在所述頻率下的阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢查電路(11)，其中，所述饋入電路(37，38)與變壓器(33) 的次級線圈相連并且其初級線圈與組件(31，5，6，7)并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的檢查電路(11)，具有至少一個串聯(lián)電容器(36)和至少一個串聯(lián)電感(35)，它們與變壓器(3 串聯(lián)連接。
9.一種由至少一個組件(31，5，6，7)和根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的檢查電路 (11)組成的電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中，所述組件(31，5，6，7)是半導(dǎo)體組件(5，7)或多個組件的組(6)。
11.一種具有過壓保護裝置(6)的轉(zhuǎn)換器電路，具有 -用于將單相的電壓轉(zhuǎn)換為三相的電壓的轉(zhuǎn)換器0)， -在轉(zhuǎn)換器O)的單相側(cè)設(shè)置的二極管(5)，-與二極管(5)并聯(lián)的半導(dǎo)體開關(guān)(7)， -與轉(zhuǎn)換器電路的單相的輸入側(cè)相連的單相的蓄電池，和 -按照上述權(quán)利要求中任一項所述的用于二極管(5)和半導(dǎo)體開關(guān)(7)的檢查電路 (11)。
全文摘要
對于半導(dǎo)體組件(31)提供了一種用于功能檢查的方法和電路。功能檢查通過使用變壓器(33)電位隔離地進行。所述檢查本身基于對電容器和電感器的串聯(lián)電路(44)與半導(dǎo)體組件本身的、取決于頻率的阻抗的確定。該阻抗受到半導(dǎo)體組件的傳導(dǎo)狀態(tài)的強烈影響，即，受到其瞬時的導(dǎo)通性或截止性影響。
文檔編號G01R31/327GK102301252SQ201080006239
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者斯佩格爾伯格 G., 拉克勒斯 J., 克里格爾 K., 休丁格 S., 科瑪 T. 申請人:西門子公司