l，D2的第一 IGBT 1和第二 IGBT 2形成了半電橋，并且串聯(lián)到具有端子DC-和DC+的中間電路上。供應(yīng)負載電流1_負載的負載電流源7使得中間電路符號化。在兩個IGBT之間的中間插頭8上接有負載9，其通過電感L和電阻R符號化。在中間插頭8和電感L之間能夠設(shè)置分流器或其它的電流傳感器，以便能夠?qū)嵤┯糜诖_定損失功率(見下面)的電流測量。
[0062]根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在在第一 IGBT 1的集電極-發(fā)射極-路段或輔助集電極-輔助發(fā)射極-路段上連接電壓測量器3。此外，測量電流源4連接在IGBT1的發(fā)射極和中間插頭8之間或輔助發(fā)射極和輔助集電極。其供應(yīng)了測量電流1_測量。利用附加的測量裝置(還有電壓測量器3和測量電流源4)能夠保障現(xiàn)場的壽命監(jiān)視功能，如其在傳統(tǒng)的負載變換測試中被使用的那樣。一方面能夠在存在負載電流1_負載時實施導(dǎo)通電壓測量。另一方面能夠在存在很小的測量電流時實施導(dǎo)通電壓測量，該測量電流通過額外要求的電流源4驅(qū)動，并且優(yōu)選地為功率半導(dǎo)體元器件的標(biāo)稱電流的大約0.025至0.1%。利用存在負載電流時的導(dǎo)通電壓識別連接抽頭，并且在存在測量電流時識別層遞降(通過阻擋層溫度測定使熱阻變差)。
[0063]在存在測量電流時的測量需要已經(jīng)提及的調(diào)校5。優(yōu)選地執(zhí)行在后公開的DE 102012 005 815中描述的“主動的調(diào)?！?，其持續(xù)少于一分鐘。
[0064]主動的調(diào)校的特征在于，溫度調(diào)校特征曲線通過主動地加熱檢測物通過其自身損失功率而得到。在測量結(jié)構(gòu)中調(diào)校時主動地、即利用負載電流加熱功率電子設(shè)備的半導(dǎo)體元器件形式的模塊。加熱進程在一個或多個區(qū)間中發(fā)生。半導(dǎo)體元器件不被冷卻，僅水冷卻器或空氣冷卻器的熱容在關(guān)閉通風(fēng)裝置時進行加載。經(jīng)由負載電流和由此設(shè)定的正向電壓在限定的時間主動地加熱模塊中的芯片。在關(guān)斷負載電流之后，測量電流經(jīng)由功率接口饋送。當(dāng)然也能夠在負載電流流動的情況下饋送測量電流，因為由流動的測量電流導(dǎo)致的加熱相對于由負載電流導(dǎo)致的能忽略不計。在開始，芯片上的溫度顯著下降。半導(dǎo)體元器件的熱容經(jīng)由相應(yīng)地?zé)嶙璺艧岬嚼鋮s裝置中。在此，芯片溫度在確定的時間后達到大約冷卻體的溫度。然后，這兩個相同快速地下降。直到兩個溫度幾乎位于相同水平的時間能夠從半導(dǎo)體元器件的最大的熱學(xué)的主時間常數(shù)中估測出來。熱學(xué)的主時間常數(shù)能夠從制造商說明中測定、是通過制造商測定的說明或者能夠估測。
[0065]在能自動執(zhí)行或因此合適于系列產(chǎn)品的調(diào)校5中測定調(diào)校特征曲線，其表示了圖3中的典型的情況。利用減少的虛擬的阻擋層溫度Tvj使集電極-發(fā)射極-電壓Uce升高，并且通常在存在小測量電流時適用的是:Uce = f (Tvj)。
[0066]在具體的情況下，給變流器或者其半導(dǎo)體元器件在去激活的冷卻的情況下通過負載電流源7優(yōu)選地脈動地供應(yīng)電流。因此例如，在相應(yīng)的驅(qū)控時從中間電路對IGBT饋送，由此出現(xiàn)了通過IGBT 1的電流1_負載和負載9，并且加熱IGBT、即半導(dǎo)體元器件。該負載在最后檢測中主要是檢測現(xiàn)場中的扼流圈或電動機。在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之后，負載在機動車的情況下是其電動機。
[0067]在關(guān)斷負載電流之后等待功率半導(dǎo)體中的溫度平衡，這能夠持續(xù)大約3至10s?，F(xiàn)在由測量電流源4饋送測量電流1_測量，并且接收調(diào)校特征曲線的值對{Uce ；Tvj} ο這一次或多次地重復(fù)(“主動的調(diào)?！?。調(diào)校能夠明顯地也利用其它的方法獲得。
[0068]調(diào)校時的溫度值例如通過NTC阻(負溫度系數(shù))獲得。得出的調(diào)校特征曲線(參見圖3)在變頻器或者變流器中存儲。同時在存在負載電流1_負載時測量并且同樣存儲正向電壓(例如借助于上述提及的分流器)。只要在調(diào)校和測量時對系統(tǒng)錯誤進行補償，那么對電子部件的調(diào)校就不是必須的。
[0069]在現(xiàn)場在相應(yīng)的場合中(例如發(fā)動機開始時或者發(fā)動機關(guān)閉后)類似于最后檢測地脈動地為IGBT饋送電流。負載9現(xiàn)在是發(fā)動機繞組。在此，在存在負載電流1_負載(連接抽頭)和測量電流1_測量(熱阻)時測量正向電壓下降，并且與在最后檢測時獲得的最后檢測(即在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之前)的參考值Rth，ref比較。經(jīng)由偏差測定老化狀
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[0070]功率電子設(shè)備中的半導(dǎo)體元器件(簡稱功率半導(dǎo)體元器件或功率半導(dǎo)體)的老化狀態(tài)的確定現(xiàn)在結(jié)合圖4詳細闡述。首先在步驟S1中在最后檢測時、即在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之前實施提及的調(diào)校，以便測定根據(jù)圖3的溫度特征曲線。除了所述“主動的調(diào)校”還能夠?qū)嵤┩ǔ５摹氨粍拥恼{(diào)?！被蚱渌恼{(diào)校。
[0071]此外，在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之前根據(jù)步驟S2測定用于從半導(dǎo)體元器件向外、例如朝向熱量下降部(冷卻裝置)的熱阻的參考值Rth，ref。熱阻是來自溫度上升和損失功率的商、即Rth = ΔΤ/Ρνο在此，損失功率例如對應(yīng)來自通過IGBT 1的負載電流1_負載和在IGBT 1上的正向電壓Uce (通過電壓測量單元3測量)的積。溫度上升Δ T如在下述步驟S3和S4中那樣確定。在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之前半導(dǎo)體元器件的層結(jié)構(gòu)還沒有老化，并且導(dǎo)致了參考值Rth，refo
[0072]在半導(dǎo)體元器件開始運轉(zhuǎn)之后現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)確定具體的老化狀態(tài)或者給出剩余壽命的預(yù)測。對此首先在步驟S3中測定半導(dǎo)體元器件的參考溫度Tref，其中，測量半導(dǎo)體元器件IGBT 1上的電壓Uce并且隨后根據(jù)特征曲線(參見圖3)測定相應(yīng)一致的阻擋層溫度作為 Trefo
[0073]在隨后的步驟S4中加熱半導(dǎo)體元器件，并且測定當(dāng)前的溫度Ta。半導(dǎo)體元器件的加熱例如通過短的負載電流脈沖實現(xiàn)。半導(dǎo)體元器件中的損失引起了相應(yīng)的加熱。直接導(dǎo)致的是在存在測量電流時測量集電極-發(fā)射極-電壓(半導(dǎo)體元器件的阻擋層上的普遍電壓)。最后，從圖3的溫度特征曲線中獲得當(dāng)前的溫度Ta。
[0074]在后面的步驟S5中確定半導(dǎo)體元器件現(xiàn)在所具有的當(dāng)前的熱阻Rth，a。對此測定當(dāng)前的溫度Ta(當(dāng)前的溫度值)和在步驟S3中確定的參考溫度Tref (參考溫度值)之間的溫度上升。得出的溫度上升隨后除以導(dǎo)致半導(dǎo)體元器件的加熱的損失功率。
[0075]在步驟S6中測定當(dāng)前的熱阻Rth, a和參考阻值Rth, ref之間的差Δ Rth,并且在步驟S7中例如與闕值比較。如果差A(yù)Rth例如超過闕值，那么半導(dǎo)體元器件的熱阻就明顯升高，并且發(fā)生相應(yīng)高的老化。因此，能夠向駕駛員或設(shè)備發(fā)出相應(yīng)一致的信息。然而該信息也能夠通過任意其它操作取決于差Δ Rth地生成。
[0076]此外在具體的實例中，電運行的機動車的變流器10根據(jù)圖5具有三個半電橋HB1，HB2和HB3。其由流過冷卻介質(zhì)(例如50/50水/乙二醇-混合物)的冷卻設(shè)備冷卻。冷卻介質(zhì)11串行流過半電橋HB1至HB3。這意味著，當(dāng)冷卻半電橋HB1的時候，冷卻劑根據(jù)圖5所示的溫度變化曲線在一開始具有最低的溫度Tin。冷卻介質(zhì)11總是進一步加熱，直到最后接收半電橋HB3的損失功率(或者熱流)，并且達到輸出溫度Tout。相應(yīng)地也在對稱地加熱時，半電橋HB3比半電橋HB2熱，半電橋HB2在其自身方面比半電橋HB1熱。因此為了確定變流器的老化狀態(tài)而達到的是，確定半電橋HB3的老化狀態(tài)。另一方面足夠的是，在其年齡方面分析半電橋的IGBT或二極管。
[0077]因此，在上述實例中為了在現(xiàn)場使用具有在系列變頻器中從負載變換測試中已知的老化監(jiān)視功能的“主動的調(diào)教方法”以用于壽命檢測。在識別老化時能夠向駕駛員給出按情況特定的信息，例如找尋維修點。在這些情況下也能夠在進一步老化時節(jié)流變頻器的功率。因此避免了車輛由于功率半導(dǎo)體的取決于老化的故障而拋錨。其能夠在可能的故障之前做出反應(yīng)?？商鎿Q地，也能夠在其它的、特別是具有很難預(yù)測的實施的負荷的應(yīng)用中采用本發(fā)明，例如風(fēng)力設(shè)備變頻器。這是特別有利的，因為近海設(shè)備具有非常小的可接