DE102020211242A1

DE102020211242A1 - Method and device for controlling a transistor using machine learning methods

Info

Publication number: DE102020211242A1
Application number: DE102020211242.8A
Authority: DE
Inventors: Samuel Vasconcelos Araujo; Maja Rita Rudolph
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2022-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Systems (1) mit mindestens einem durch je ein ursprüngliches Steuersignal (S) gesteuerten Transistor (3) einer elektronischen Schaltung (2), mit folgenden Schritten:- Bereitstellen eines Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals (S) zum Ansteuern des Transistors (3),- Modifizieren des ursprünglichen Verlaufs des Steuersignals (S) gemäß einem trainierbaren datenbasierten Steuersignalmodell, um einen Verlauf eines modifizierten Steuersignals (S') zu erhalten, wobei das datenbasierte Steuersignalmodell ausgebildet ist, den Verlauf des modifizierten Steuersignals (S') abhängig von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals (S) und insbesondere abhängig von Betriebsbedingungen des Transistors (3) und/oder von Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften des elektronischen Systems (1) zu bestimmen;- Ansteuern des Transistors (3) mit dem modifizierten Steuersignal (S').The invention relates to a method for operating an electronic system (1) with at least one transistor (3), each controlled by an original control signal (S), in an electronic circuit (2), with the following steps: - providing a profile of the original control signal (S) for driving the transistor (3),- modifying the original curve of the control signal (S) according to a trainable data-based control signal model in order to obtain a curve of a modified control signal (S'), the data-based control signal model being designed to change the curve of the modified control signal ( S') depending on the course of the original control signal (S) and in particular depending on the operating conditions of the transistor (3) and/or operating properties and/or system properties of the electronic system (1);- driving the transistor (3) with the modified control signal (S').

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft das Steuern von Transistoren mithilfe eines Steuersignals. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen zum Formen des Steuersignals, um verbesserte Betriebseigenschaften des Transistors zu erreichen.The invention relates to controlling transistors using a control signal. In particular, the present invention relates to measures for shaping the control signal in order to achieve improved operating characteristics of the transistor.

Technischer HintergrundTechnical background

Die Ansteuerung von Transistoren erfolgt mithilfe eines Steuersignals an dessen Basis- oder Gate-Anschluss. Steuersignale folgen in vielen Anwendungen für verschiedene Ereignisse jeweils fest vorgegebenen Verläufen und dienen häufig dazu, Übergänge von einem sperrenden in einen leitenden Zustand in definierter Weise auszuführen. Daher können die Übergänge der Spannung oder des Stroms unterschiedliche Flankenformen aufweisen.Transistors are controlled using a control signal at their base or gate connection. In many applications, control signals follow predetermined courses for different events and are often used to carry out transitions from a blocking to a conducting state in a defined manner. Therefore, the transitions of the voltage or the current can have different edge shapes.

Die Steuersignale werden von einer Steuereinheit oder einer sonstigen Treibereinheit erzeugt. Häufig weisen diese Signale stufen- oder rampenförmige Verläufe auf, um das gewünschte Schalt- oder Übertragungsverhalten des Transistors zu erreichen.The control signals are generated by a control unit or another driver unit. These signals often have steps or ramps in order to achieve the desired switching or transmission behavior of the transistor.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Transistors in einem elektronischen System gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein elektronisches System gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for operating a transistor in an electronic system according to claim 1 and a device and an electronic system according to the independent claims are provided.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further developments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Systems mit mindestens einem durch ein jeweiliges Steuersignal gesteuerten Transistor einer elektronischen Schaltung vorgesehen, mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals zum Ansteuern des Transistors,
- Modifizieren des ursprünglichen Verlaufs des Steuersignals gemäß einem Steuersignalmodell, um einen Verlauf eines modifizierten Steuersignals zu erhalten, wobei das Steuersignalmodell ausgebildet ist, den Verlauf des modifizierten Steuersignals abhängig von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals und insbesondere von Betriebsbedingungen des Transistors und/oder von Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften zu bestimmen;
- Ansteuern des Transistors mit dem modifizierten Steuersignal.

According to a first aspect, a method for operating an electronic system with at least one transistor of an electronic circuit controlled by a respective control signal is provided, with the following steps:

- providing a history of the original control signal for driving the transistor,
- Modifying the original curve of the control signal according to a control signal model in order to obtain a curve of a modified control signal, the control signal model being designed to change the curve of the modified control signal depending on the curve of the original control signal and in particular on the operating conditions of the transistor and/or on operating properties and /or determine system properties;
- Driving the transistor with the modified control signal.

Elektronische Systeme weisen in der Regel Transistoren auf, die Teil einer elektronischen Schaltung sind oder diese ansteuern. Ein solcher Transistor wird durch ein Steuersignal angesteuert, das von einer Steuereinheit oder Steuerschaltung bereitgestellt wird. Die elektronische Schaltung kann beispielsweise ein Wechselrichter, ein Wandler oder dergleichen sein.Electronic systems typically have transistors that are part of or drive electronic circuitry. Such a transistor is driven by a control signal provided by a control unit or control circuit. The electronic circuit can be, for example, an inverter, a converter or the like.

Das Steuersignal zur Ansteuerung des Transistors kann Zustandsübergänge oder Zustandsverläufe aufweisen, insbesondere Potenzialänderungen oder Stromänderungen in Form von Flanken oder Rampen, die eine entsprechende Reaktion in der nachgelagerten elektronischen Schaltung bewirken. Der Verlauf des Steuersignals, insbesondere die Form eines Zustandsübergangs (Spannungssprung, Spannungsrampe usw.), kann das Verhalten des elektronischen Systems maßgeblich bestimmen. Beispielsweise können Verluste und Störungen des elektronischen Systems, die Lebensdauer des Systems sowie Belastungen auf den Transistor maßgeblich durch den zeitlichen Verlauf des Zustandsübergang bzw. Zustandsverlauf des Steuersignals bestimmt sein.The control signal for driving the transistor can have state transitions or state profiles, in particular potential changes or current changes in the form of edges or ramps, which bring about a corresponding reaction in the downstream electronic circuit. The course of the control signal, in particular the form of a state transition (voltage jump, voltage ramp, etc.), can significantly determine the behavior of the electronic system. For example, losses and faults in the electronic system, the service life of the system and loads on the transistor can be decisively determined by the time profile of the state transition or state profile of the control signal.

Gemäß dem obigen Verfahren ist vorgesehen, ein datenbasiertes Steuersignalmodell vorzusehen, um die Form (zeitlicher Verlauf) des Steuersignals für die Ansteuerung des Transistors zu optimieren. Das Steuersignalmodell ist trainiert, um abhängig von dem zeitlichen Verlauf des Steuersignals bzw. des Verlaufs des vorgegebenen Zustandsübergangs bzw. des vorgegebenen Zustandsverlaufs des Steuersignals, Betriebsparametern des Transistors sowie dessen Bauteileigenschaften und/oder Systemeigenschaften einen optimierten/modifizierten Verlauf des modifizierten Steuersignals zu generieren. Der Verlauf des optimierten/modifizierten Steuersignals ist dabei bezüglich eines Verhaltens des Transistors hinsichtlich eines oder mehrerer Kriterien optimiert.According to the above method, provision is made for providing a data-based control signal model in order to optimize the form (time curve) of the control signal for driving the transistor. The control signal model is trained to generate an optimized/modified profile of the modified control signal depending on the time profile of the control signal or the profile of the specified state transition or the specified state profile of the control signal, operating parameters of the transistor and its component properties and/or system properties. The profile of the optimized/modified control signal is optimized with regard to a behavior of the transistor with regard to one or more criteria.

Zum Training des datenbasierten Steuersignalmodells kann das Verhalten des Transistors mithilfe eines Schaltkreis-Simulationstools, wie beispielsweise SPICE, einer Schaltkreis-Simulation, oder mit den (Differenzial-)Gleichungen, die das Systemverhalten abbilden, simuliert werden, und die resultierenden Antwortsignale in der elektronischen Schaltung bzw. der Effekt des Anlegens eines Steuersignals an den Transistor entsprechend Bewertungskriterien können ausgewertet werden. So können beispielsweise für ein vorgegebenes Steuersignal Verluste, die z. B. der benötigten Schaltenergie entsprechen, Störungen, wie z. B. Schwingungen als Sprungantwort auf den Zustandsübergang des Steuersignals, sowie Belastungen des Transistors oder des gesamten System, die die Lebensdauer beeinträchtigen können, wie z. B. temporäre Überspannungen oder Überströme, sowie hohe Temperaturen durch eine starke Wärmeentwicklung bewertet werden.To train the data-based control signal model, the behavior of the transistor can be simulated using a circuit simulation tool such as SPICE, a circuit simulation, or with the (differential) equations that map the system behavior, and the resulting response signals in the electronic circuit or the effect of applying a control signal to the transistor according to evaluation criteria can be evaluated. So, for example, for a given control signal losses that z. B. correspond to the required switching energy, disturbances such. B. Vibrations as a step response to the state transition of the control signal, as well as loads on the transistor or the entire system that can affect the service life, such as B. temporary overvoltages or overcurrents, as well as high temperatures due to strong heat development.

Zum Optimieren des Betriebsverhaltens kann ein Verhaltensmaß bereitgestellt werden. Dabei können eines oder mehrere der Kriterien für das Verhalten des elektronischen Systems bewertet und insbesondere über eine (differenzierbare) Kostenfunktion auf das Verhaltensmaß abgebildet werden. Um das datenbasierte Steuersignalmodell zu trainieren, wird das Verhaltensmaß genutzt. Dabei wird ein optimiertes/modifiziertes Verhaltensmaß des modifizierten (durch das Steuersignalmodell bereitgestellten) Steuersignals zum Trainieren des datenbasierten Steuersignalmodells verwendet, indem dieses Verhaltensmaß minimiert wird.A performance measure can be provided to optimize performance. One or more of the criteria for the behavior of the electronic system can be evaluated and, in particular, mapped to the behavior measure via a (differentiable) cost function. The behavior measure is used to train the data-based control signal model. An optimized/modified performance measure of the modified control signal (provided by the control signal model) is used to train the data-based control signal model by minimizing this performance measure.

Um das Trainieren des datenbasierten Steuersignalmodells basierend auf einem auf einer Schaltkreissimulation basierenden Verhaltensmaß durchzuführen, müssen die Kostenfunktion für die Ermittlung des Verhaltensmaßes und die Modellgleichungen der Schaltkreissimulation automatisch differenzierbar sein. Dadurch kann die Berechnung des Verhaltensmaßes basierend auf den ursprünglichen und modifizierten Steuersignalen direkt mit anderen Bestandteilen des Steuersignalmodells kombiniert werden. Da für das Training die Modellgleichungen der Schaltkreissimulation (z. B. Simulationstool, insbesondere SPICE, oder Differenzialgleichungen, die das Systemverhalten beschreiben) differenzierbar sind, können die Modellparameter des datenbasierten Steuersignalmodells direkt mit gradientenbasierten Verfahren (wie z. B. Backpropagation) trainiert werden.In order to train the data-based control signal model based on a behavior measure based on a circuit simulation, the cost function for determining the behavior measure and the model equations of the circuit simulation must be automatically differentiable. This allows the calculation of the behavior measure based on the original and modified control signals to be combined directly with other components of the control signal model. Since the model equations of the circuit simulation (e.g. simulation tool, especially SPICE, or differential equations that describe the system behavior) can be differentiated for the training, the model parameters of the data-based control signal model can be trained directly with gradient-based methods (e.g. backpropagation).

Insbesondere kann das Steuersignalmodell als ein trainierbares datenbasiertes Modell ausgebildet sein, insbesondere als künstliches neuronales Netz, wie z. B. Multi-Layer Perceptron, oder rekursives neuronales Netz.In particular, the control signal model can be designed as a trainable data-based model, in particular as an artificial neural network, such as. B. Multi-Layer Perceptron, or recursive neural network.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Verlauf des ursprünglichen Steuersignals zum Ansteuern des Transistors durch Steuersignalparameter parametriert oder definiert sein und/oder der Verlauf des modifizierten Steuersignals durch entsprechende Steuersignalparameter parametriert oder definiert sein.According to one embodiment, the curve of the original control signal for driving the transistor can be parameterized or defined by control signal parameters and/or the curve of the modified control signal can be parameterized or defined by corresponding control signal parameters.

Insbesondere kann die Parametrierung des Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals und/oder des modifizierten Steuersignals durch Zeitabschnitte und den den Zeitabschnitten zugeordneten Werten einer elektrischen Größe, insbesondere einer Spannung oder eines Stroms, durchgeführt werden.In particular, the profile of the original control signal and/or the modified control signal can be parameterized by time segments and the values of an electrical variable, in particular a voltage or a current, assigned to the time segments.

Weiterhin können die Betriebsbedingungen des zu steuernden Transistors den Betrieb des Transistors betreffen und insbesondere eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: eine an dem Transistor anliegende Spannung, ein durch den Transistor fließender Strom zum aktuellen Zeitpunkt und eine aktuelle Temperatur des Transistors.Furthermore, the operating conditions of the transistor to be controlled can relate to the operation of the transistor and in particular include one or more of the following variables: a voltage applied to the transistor, a current flowing through the transistor at the current time and a current temperature of the transistor.

Gemäß einer Ausführungsform können die Betriebseigenschaften allgemeine Eigenschaften des Typs des Transistors betreffen und insbesondere einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: eine Schwellenspannung, einen Leckstrom am Gate-Anschluss, einen Widerstand im Ein-Zustand sowie Varianzen dieser Größen.According to one embodiment, the operating characteristics may relate to general characteristics of the type of transistor and may include, in particular, one or more of the following parameters: a threshold voltage, a gate leakage current, an on-state resistance, and variances of these quantities.

Es kann vorgesehen sein, dass die Systemeigenschaften weitere Komponenten der elektronischen Schaltung betreffen, die den Betrieb des Transistors beeinflussen, und insbesondere eine oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: einen thermischen Widerstand des Gesamtaufbaus, die Kapazität eines Stützkondensators, der mit dem Transistor gekoppelt ist, und Varianzen dieser Größen.Provision can be made for the system properties to relate to other components of the electronic circuit that affect the operation of the transistor, and in particular to include one or more of the following parameters: a thermal resistance of the overall structure, the capacitance of a back-up capacitor coupled to the transistor, and variances of these quantities.

Weiterhin kann das Steuersignalmodell trainiert werden, indem ein Verhaltensmaß optimiert wird, das sich aus dem Steuersignalmodell und einer nachgeordneten Schaltkreissimulation ergibt, um Modellparameter des Steuersignalmodells anzupassen, wobei die Schaltkreissimulation insbesondere mit Modellgleichungen ausgebildet ist, um aus einem modifizierten Steuersignal eine oder mehrere Verhaltensgrößen zu ermitteln, wobei abhängig von einer vorgegebenen Kostenfunktion ein Verhaltensmaß abhängig von der einen oder den mehreren Verhaltensgrößen ermittelbar ist, die das Verhalten des elektronischen Systems auf modifizierte Steuersignale angeben.Furthermore, the control signal model can be trained by optimizing a behavior measure that results from the control signal model and a downstream circuit simulation in order to adapt model parameters of the control signal model, the circuit simulation being designed in particular with model equations in order to determine one or more behavior variables from a modified control signal , It being possible to determine a behavior measure as a function of the one or more behavior variables, which indicate the behavior of the electronic system in response to modified control signals, as a function of a predetermined cost function.

Insbesondere können die eine oder die mehreren Verhaltensgrößen eine Leistungsfähigkeit des elektronischen Systems bei Ansteuerung durch das modifizierte Steuersignal angeben, wobei die Verhaltensgröße eine Verlustleistung, ein Störungsmaß, insbesondere in Form einer Stärke von Schwingungen oder eines Überschwingens, und/oder eine insbesondere thermische Belastung auf das elektronische System angebendes Belastungsmaß umfasst.In particular, the one or more behavioral variables can indicate a performance of the electronic system when controlled by the modified control signal, the behavioral variable being a power loss, a degree of interference, in particular in the form of a strength of oscillations or overshooting, and/or a thermal load in particular on the includes electronic system specifying load level.

Es kann vorgesehen sein, dass die Optimierung unter Berücksichtigung einer Nebenbedingung erfolgt, die das Erreichen der durch das Steuersignal in dem elektronischen System bewirkte Funktion durch das modifizierte Steuersignal gewährleistet und/oder wobei die Kostenfunktion zur Berechnung des Verhaltensmaßes einen Parameter berücksichtigt, der bewertet, wie die durch das Steuersignal bewirkte Funktion durch das modifizierte Steuersignal erreicht wird.It can be provided that the optimization is carried out taking into account a secondary condition that ensures that the function caused by the control signal in the electronic system is achieved by the modified control signal and/or wherein the cost function for calculating the behavior measure takes into account a parameter that evaluates how those by the control signal effected function is achieved by the modified control signal.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuersignalmodellblock, zum Betreiben eines elektronischen Systems mit mindestens einem durch je ein ursprüngliches Steuersignal gesteuerten Transistor einer elektronischen Schaltung vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum:

- Bereitstellen eines Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals zum Ansteuern des Transistors,
- Modifizieren des ursprünglichen Verlaufs des Steuersignals gemäß einem trainierbaren datenbasierten Steuersignalmodell, um einen Verlauf eines modifizierten Steuersignals zu erhalten, wobei das datenbasierte Steuersignalmodell ausgebildet ist, den Verlauf des modifizierten Steuersignals abhängig von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals und insbesondere abhängig von Betriebsbedingungen des Transistors und/oder von Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften des elektronischen Systems zu bestimmen;
- Ansteuern des Transistors mit dem modifizierten Steuersignal.

According to a further aspect, a device, in particular a control signal model block, is provided for operating an electronic system with at least one transistor of an electronic circuit controlled by an original control signal, the device being designed for:

- providing a history of the original control signal for driving the transistor,
- Modifying the original course of the control signal according to a trainable data-based control signal model in order to obtain a course of a modified control signal, the data-based control signal model being designed to determine the course of the modified control signal depending on the course of the original control signal and in particular depending on the operating conditions of the transistor and/or or to determine operational characteristics and/or system characteristics of the electronic system;
- Driving the transistor with the modified control signal.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein elektronisches System mit einem Transistor, mit einer elektronischen Schaltung und der obigen Vorrichtung vorgesehen.According to a further aspect, an electronic system with a transistor, with an electronic circuit and the above device is provided.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines elektronischen Systems mit einem Transistor, der in optimierter Weise mit einem optimierten Steuersignal angesteuert werden soll;
2a-2c Diagramme zur Veranschaulichung von Signalantworten der elektronischen Schaltung;
3 eine Möglichkeit zur Parametrierung des Steuersignals; und
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Transistors in dem elektronischen System der 1.

Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic representation of an electronic system with a transistor that is to be driven in an optimized manner with an optimized control signal;
2a-2c diagrams for illustrating signal responses of the electronic circuit;
3 a possibility to parameterize the control signal; and
4 a flow chart illustrating a method for operating the transistor in the electronic system of FIG 1 .

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektronischen Systems 1 mit einer elektronischen Schaltung 2, die in einer beliebigen Weise mit einem Transistor 3 gekoppelt ist. Der Transistor 3 kann ein Bipolar-Transistor, ein Feldeffekttransistor oder dergleichen sein. Die elektronische Schaltung kann beispielsweise ein Wechselrichter, eine leistungselektronische Schaltung, insbesondere ein Wandler oder dergleichen sein. 1 FIG. 1 shows a schematic representation of an electronic system 1 with an electronic circuit 2 which is coupled to a transistor 3 in an arbitrary manner. The transistor 3 can be a bipolar transistor, a field effect transistor or the like. The electronic circuit can be, for example, an inverter, a power electronic circuit, in particular a converter or the like.

Der Transistor 3 wird abhängig von einem Steuersignal S angesteuert, um eine Funktion in der elektronischen Schaltung 2 auszuführen, wobei der Transistor 3 Teil der elektronischen Schaltung oder separat dazu sein kann.The transistor 3 is driven depending on a control signal S in order to perform a function in the electronic circuit 2, wherein the transistor 3 can be part of the electronic circuit or separate therefrom.

Das Steuersignal S wird von einer Steuereinheit 4 bereitgestellt, die separat oder Teil der elektronischen Schaltung 2 sein kann. Das Steuersignal S kann ein Strom- oder Spannungssignal sein und zur Realisierung einer gewünschten Funktion an einem Steuereingang (Basis, Gate) des Transistors 3 angelegt sein. Das Steuersignal S wird als ein zeitlicher Verlauf eines elektrischen Zustands, wie z. B. einer Spannung oder eines Stroms, bereitgestellt und kann Zustandsübergänge oder Zustandsverläufe umfassen.The control signal S is provided by a control unit 4, which can be separate from or part of the electronic circuit 2. The control signal S can be a current or voltage signal and can be applied to a control input (base, gate) of the transistor 3 in order to implement a desired function. The control signal S is presented as a time course of an electrical condition, such as e.g. a voltage or a current, and may include state transitions or state histories.

Mithilfe eines Steuersignalmodellblocks 5 wird das von der Steuereinheit 4 bereitgestellte ursprüngliche Steuersignal S mit einem Steuersignalmodell modifiziert und als modifiziertes Steuersignal S' bereitgestellt.With the aid of a control signal model block 5, the original control signal S provided by the control unit 4 is modified with a control signal model and provided as a modified control signal S′.

Beispielsweise zeigen 2b und 2c Signalverläufe einer Spannung oder eines Stroms eines resultierenden Signals in der elektronischen Schaltung 2 basierend auf einem in 2a gezeigten Verlauf eines durch die Steuereinheit 4 bereitgestellten Steuersignals S. Man erkennt verschiedene Sprungantworten (auf einen Sprung des Steuersignals), die zum einen ein Nachschwingen, ein Überschwingen, eine zu flache Flanke und/oder eine Stromspitze aufweisen.For example show 2 B and 2c Signal curves of a voltage or a current of a resulting signal in the electronic circuit 2 based on an in 2a shown profile of a control signal S provided by the control unit 4. Different step responses (to a step in the control signal) can be seen, which on the one hand have post-oscillation, overshoot, an edge that is too flat and/or a current peak.

Ferner kann die Ansteuerung mit dem Steuersignal S in der elektronischen Schaltung 2 aufgrund der verbrauchten Schaltenergie Verlustleistungen erzeugen, die von dem zeitlichen Verlauf des Steuersignals S abhängen. Auch können auf den Transistor 3 oder das elektronische System 1 Belastungen abhängig von der Form des Verlaufs des Steuersignals S auftreten, die die Lebensdauer des elektronischen Systems 1 beeinträchtigen können. Dies kann beispielsweise aufgrund von temporären Überspannungen oder Überströmen sowie hohen Temperaturen bewirkt werden. Das Verhalten des elektronischen Systems 1 kann entsprechend verschiedener Kriterien bewertet werden und auf eine oder mehrere Verhaltensgrößen abgebildet werden. Durch Variation der Form des Steuersignals S ändern sich die eine oder die mehreren Verhaltensgrößen. Insbesondere kann das Steuersignal S mit dem Ziel variiert werden, ein Verhalten des elektronischen Systems 1 zu verbessern.Furthermore, driving with the control signal S in the electronic circuit 2 can generate power losses due to the switching energy consumed, which depend on the course of the control signal S over time. Depending on the shape of the curve of the control signal S, loads can also occur on the transistor 3 or the electronic system 1, which loads can impair the service life of the electronic system 1. This can be caused, for example, by temporary overvoltages or overcurrents and high temperatures. The behavior of the electronic system 1 can be evaluated according to various criteria and mapped to one or more behavior variables. By varying the form of the control signal S, the one or more behavior variables change. In particular, the control signal S with be varied with the aim of improving a behavior of the electronic system 1 .

Die eine oder die mehreren Verhaltensgrößen sind durch eine Schaltkreissimulation, wie zum Beispiel in der Programmiersprache SPICE, ermittelbar, mit der die Reaktion der elektronischen Schaltung 2 auf den Verlauf eines beliebigen Steuersignals ermittelt werden kann. Dazu werden Antwortsignale auf das Steuersignal S modelliert und mithilfe einer oder mehrerer Verhaltensgrößen gemäß einem der oben genannten Kriterien (Verlustleistung, Schaltverluste, Überschwingungsmaß, Belastung etc.) bewertet.The one or more behavior variables can be determined by a circuit simulation, for example in the SPICE programming language, with which the reaction of the electronic circuit 2 to the course of any control signal can be determined. For this purpose, response signals to the control signal S are modeled and evaluated using one or more behavior variables according to one of the criteria mentioned above (power loss, switching losses, degree of overshoot, load, etc.).

Weiterhin können die eine oder die mehreren Verhaltensgrößen mithilfe einer (differenzierbaren) Kostenfunktion kombiniert werden, um ein Verhaltensmaß zu bestimmen, das ein Verhalten des elektronischen Systems 1 charakterisiert. Beispielsweise kann das Verhaltensmaß durch eine Summe der gewichteten Verhaltensgrößen berechnet werden. Die Gewichtungen können entsprechend einem Optimierungskriterium vorgegeben sein. Als Kriterien können Grenzwerte z. B. für Temperaturen, Spannungen oder dergleichen definiert sein, so dass das Verhaltensmaß abhängig von einem Abstand der jeweiligen Verhaltensgröße von dem jeweiligen Grenzwert bestimmt istFurthermore, the one or more behavior variables can be combined using a (differentiable) cost function in order to determine a behavior measure that characterizes a behavior of the electronic system 1 . For example, the measure of behavior can be calculated by a sum of the weighted measures of behavior. The weightings can be specified according to an optimization criterion. Limit values can be used as criteria, e.g. B. be defined for temperatures, voltages or the like, so that the behavior measure is determined depending on a distance of the respective behavior variable from the respective limit value

Zum Verarbeiten des Steuersignals S in dem Steuersignalmodellblock 5 muss dieses in geeigneter Weise parametriert werden. Dies kann in der Steuereinheit 4 oder eingangsseitig im Steuersignalmodellblock 5 erfolgen. In letzterem Fall kann ein bereitgestelltes analoges Steuersignal abgetastet und in geeigneter Weise parametriert werden.In order to process the control signal S in the control signal model block 5, it must be parameterized in a suitable manner. This can take place in the control unit 4 or on the input side in the control signal model block 5 . In the latter case, a provided analog control signal can be sampled and parameterized in a suitable way.

So kann das Steuersignal S in mehreren Zeitintervallen/Zeitschritten mit unterschiedlichen Zeitdauern t1, t2, ..., tn sowie mit jeweiligen Amplituden A1, A2, ..., An definiert sein. Das durch das Steuersignalmodell zu ermittelnde modifizierte bzw. optimierte Steuersignal S' kann in gleicher Weise oder in davon abweichender Weise parametriert sein.Thus, the control signal S can be defined in several time intervals/time steps with different durations t1, t2, . . . , tn and with respective amplitudes A1, A2, . The modified or optimized control signal S′ to be determined by the control signal model can be parameterized in the same way or in a different way.

Das Steuersignalmodell kann ein datenbasiertes trainierbares Modell, insbesondere ein künstliches neuronales Netz oder ein Regressionsmodell sein. Im vorliegenden Fall wird als Modell ein künstliches neuronales Netzwerk angenommen, da dieses in einfacher Weise durch Differenzieren trainiert werden kann.The control signal model can be a data-based trainable model, in particular an artificial neural network or a regression model. In the present case, an artificial neural network is assumed as a model, since this can be trained in a simple manner by differentiation.

Das Steuersignalmodell kann grundsätzlich in verschiedenen Varianten implementiert sein. Zum einen kann das Steuersignalmodell als Hard- oder Software in der Steuereinheit 4 als Teil des elektronischen Systems 1 oder separat dazu implementiert werden. Alternativ kann in einer Variante das Steuersignalmodell in der Steuereinheit 4 mit einer Adaptionsfunktion implementiert sein, bei der das Steuersignalmodell entsprechend zu vorgegebenen Zeitpunkten bzw. regelmäßig nachtrainiert wird, um Alterungseffekte im elektronischen System 1 zu korrigieren. Nachfolgend wird eine Implementierung in der letztgenannten Variante anhand eines Flussdiagramms der 4 näher beschrieben.In principle, the control signal model can be implemented in different variants. On the one hand, the control signal model can be implemented as hardware or software in the control unit 4 as part of the electronic system 1 or separately thereto. Alternatively, in one variant, the control signal model can be implemented in the control unit 4 with an adaptation function, in which the control signal model is retrained accordingly at predetermined points in time or regularly in order to correct aging effects in the electronic system 1 . Below is an implementation in the latter variant using a flowchart 4 described in more detail.

Das dort dargestellte Verfahren kann in einem Steuergerät 4 mithilfe einer Hardware und/oder Software implementiert sein.The method presented there can be implemented in a control unit 4 using hardware and/or software.

Die Steuereinheit 4 des elektronischen Systems stellt dazu in Schritt S1 einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals S zur Verfügung, das in Folge an den Transistor 3 angelegt werden soll. Das ursprüngliche Steuersignal S wird dabei durch die Steuereinheit 4 parametrisiert oder als Zustandsverlauf einer elektrischen Größe (Strom oder Spannung) bereitgestellt. In letztgenanntem Fall erfolgt die Parametrierung in dem Steuersignalmodellblock 5.For this purpose, in step S1, the control unit 4 of the electronic system provides a time profile of a control signal S, which is to be applied to the transistor 3 in sequence. In this case, the original control signal S is parameterized by the control unit 4 or made available as a progression of the state of an electrical variable (current or voltage). In the latter case, the parameterization takes place in the control signal model block 5.

Die Parametrierung kann beispielsweise, wie oben beschrieben vorsehen, das Steuersignal in mehrere Zeitschritte unterteilen und diese jeweils einer entsprechenden Amplitudengröße zuzuordnen. Auf diese Weise kann für eine Anzahl von vorausliegenden Zeitschritten jeweils eine Amplitude vorgegeben werden.For example, as described above, the parameterization can provide for dividing the control signal into a number of time steps and assigning each of these to a corresponding amplitude variable. In this way, an amplitude can be specified for a number of preceding time steps.

In Schritt S2 wird das parametrierte, ursprüngliche Steuersignal S gemeinsam mit Betriebsbedingungen des zu steuernden Transistors 3 sowie Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften an das Steuersignalmodell übermittelt.In step S2, the parameterized, original control signal S is transmitted to the control signal model together with the operating conditions of the transistor 3 to be controlled and operating properties and/or system properties.

Die Betriebsbedingungen betreffen den Betrieb des Transistors 3 und können eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: eine an dem Transistor 3 anliegenden Spannung und ein durch den Transistor 3 fließender Strom zum aktuellen Zeitpunkt sowie eine aktuelle Temperatur des Transistors 3. Die Betriebseigenschaften können allgemeine Eigenschaften des Typs des Transistors 3 (Transistoreigenschaften) betreffen und einen oder mehrere der folgenden Parameter betreffen: Schwellenspannung, Leckstrom am Gate-Anschluss, Widerstand im Ein-Zustand sowie deren Varianzen, die entweder durch Streuungen aufgrund von Fertigungstoleranzen oder aufgrund von Alterungseffekten auftreten.The operating conditions relate to the operation of the transistor 3 and can include one or more of the following variables: a voltage applied to the transistor 3 and a current flowing through the transistor 3 at the current time as well as a current temperature of the transistor 3. The operating characteristics can include general characteristics of the Type of transistor 3 (transistor properties) relate and relate to one or more of the following parameters: threshold voltage, leakage current at the gate terminal, resistance in the on-state and their variances, which occur either due to scattering due to manufacturing tolerances or due to aging effects.

Ferner können die Systemeigenschaften weitere Komponenten der elektronischen Schaltung betreffen, die den Betrieb des Transistors 3 beeinflussen können. Beispielsweise können die Systemeigenschaften eine oder mehrere der folgenden Parameter von anderen Systemkomponenten der elektronischen Schaltung umfassen: einen thermischen Widerstand des Gesamtaufbaus, der für die Temperatur des zu steuernden Transistors 3 ausschlaggebend ist, die Kapazität eines Stützkondensators, der mit dem Transistor 3 gekoppelt ist, und dergleichen. Entsprechend lassen sich auch Varianzen dieser Größen, die sich entweder aus den Fertigungstoleranzen oder der Alterung ergeben, als derartige Parameter berücksichtigen.Furthermore, the system properties can affect other components of the electronic circuit, which can affect the operation of the transistor 3 . For example, the system properties can include one or more of the following parameters from other system components of the electronic circuit: a thermal resistance of the overall structure, which is for the temperature of the transistor 3 to be controlled is crucial, the capacitance of a back-up capacitor coupled to the transistor 3, and the like. Correspondingly, variances in these variables, which result either from manufacturing tolerances or from aging, can also be taken into account as such parameters.

Das Steuersignalmodell ermittelt aus den entsprechenden Eingangsgrößen ein modifiziertes Steuersignal S', das zur Ansteuerung des elektronischen Schaltkreises 2 verwendet werden kann.From the corresponding input variables, the control signal model determines a modified control signal S′, which can be used to control the electronic circuit 2 .

Als Ergebnis erhält man einen modifizierten Verlauf eines modifizierten Steuersignals S'. Dieses wird in parametrisierter Form bereitgestellt.The result obtained is a modified profile of a modified control signal S'. This is provided in parameterized form.

In einem nachfolgenden Schritt S3 wird der Transistor 3 entsprechend dem durch die modifizierten Steuersignalparameter des modifizierten Steuersignals S' vorgegebenen Verlauf angesteuert. Die Umwandlung der modifizierten Steuersignalparameter, die das modifizierte Steuersignal S' definieren, in das analoge Steuersignal S' kann vorzugsweise in dem Steuersignalmodellblock 5 oder in einer dazu separaten Einrichtung erfolgen.In a subsequent step S3, the transistor 3 is driven in accordance with the profile specified by the modified control signal parameters of the modified control signal S′. The conversion of the modified control signal parameters, which define the modified control signal S′, into the analog control signal S′ can preferably take place in the control signal model block 5 or in a separate device.

In Schritt S4 kann ein Adaptionskriterium überprüft werden. Sieht das Adaptionskriterium vor, eine weitere Adaption oder Aktualisierung des Steuersignalmodells vorzunehmen (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit dem Schritt S5 fortgesetzt, andernfalls (Alternative: Nein) wird zum Schritt S1 zurückgesprungen.An adaptation criterion can be checked in step S4. If the adaptation criterion provides for a further adaptation or update of the control signal model (alternative: yes), the method continues with step S5, otherwise (alternative: no) the process jumps back to step S1.

Adaptionskriterien können beispielsweise von einer vorbestimmten Zeitdauer seit der letzten Adaption, von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals S oder von einem externen Adaptionssignal abhängen. Weiterhin kann eine Aktualisierung des Steuersignalmodells angestoßen werden, wenn Systemeigenschaften, wie z. B. eine Temperatur, Spannungswerte, Messsignal und dergleichen, von entsprechenden vorgegebenen Referenzwerten um mehr als einen vorgegebenen Abweichungsbetrag abweichen. Insbesondere soll durch die Adaptionskriterien überprüft werden, ob das Steuersignalmodell aufgrund von Bauteilalterung, Verschleiß oder anderen systematischen Änderungen in den Betriebsbedingungen nachtrainiert werden muss.Adaptation criteria can depend, for example, on a predetermined period of time since the last adaptation, on the course of the original control signal S, or on an external adaptation signal. Furthermore, an update of the control signal model can be triggered if system properties such. B. a temperature, voltage values, measurement signal and the like, deviate from corresponding predetermined reference values by more than a predetermined amount of deviation. In particular, the adaptation criteria should be used to check whether the control signal model needs to be retrained due to component aging, wear or other systematic changes in the operating conditions.

In Schritt S5 wird ein Nachtrainieren des Steuersignalmodells ausgeführt.In step S5, the control signal model is retrained.

Das Nachtrainieren des Steuersignalmodells dient dazu, Ungenauigkeiten der Schaltkreissimulation und der dieser zugrundeliegenden Bauteilmodelle im Steuersignalmodell zu korrigieren, wenn z. B. durch Bauteilalterung, Verschleiß oder anderen systematischen Änderungen in den Betriebsbedingungen die erlernten Steuersignal(-anpassungen) nicht mehr optimal sind.The retraining of the control signal model serves to correct inaccuracies in the circuit simulation and the component models on which it is based in the control signal model, e.g. B. due to component aging, wear or other systematic changes in the operating conditions, the learned control signal (adjustments) are no longer optimal.

Das Nachtrainieren des Steuersignalmodells zielt darauf ab, modifizierte Steuersignale S' aus vorgegebenen Steuersignalen S zu generieren, bei denen das Verhaltensmaß optimiert ist. Insbesondere kann die Kostenfunktion des Verhaltensmaßes und das Gleichungssystem der Schaltkreissimulation in Verbindung mit einem Gradient Descent-Verfahren verwendet werden, um die Modellparameter des Steuersignalmodells weiter zu trainieren.The retraining of the control signal model aims to generate modified control signals S′ from predetermined control signals S, for which the behavior measure is optimized. In particular, the cost function of the behavior measure and the system of equations of the circuit simulation can be used in connection with a gradient descent method in order to further train the model parameters of the control signal model.

Das initiale Erstellen des Steuersignalmodells erfolgt mit einem Trainingsdatensatz aus Steuersignalen und zugeordneten modifizierten Steuersignalen. Die modifizierten Steuersignale werden dabei jeweils basierend auf einem vorgegebenen Steuersignal und abhängig von einem Verhaltensmaß, das aus einer oder mehreren Verhaltensgrößen, die für das modifizierte Steuersignal mithilfe einer Schaltkreissimulation bestimmt werden, und der vorgegebenen Kostenfunktion bestimmt wird, ermittelt.The control signal model is initially created using a training data set made up of control signals and associated modified control signals. The modified control signals are determined based on a specified control signal and depending on a behavior measure that is determined from one or more behavior variables that are determined for the modified control signal using a circuit simulation and the specified cost function.

Zum Aufbau der Trainingsdaten werden Steuersignale S möglichst variantenreich im Rahmen der möglichen Steuersignale zur Ansteuerung des Transistors 3 vorgegeben.To build up the training data, control signals S are specified with as many variants as possible within the scope of the possible control signals for driving the transistor 3 .

Die Schaltkreissimulationen können basierend auf der Parametrierung des modifizierten Steuersignals S' die eine oder die mehreren entsprechenden Verhaltensgrößen bzw. das resultierende Verhaltensmaß (abhängig von einer vorgegebenen Kostenfunktion) ermitteln.Based on the parameterization of the modified control signal S′, the circuit simulations can determine the one or more corresponding behavior variables or the resulting behavior measure (depending on a predetermined cost function).

Mithilfe eines Optimierungsverfahrens, wie z. B. stochastic gradient descent, kann ein Trainingsdatensatz für das Steuersignalmodell durch Optimierung (Minimierung) des Verhaltensmaßes bezüglich eines betreffenden Steuersignals, insbesondere durch Backpropagation, durchgeführt werden. Dies ist möglich, da in der Regel die einer Schaltkreissimulation zugrundeliegenden Funktionen differenziert werden können, so dass das optimierte Verhaltensmaß durch Differenzierung der Kostenfunktion und der Funktion der Schaltkreissimulation zur Aktualisierung der Modellparameter des Steuersignalmodells bestimmt werden kann.Using an optimization method such as B. stochastic gradient descent, a training data set for the control signal model can be performed by optimizing (minimizing) the behavior measure with respect to a relevant control signal, in particular by backpropagation. This is possible because the functions underlying a circuit simulation can usually be differentiated, so that the optimized performance measure can be determined by differentiating the cost function and the function of the circuit simulation for updating the model parameters of the control signal model.

Damit die durch das Steuersignal in dem elektronischen System bewirkte Funktion auch durch das modifizierte Steuersignal S' erreicht werden kann, kann die Optimierung mit geeigneten Nebenbedingungen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Kostenfunktion zur Berechnung des Verhaltensmaßes auch ein Parameter berücksichtigt werden, der bewertet, wie die durch das Steuersignal bewirkte Funktion durch das modifizierte Steuersignal erreicht wird.In order that the function brought about by the control signal in the electronic system can also be achieved by the modified control signal S′, the optimization can take place with suitable secondary conditions. Alternatively or additionally, in the cost function for calculating the measure of behavior, a parameter can also be taken into account that evaluates how the control signal effected function is achieved by the modified control signal.

Insbesondere kann das Steuersignalmodell in Form eines neuronalen Netzes, wie z. B. eines rekurrenten neuronalen Netzes (LSTM, GRU), eines Multi-Layer Perceptron oder dergleichen, ausgebildet sein. Somit kann das Trainieren des Steuersignalmodells mithilfe eines Back-Propagation-Verfahrens basierend auf einer Minimierung des Verhaltensmaßes durchgeführt werden.In particular, the control signal model in the form of a neural network, such as. B. a recurrent neural network (LSTM, GRU), a multi-layer perceptron or the like. Thus, the control signal model can be trained using a back-propagation method based on minimizing the behavior measure.

Um die Steuereinheit 4 des elektronischen Systems 1 zu entlasten, kann das Nachtrainieren des Steuersignalmodells auch extern des elektronischen Systems 1 durchgeführt werden. Dazu können die parametrierten ursprünglichen und modifizierten Steuersignale S, S' sowie die Betriebsbedingungen sowie die Bauteilparameter und Systemparameter an eine externe Recheneinheit übermittelt werden, die in Kenntnis der elektronischen Schaltung die Schaltkreissimulationen durchführt, um die Verhaltensgrößen bzw. das Verhaltensmaß zu berechnen. Das Nachtrainieren der Modellparameter des neuronalen Netzes kann somit extern erfolgen und die Modellparameter zurück zu dem elektronischen System 1 übermittelt werden, so dass diese in Folge angewendet werden können.In order to relieve the control unit 4 of the electronic system 1 , the control signal model can also be retrained externally to the electronic system 1 . For this purpose, the parameterized original and modified control signals S, S′ and the operating conditions as well as the component parameters and system parameters can be transmitted to an external arithmetic unit, which, knowing the electronic circuit, carries out the circuit simulations in order to calculate the behavior variables or the behavior measure. The retraining of the model parameters of the neural network can thus take place externally and the model parameters can be transmitted back to the electronic system 1 so that they can be used in sequence.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuersignalmodell auch als Look-up-Table in dem elektronischen System implementiert sein, so dass die Steuersignalparameter des ursprünglichen Steuersignals S entsprechend der Look-up-Table modifizierten Steuersignalparametern zugeordnet werden, die das modifizierte Steuersignal S' repräsentieren. Die Look-up-Table wird dabei basierend auf einem Steuersignalmodell erstellt, das extern des elektronischen Systems 1 implementiert sein kann. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand in dem elektronischen System 1 erheblich reduziert werden.In a further embodiment, the control signal model can also be implemented as a look-up table in the electronic system, so that the control signal parameters of the original control signal S are assigned according to the look-up table to modified control signal parameters which represent the modified control signal S′. The look-up table is created based on a control signal model that can be implemented externally to the electronic system 1 . In this way, the computing effort in the electronic system 1 can be significantly reduced.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Systems (1) mit mindestens einem durch je ein ursprüngliches Steuersignal (S) gesteuerten Transistor (3) einer elektronischen Schaltung (2), mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals (S) zum Ansteuern des Transistors (3), - Modifizieren des ursprünglichen Verlaufs des Steuersignals (S) gemäß einem trainierbaren datenbasierten Steuersignalmodell, um einen Verlauf eines modifizierten Steuersignals (S') zu erhalten, wobei das datenbasierte Steuersignalmodell ausgebildet ist, den Verlauf des modifizierten Steuersignals (S') abhängig von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals (S) und insbesondere abhängig von Betriebsbedingungen des Transistors (3) und/oder von Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften des elektronischen Systems (1) zu bestimmen; - Ansteuern des Transistors (3) mit dem modifizierten Steuersignal (S').Method for operating an electronic system (1) with at least one transistor (3), each controlled by an original control signal (S), of an electronic circuit (2), with the following steps: - Providing a course of the original control signal (S) for driving the transistor (3), - Modifying the original course of the control signal (S) according to a trainable data-based control signal model in order to obtain a course of a modified control signal (S'), the data-based control signal model being designed to change the course of the modified control signal (S') depending on the course of the original control signal (S) and in particular depending on the operating conditions of the transistor (3) and/or operating properties and/or system properties of the electronic system (1); - Controlling the transistor (3) with the modified control signal (S').

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuersignalmodell als ein trainierbares datenbasiertes Modell ausgebildet ist, insbesondere als künstliches neuronales Netz, insbesondere ein Multi-Layer Perceptron oder ein rekursives neuronales Netz.procedure after claim 1 , wherein the control signal model is designed as a trainable data-based model, in particular as an artificial neural network, in particular a multi-layer perceptron or a recursive neural network.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verlauf des ursprünglichen Steuersignals zum Ansteuern des Transistors (3) durch Steuersignalparameter parametriert oder definiert ist und/oder wobei der Verlauf des modifizierten Steuersignals (S') durch entsprechende modifizierte Steuersignalparameter parametriert oder definiert ist.procedure after claim 1 or 2 , wherein the profile of the original control signal for driving the transistor (3) is parameterized or defined by control signal parameters and/or wherein the profile of the modified control signal (S') is parameterized or defined by corresponding modified control signal parameters.

Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Parametrierung des Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals (S) und/oder des modifizierten Steuersignals (S') durch Zeitabschnitte und den den Zeitabschnitten zugeordneten Werten einer elektrischen Größe, insbesondere einer Spannung oder eines Stroms, durchgeführt wird.procedure after claim 3 , wherein the parameterization of the profile of the original control signal (S) and/or the modified control signal (S') is carried out by time segments and the values of an electrical variable, in particular a voltage or a current, assigned to the time segments.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Betriebsbedingungen des zu steuernden Transistors (3) den Betrieb des Transistors (3) betreffen und insbesondere eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: eine an dem Transistor (3) anliegenden Spannung, ein durch den Transistor (3) fließender Strom zum aktuellen Zeitpunkt und eine aktuelle Temperatur des Transistors (3) .Procedure according to one of Claims 1 until 4 , wherein the operating conditions of the transistor (3) to be controlled relate to the operation of the transistor (3) and in particular include one or more of the following variables: a voltage applied to the transistor (3), a current flowing through the transistor (3) at the current Time and a current temperature of the transistor (3).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Betriebseigenschaften allgemeine Eigenschaften des Typs des Transistors (3) betreffen und insbesondere einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: eine Schwellenspannung, einen Leckstrom am Gate-Anschluss, einen Widerstand im Ein-Zustand sowie die Varianzen dieser Größen.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , the operating characteristics relating to general characteristics of the type of transistor (3) and in particular comprising one or more of the following parameters: a threshold voltage, a leakage current at the gate terminal, an on-state resistance and the variances of these quantities.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Systemeigenschaften weitere Komponenten der elektronischen Schaltung (2) betreffen, die den Betrieb des Transistors (3) beeinflussen und insbesondere eine oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: einen thermischen Widerstand des Gesamtaufbaus, eine Kapazität eines Stützkondensators, der mit dem Transistor (3) gekoppelt ist, und Varianzen dieser Größen.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , wherein the system properties relate to other components of the electronic circuit (2) that affect the operation of the transistor (3) and in particular include one or more of the following parameters: a thermal resistance of the overall structure, a capacitance of a backup capacitor connected to the transistor (3 ) is coupled, and variances of these quantities.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steuersignalmodell trainiert wird, indem ein Verhaltensmaß optimiert wird, das sich aus dem Steuersignalmodell und einer nachgeordneten Schaltkreissimulation ergibt, um Modellparameter des Steuersignalmodells anzupassen, wobei die Schaltkreissimulation ausgebildet ist, um aus einem modifizierten Steuersignal (S') eine oder mehrere Verhaltensgrößen zu ermitteln, wobei abhängig von einer vorgegebenen Kostenfunktion ein Verhaltensmaß abhängig von der einen oder den mehreren Verhaltensgrößen ermittelbar ist, die das Verhalten der elektronischen Schaltung (2) auf modifizierte Steuersignale angeben.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , wherein the control signal model is trained by optimizing a behavior measure that results from the control signal model and a downstream circuit simulation in order to adapt model parameters of the control signal model, wherein the circuit simulation is designed to convert a modified control signal (S') into one or more behavior variables determine, depending on a predetermined cost function, a behavior measure can be determined depending on the one or more behavior variables that indicate the behavior of the electronic circuit (2) to modified control signals.

Verfahren nach Anspruch 8, wobei die eine oder die mehreren Verhaltensgrößen eine Leistungsfähigkeit des elektronischen Systems bei Ansteuerung durch das modifizierte Steuersignal (S') angeben, wobei die Verhaltensgröße eine Verlustleistung, ein Störungsmaß, insbesondere in Form von Schwingungen oder Überschwingen, eine insbesondere thermische Belastung auf das elektronische System und/oder ein eine zu erwartende Lebensdauer des Transistors (3) oder der elektronischen Schaltung (2) beeinflussendes Belastungsmaß angibt.procedure after claim 8 , wherein the one or more behavior variables indicate a performance of the electronic system when controlled by the modified control signal (S'), the behavior variable being a power loss, a degree of interference, in particular in the form of oscillations or overshoots, a thermal load in particular on the electronic system and/or indicates a degree of stress influencing an expected service life of the transistor (3) or of the electronic circuit (2).

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Optimierung unter Berücksichtigung einer Nebenbedingungen erfolgt, die das Erreichen der durch das Steuersignal (S') in dem elektronischen System (1) bewirkte Funktion durch das modifizierte Steuersignal (S') gewährleistet und/oder wobei die Kostenfunktion zur Berechnung des Verhaltensmaßes ein Parameter berücksichtigt, der bewertet, wie die durch das Steuersignal (S) bewirkte Funktion durch das modifizierte Steuersignal (S') erreicht wird.procedure after claim 8 or 9 , wherein the optimization is carried out taking into account a secondary condition which ensures that the function brought about by the control signal (S') in the electronic system (1) is achieved by the modified control signal (S') and/or wherein the cost function is used to calculate the behavior measure Parameter considered, which evaluates how the function caused by the control signal (S) is achieved by the modified control signal (S').

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Kostenfunktion abhängig von einer oder mehreren Verhaltensgrößen ein Verhaltensmaß angibt, das während der Optimierung minimiert wird, wobei die Kostenfunktion insbesondere prädizierte Verhaltensgrößen für die Ermittlung des Verhaltensmaßes berücksichtigt.Procedure according to one of Claims 8 until 10 , wherein the cost function indicates a behavior measure as a function of one or more behavior variables, which is minimized during the optimization, the cost function taking into account, in particular, predicted behavior variables for determining the behavior measure.

Vorrichtung, insbesondere ein Steuersignalmodellblock (5), zum Betreiben eines elektronischen Systems mit mindestens einem durch je ein ursprüngliches Steuersignal (S) gesteuerten Transistor (3) einer elektronischen Schaltung (2), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum: - Bereitstellen eines Verlaufs des ursprünglichen Steuersignals (S) zum Ansteuern des Transistors (3), - Modifizieren des ursprünglichen Verlaufs des Steuersignals (S) gemäß einem trainierbaren datenbasierten Steuersignalmodell, um einen Verlauf eines modifizierten Steuersignals (S') zu erhalten, wobei das datenbasierte Steuersignalmodell ausgebildet ist, den Verlauf des modifizierten Steuersignals (S') abhängig von dem Verlauf des ursprünglichen Steuersignals (S) und insbesondere abhängig von Betriebsbedingungen des Transistors (3) und/oder von Betriebseigenschaften und/oder Systemeigenschaften des elektronischen Systems zu bestimmen; - Ansteuern des Transistors (3) mit dem modifizierten Steuersignal (S').Device, in particular a control signal model block (5), for operating an electronic system with at least one transistor (3), each controlled by an original control signal (S), of an electronic circuit (2), the device being designed for: - Providing a course of the original control signal (S) for driving the transistor (3), - Modifying the original course of the control signal (S) according to a trainable data-based control signal model in order to obtain a course of a modified control signal (S'), the data-based control signal model being designed to change the course of the modified control signal (S') depending on the course of the to determine the original control signal (S) and in particular as a function of the operating conditions of the transistor (3) and/or of the operating properties and/or system properties of the electronic system; - Controlling the transistor (3) with the modified control signal (S').

Elektronisches System mit einem Transistor (3), mit einer elektronischen Schaltung (2) und einer Vorrichtung nach Anspruch 12.Electronic system with a transistor (3), with an electronic circuit (2) and a device according to claim 12 .

Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.Computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the steps of the method according to one of Claims 1 until 11 to execute.

Maschinenlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.A machine-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the steps of the method of any one of Claims 1 until 11 to execute.