KR20180067130A - An apparatus and a method for sensing temperature of power device module - Google Patents

An apparatus and a method for sensing temperature of power device module Download PDF

Info

Publication number
KR20180067130A
KR20180067130A KR1020160168549A KR20160168549A KR20180067130A KR 20180067130 A KR20180067130 A KR 20180067130A KR 1020160168549 A KR1020160168549 A KR 1020160168549A KR 20160168549 A KR20160168549 A KR 20160168549A KR 20180067130 A KR20180067130 A KR 20180067130A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
power device
temperature sensing
voltage
device module
Prior art date
Application number
KR1020160168549A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101887906B1 (en
Inventor
박태영
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020160168549A priority Critical patent/KR101887906B1/en
Publication of KR20180067130A publication Critical patent/KR20180067130A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101887906B1 publication Critical patent/KR101887906B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2217/00—Temperature measurement using electric or magnetic components already present in the system to be measured

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

According to the present invention, an apparatus for sensing a temperature of a power device module includes: a gate driver for receiving a driving signal from a microcontroller unit to provide a gate signal; a power device including a gate terminal for receiving the gate signal, a first emitter terminal connected to a ground part, a second emitter terminal, and a temperature sensing device coupled between the first emitter terminal and the second emitter terminal; and a current detection circuit for measuring a voltage across a shunt resistor connected to the second emitter terminal, wherein the gate driver includes a temperature sensing unit for outputting a temperature abnormality signal when an output voltage of the current detection circuit does not reach a first reference voltage within a reference time from when the gate signal is switched to an ON state. Therefore, according to the present invention, a number of external pins of the power device module is reduced so as to reduce a production cost of the module, and reliability of the power device module is improved by preventing short-circuit between external pins (pin-short), etc.

Description

전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치 및 방법{AN APPARATUS AND A METHOD FOR SENSING TEMPERATURE OF POWER DEVICE MODULE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a temperature sensing device and a temperature sensing device for a power device module,

본 발명은 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 소자 모듈의 온도를 센싱하여 고온 시 과전류를 차단하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for sensing a temperature of a power device module, and more particularly, to an apparatus and method for sensing a temperature of a power device module to shut off an overcurrent at a high temperature.

전기자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등 친환경 차량이 성장하면서 전기 차량 및 하이브리드 시스템의 모터 구동이나 고 전압 변환 등 고 전압 신호를 많이 사용하는 구동부의 스위칭 회로로 IGBT(Isolated-Gate Bipolar Transistor) 소자가 많이 사용되고 있다. As an eco-friendly vehicle such as an electric car, a hybrid car, and a fuel cell automobile is growing, an IGBT (Isolated-Gate Bipolar Transistor) device is used as a switching circuit of a driving part which uses a high voltage signal such as motor drive or high voltage conversion of electric vehicles and hybrid systems It is widely used.

IGBT 소자는 차량에 적용되는 반도체 모듈이기 때문에 안전에 대한 요구사항이 많다. 특히, 허용되는 최대 접합 온도(Max Junction Temperature) 이상 온도 증가 시 IGBT 소자가 이상 동작할 가능성이 있으며 이로 인해 인명 사고 등의 피해가 발생할 수 있으므로 IGBT 소자의 온도에 대한 센싱 기술은 매우 중요하다.Since IGBT devices are semiconductor modules applied to vehicles, there are many safety requirements. In particular, sensing the temperature of the IGBT device is very important because there is a possibility that the IGBT device malfunctions when the temperature exceeds the allowable maximum junction temperature (Max Junction Temperature) and this may cause damage such as human accidents.

도 7 및 도 8은 종래 기술로 구현된 IGBT 소자를 포함하는 전력 소자 모듈 및 전력 소자 모듈의 등가 회로이다. 도 7 및 도 8에서 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.7 and 8 are equivalent circuits of a power device module and a power device module including an IGBT device realized in the related art. 7 and 8, the same reference numerals denote the same parts.

도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 기존 전력 소자 모듈의 온도 센싱은 모듈 내에 써미스터 저항(708, 709)을 사용하여 저항값의 변화에 대한 전압 변화를 검출하였다. 그러나 전력 소자 모듈의 온도 센싱에 통상적으로 사용되는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)의 경우 비선형 곡선으로 고온에서의 정밀도 저하로 인해 전력 소자 모듈의 정확한 온도 센싱이 매우 어렵다. 또한, NTC 써미스터 저항의 위치가 전력 반도체 소자와 떨어져 있기 때문에 정확한 전력 반도체 소자의 온도를 측정하기 어려운 단점이 있다. Referring to FIGS. 7A and 7B, temperature sensing of a conventional power device module detects a voltage change with respect to a change in resistance value by using thermistor resistors 708 and 709 in the module. However, in the case of the NTC thermistor (Negative Temperature Coefficient Thermistor), which is commonly used for temperature sensing of a power device module, accurate temperature sensing of the power device module is very difficult due to a nonlinear curve and a decrease in accuracy at high temperatures. In addition, since the position of the NTC thermistor resistor is distant from the power semiconductor device, it is difficult to accurately measure the temperature of the power semiconductor device.

도 8(a) 및 도 8(b)는 도 7의 전력 소자 모듈 대비 개선된 온도 센싱 기술이 적용된 전력 소자 모듈이다. IGBT 칩 내부에 다이오드(808, 809)를 내장하고 온도 변화를 직접 모니터링하는 방식을 사용하고 있다. 8A and 8B are power device modules to which an improved temperature sensing technology compared to the power device module of FIG. 7 is applied. Diodes 808 and 809 are built in the IGBT chip and the temperature change is directly monitored.

그러나, 이 경우, 다이오드의 전압 모니터링을 위한 외부 핀의 개수가 증가하고 모듈에 차지하는 면적이 커지므로 칩 사이즈가 증가하여 모듈 원가가 상승하게 된다. 또한, 외부 핀 개수의 증가로 핀 간 거리도 근접하게 되기 때문에 대량 생산 시 핀 간 단락(Short) 불량 발생 확률도 높아 신뢰도 저하로 이어지게 된다. However, in this case, since the number of external pins for monitoring the voltage of the diode increases and the area occupied by the module increases, the chip size increases and the module cost rises. In addition, since the distance between pins becomes close to each other due to an increase in the number of external pins, there is a high probability of occurrence of short failure between pins in mass production, leading to a decrease in reliability.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따르면, 온도에 따라 변하는 IGBT 소자의 문턱 전압(Thershold voltage)의 특성을 이용한다. 보다 상세하게는, IGBT 소자의 전류 센싱단과 에이터 단 사이에 제너 다이오드(Zener Diode)를 구비하고, 제너 다이오드의 순방향 강하 전압(Vf)의 변화 및 타이머를 활용하여 일정 온도 이상에서 고장 신호를 생성해 줄 수 있는 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치 및 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to meet such a demand, and according to the present invention, a characteristic of a threshold voltage of an IGBT element which varies with temperature is used. More specifically, with a Zener diode (Zener Diode) between the current sensing end and the initiator end of the IGBT element, and by utilizing the change and the timer of the forward voltage drop (V f) of the zener diode generates the error signal above a predetermined temperature A temperature sensing device and method for a power device module capable of performing temperature sensing are provided.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치는 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 구동 신호를 공급받아 게이트 신호를 제공하는 게이트 드라이버; 상기 게이트 신호를 수신하는 게이트 단자, 접지부와 연결되는 제 1 에미터 단자, 제 2 에미터 단자 및 상기 제 1 에미터 단자와 상기 제 2 에미터 단자 사이에 연결된 온도 센싱 소자를 포함하는 전력 소자; 및 상기 제 2 에미터 단자에 연결된 션트 저항에 걸린 전압을 측정하는 전류 검출 회로;를 포함하며, 상기 게이트 드라이버는 상기 전류 검출 회로의 출력 전압이 상기 게이트 신호가 온(On) 상태가 될 때부터 기준 시간 이내에 제 1 기준 전압까지 도달하지 못하는 경우에 온도 이상 신호를 출력하는 온도 감지부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a temperature sensing device for a power device module, comprising: a gate driver receiving a driving signal from a microcontroller unit and providing a gate signal; And a temperature sensing element connected between the first emitter terminal and the second emitter terminal, a second emitter terminal connected to the ground terminal, a second emitter terminal, and a temperature sensing element connected between the first emitter terminal and the second emitter terminal, ; And a current detection circuit for measuring a voltage across the shunt resistor connected to the second emitter terminal, wherein the gate driver is configured to control the gate of the gate of the second emitter terminal when the output voltage of the current detection circuit reaches the on- And a temperature sensing unit for outputting a temperature abnormality signal when the first reference voltage can not be reached within the reference time.

이 경우, 상기 온도 감지부는, 상기 전류 검출 회로의 출력 전압과 상기 제 1 기준 전압을 비교하여 안전 설정 트리거링 신호를 출력하는 기준 전압 비교부; 상기 안전 설정 트리거링 신호에 기초하여 안전 설정 신호를 하이 전압으로 설정하고, 상기 게이트 신호가 온 상태에서 오프(Off) 상태로 변화되면 상기 안전 설정 신호를 로우 전압으로 설정하는 안전 설정 신호 생성부; 및 상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간까지의 시간을 측정하는 타이머를 포함할 수 있다.In this case, the temperature sensing unit may include: a reference voltage comparing unit comparing the output voltage of the current detecting circuit with the first reference voltage to output a safety setting triggering signal; A safety setting signal generating unit for setting a safety setting signal to a high voltage based on the safety setting triggering signal and setting the safety setting signal to a low voltage when the gate signal changes from an on state to an off state; And a timer for measuring a time from when the gate signal is turned on to the reference time.

또한, 상기 타이머는 상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간 이내에 상기 안전 설정 신호가 온 상태가 되지 않는 경우에 상기 온도 이상 신호를 출력할 수 있다. .Also, the timer may output the temperature abnormality signal when the safety setting signal does not become on within the reference time from when the gate signal is turned on. .

또한, 상기 타이머는 상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간 이내에 상기 안전 설정 신호가 온 상태가 되면 상기 온도 이상 신호를 출력하지 않을 수 있다.Also, the timer may not output the temperature abnormality signal when the safety setting signal is turned on within the reference time from when the gate signal is turned on.

또한, 상기 온도 센싱 소자는 온도가 상승하면, 순방향 강하 전압이 낮아지는 소자일 수 있다.In addition, the temperature sensing element may be an element whose forward drop voltage is lowered when the temperature rises.

또한, 상기 션트 저항에 걸리는 전압은 상기 순방향 강하 전압이 낮아지면 상기 온도 센싱 소자에 의하여 클램핑(clamping) 되도록 구성될 수 있다.In addition, the voltage applied to the shunt resistor may be configured to be clamped by the temperature sensing element when the forward drop voltage is lowered.

또한, 상기 온도 센싱 소자는 제너 다이오드일 수 있다.Also, the temperature sensing element may be a zener diode.

또한, 상기 게이트 드라이버는 상기 전류 검출 회로의 출력 전압이 제 2 기준 전압 이상일 경우에 과전류 신호를 출력하는 과전류 감지부 및 상기 과전류 신호 또는 상기 온도 이상 신호에 기초하여 고장 신호를 출력하는 고장 신호 출력부를 더 포함할 수 있다.The gate driver may further include an overcurrent sensing unit that outputs an overcurrent signal when the output voltage of the current detection circuit is equal to or higher than a second reference voltage and a failure signal output unit that outputs a failure signal based on the overcurrent signal or the temperature abnormality signal .

또한, 상기 게이트 드라이버는 상기 전력 소자를 구동하는 전력 소자 구동부 및 상기 고장 신호에 기초하여 상기 전력 소자 구동부를 제어하는 제어 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.The gate driver may further include a power device driver for driving the power device and a control signal generator for controlling the power device driver based on the failure signal.

또한, 상기 제어 신호 생성부는 상기 전력 소자 구동부의 구동을 중단하도록 제어하거나 또는 상기 전력 소자에 공급되는 전류가 감소하도록 상기 전력 소자 구동부를 제어할 수 있다.Also, the control signal generator may control the power device driver to stop driving the power device driver, or may control the power device driver to reduce the current supplied to the power device.

또한, 상기 구동 신호는 PWM 신호이며, 상기 제어 신호 생성부는 상기 PWM 신호의 듀티비가 감소하도록 상기 전력 소자 구동부를 제어할 수 있다. The driving signal may be a PWM signal, and the control signal generator may control the power device driver to reduce the duty ratio of the PWM signal.

본 발명에 따르면, 전력 소자 모듈의 외부 핀 개수의 감소로, 모듈 원가 절감 효과 발생하고, 외부 핀간 단락 고장(Pin-short) 등을 방지하여 전력 소자 모듈의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the module cost by reducing the number of external pins of the power device module, prevent short-circuit between external pins, and improve the reliability of the power device module.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 감지부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 정상 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 고온 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 과전류 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 종래 기술의 전력 소자 모듈의 온도 센싱 방법을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a temperature sensing apparatus for a power module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a gate driver according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a temperature sensing unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an operation of the temperature sensing device of the power device module in a steady state according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of a temperature sensing device of a power device module in a high temperature state according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an operation of the temperature sensing device of the power device module in the overcurrent state according to the embodiment of the present invention.
7 and 8 are views showing a method of sensing the temperature of a power device module according to the prior art.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. In addition, for convenience of explanation, components may be exaggerated or reduced in size.

또한, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is limited only by the following embodiments. It is not.

또한, 이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In addition, in the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning.

또한, 이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.It is also to be understood that the term " comprising " or " including " in the following embodiments means that a feature or element described in the specification is present and does not preclude the possibility of one or more other features or components being added .

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a temperature sensing apparatus for a power module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치는 전력 소자 모듈(100), 게이트 드라이버(300) 및 전류 검출 회로(400)을 포함하며, 마이크로컨트롤러 유닛(MCU, 200)와 연결되어 있다.1B, a temperature sensing apparatus for a power device module according to the present invention includes a power device module 100, a gate driver 300, and a current detection circuit 400. The temperature sensing device includes a microcontroller unit (MCU) 200).

도 1(a) 및 도 1(b)에 도시한 바와 같이 전력 소자 모듈(100)은 2 개의 IGBT 소자가 연결된 구조로서 도 1(a)에 도시한 바와 같은 외부 핀들을 구비한다. 도 1(a) 및 도 1(b)에서 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다. 또한, 도 1(b)에서, 설명의 편의를 위하여 2개의 IGBT 소자 중, 로우 사이드 소자에만 마이크로컨트롤러 유닛(MCU, 200), 게이트 드라이버(300) 및 전류 검출 회로(400)가 연결된 것으로 나타냈지만, 당업자는 하이 사이드 소자에도 동일한 소자가 연결될 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 설명상의 도면 부호는 로우 사이드 전력 소자를 기준으로 설명한다. 예컨대, 도면부호 103은 로우 사이드 전력 소자를 기준으로 콜렉터 단자이지만, 하이 사이드 전력 소자를 기준으로 에미터 단자이다. As shown in Figs. 1 (a) and 1 (b), the power device module 100 has external pins as shown in Fig. 1 (a) having two IGBT elements connected to each other. 1 (a) and 1 (b), the same reference numerals denote the same parts. 1B, microcontroller units (MCU, 200), gate driver 300 and current detection circuit 400 are connected to only the low-side element among the two IGBT elements for convenience of explanation , Those skilled in the art will recognize that the same element can be connected to the high side element. Note that the explanatory reference numerals are used to refer to the low-side power element. For example, reference numeral 103 denotes a collector terminal on the basis of the low-side power element, but is an emitter terminal on the basis of the high-side power element.

전력 소자 모듈(100)은 게이트 단자(112), 콜렉터 단자(103) 및 제 1 에미터 단자 (111)를 포함할 수 있다. 또한, 전류 센싱을 위하여 제 2 에미터 단자(110)를 추가적으로 구비할 수 있다. 단, 제 2 에미터 단자(113)는 제 1 에미터 단자(102)에 비하여 현저히 작은 전류가 흐르고, 주 회로인 제 1 에미터 단자의 동작에 영향을 거의 미치지 않도록 구성된다. The power device module 100 may include a gate terminal 112, a collector terminal 103, and a first emitter terminal 111. In addition, a second emitter terminal 110 may be additionally provided for current sensing. However, the second emitter terminal 113 is configured so that a significantly smaller current flows as compared with the first emitter terminal 102 and hardly affects the operation of the first emitter terminal, which is the main circuit.

제 1 에미터 단자(110)와 제 2 에미터 단자(111)는 온도 센싱 소자(108), 예컨대, 제너 다이오드를 통하여 연결한다. 온도 센싱 소자(108)는 전력 소자 모듈(100)의 전력 소자의 상부에 설치되어 전력 소자의 온도 상승에 따른 영향을 직접적으로 받을 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 이 때, 제 1 에미터 단자(110)는 접지부와 연결되도록 구성할 수 있다.The first emitter terminal 110 and the second emitter terminal 111 are connected through a temperature sensing element 108, for example, a zener diode. The temperature sensing element 108 is preferably installed on the power element of the power element module 100 to directly receive the influence of the temperature rise of the power element. In this case, the first emitter terminal 110 may be connected to the ground.

또한, 온도 센싱 소자(108)는 와이어링(117)을 통하여 전력 소자 모듈(100)의 외부 핀인 제 1 에미터 단자(111) 및 제 2 에미터 단자(110)와 연결된다. 제 1 에미터 단자(111) 및 제 2 에미터 단자(110)는 전력 소자 내부의 제 1 에미터부(111-1) 및 제 2 에미터부(110-1)와도 와이어링(117)을 통하여 연결되어 있다. The temperature sensing element 108 is connected to the first emitter terminal 111 and the second emitter terminal 110 which are external pins of the power device module 100 through the wiring ring 117. The first emitter terminal 111 and the second emitter terminal 110 are connected to the first emitter section 111-1 and the second emitter section 110-1 in the power element through the wiring 117 .

한편, 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 게이트 드라이버(300)에 구동 신호를 제공하여 전력 소자 모듈(100)을 구동 시킨다. 이 경우, 구동 신호는 예컨대, PWM(Pulse Width Modulation) 신호 등이 될 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(300)에서 마이크로컨트롤러 유닛(200)으로 전송되는 각종 센싱값들, 예컨대, 전력 소자 모듈(100)에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 예컨대, PWM 신호의 듀티비 등을 변경할 수 있고, 기타 게이트 드라이버(300)의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the microcontroller unit 200 provides a driving signal to the gate driver 300 to drive the power device module 100. In this case, the driving signal may be, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal or the like. The duty ratio of the PWM signal, for example, can be changed using various sensed values transmitted from the gate driver 300 to the microcontroller unit 200, for example, current measurement values flowing in the power device module 100 , And other gate driver (300).

게이트 드라이버(300)는 마이크로컨트롤러 유닛(200)으로부터 구동 신호를 수신하여 전력 소자 모듈(100)을 구동시킬 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(300)는 온도에 따라 온도 센싱 소자(108)의 순방향 강하 전압(Vf)이 변하는 것을 이용하여 전류를 모니터링하고, 전력 소자 모듈에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 게이트 드라이버(300)는 전류 검출 회로(400)에서 출력한 전류 검출 신호에 기초하여 고장 신호를 생성할 수 있다. 게이트 드라이버(300)의 상세 동작에 대해서는 후술하기로 한다.The gate driver 300 may receive a driving signal from the microcontroller unit 200 to drive the power device module 100. Also, the gate driver 300 monitors the current by using the fact that the forward drop voltage V f of the temperature sensing element 108 varies according to the temperature, and prevents the overcurrent from flowing to the power element module. The gate driver 300 can generate a failure signal based on the current detection signal output from the current detection circuit 400. [ Detailed operation of the gate driver 300 will be described later.

전류 검출 회로(400)는 전력 소자의 제 2 에미터 단자(110)와 연결되는 션트 저항(450)을 이용하여 전력 소자 모듈에 흐르는 전류값 측정하여 게이트 드라이버에 출력할 수 있다. 상술한 전류값은 션트 저항(450)에 걸린 전압값에 기초하여 측정되며, 전류 검출 회로(400)는 게이트 드라이버(300)의 션트 저항(450)의 측정 전압값을 입력 전압 범위로 스케일링하여 게이트 드라이버(300)에 출력할 수 있다.The current detection circuit 400 may measure the current value flowing through the power device module using the shunt resistor 450 connected to the second emitter terminal 110 of the power device and output the current to the gate driver. The current value is measured based on the voltage value applied to the shunt resistor 450 and the current detection circuit 400 scales the measured voltage value of the shunt resistor 450 of the gate driver 300 into the input voltage range, And outputs it to the driver 300.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버(300)의 세부 구성을 설명한다. 설명의 편의를 위하여 본 발명은 도 2의 예시적인 상세 구성을 활용하여 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, the detailed structure of the gate driver 300 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, the present invention will be described using the exemplary detailed configuration of FIG. 2, but the present invention is not limited thereto.

도 2를 참조하면, 게이트 드라이버(300)는 전력 소자 구동부(310), 제어 신호 생성부(320), 고장 신호 출력부(330), 온도 감지부(340) 및 과전류 감지부(350)를 포함할 수 있다.2, the gate driver 300 includes a power device driver 310, a control signal generator 320, a failure signal output unit 330, a temperature sensing unit 340, and an overcurrent sensing unit 350 can do.

전력 소자 구동부(310)는 마이크로컨트롤러 유닛(200)으로부터 구동 신호를 공급받아 전력 소자 모듈(100)에 게이트 신호를 공급하여 구동시킨다. 보다 상세하게는 전력 소자 모듈(100)은 주로 스위칭 소자로 활용되며, 이 경우, 전력 소자 구동부(310)는 스위칭 소자의 게이트(112)에 구동 전압(게이트 신호)을 공급하여 해당 트랜지스터를 턴-온 시킨다. 또한, 전력 소자 구동부(310)는 제어 신호 생성부(320)와도 연결되어 고장 시 전력 소자 모듈(100)의 구동을 중단할 수 있다. The power device driving unit 310 receives a driving signal from the microcontroller unit 200 and supplies a gate signal to the power device module 100 to drive the power device module 100. [ More specifically, the power device module 100 is mainly used as a switching device. In this case, the power device driver 310 supplies a driving voltage (gate signal) to the gate 112 of the switching device, Turn on. The power device driver 310 may also be connected to the control signal generator 320 to stop the power device module 100 in the event of a failure.

제어 신호 생성부(320)는 전력 소자 구동부(310) 및 고장 신호 출력부(320)와 연결되어 있으며, 고장 신호 출력부(330)에서 인가되는 고장 신호에 기초하여 전력 소자 구동부(310)의 구동을 중단할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다. 마이크로컨트롤러 유닛(200)의 구동 신호가 PWM 신호인 경우에는, 제어 신호 생성부(320)는 마이크로컨트롤러 유닛(200)에 제어 신호를 송신하여, PWM 신호의 듀티비를 줄여서 전력 소자에 흐르는 전류가 감소하도록 제어할 수도 있다.The control signal generator 320 is connected to the power device driver 310 and the failure signal output unit 320. The control signal generator 320 drives the power device driver 310 based on a failure signal applied from the failure signal output unit 330, Can generate a control signal capable of interrupting the operation. When the driving signal of the microcontroller unit 200 is a PWM signal, the control signal generator 320 transmits a control signal to the microcontroller unit 200 to reduce the duty ratio of the PWM signal, .

고장 신호 출력부(330)는 온도 감지부(340)에서 고온임을 센싱하거나, 또는 과전류 감지부(350)에서 전력 소자 모듈(100)에 이상 과전류가 흐르는 경우를 센싱하면 고장 신호(Fault Signal)를 생성하여 제어 신호 생성부(320)에 출력할 수 있다. The fault signal output unit 330 senses a high temperature in the temperature sensing unit 340 or senses a case where abnormal overcurrent flows in the power device module 100 in the overcurrent sensing unit 350 to generate a fault signal And outputs the control signal to the control signal generator 320.

온도 감지부(340)는 전류 검출 회로(400)에서 인가된 전압값(또는 전류값)을 이용하여 전력 소자 모듈(100)이 현재 고온 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 온도 감지부(340)의 상세 구성에 대해서는 후술하기로 한다.The temperature sensing unit 340 can determine whether the power device module 100 is currently in a high temperature state by using a voltage value (or a current value) applied from the current detection circuit 400. The detailed configuration of the temperature sensing unit 340 will be described later.

과전류 감지부(350)는 전류 검출 회로(400)에서 측정된 션트 저항(450)에 걸린 전압에 기초하여, 과전류가 흐르는 경우, 즉, 션트 저항(450)에 걸린 전압이 제 2 기준 전압(Vocp) 이상인 경우에 고장 신호 출력부(350)에 과전류 신호를 출력할 수 있다. 과전류 감지부(350)는 예컨대, 비교기를 포함하고, 전류 검출 회로(400)에서 측정된 션트 저항(450)의 전압과 제 2 기준 전압(Vocp)을 비교기의 입력단에 연결하고, 양 전압을 비교하는 회로를 구성하여 구현할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.The overcurrent detecting unit 350 detects the overcurrent based on the voltage across the shunt resistor 450 measured by the current detecting circuit 400 when the overcurrent flows, that is, when the voltage across the shunt resistor 450 reaches the second reference voltage V ocp ), it is possible to output the overcurrent signal to the failure signal output unit 350. The overcurrent sensing unit 350 includes a comparator for example. The overcurrent sensing unit 350 connects the voltage of the shunt resistor 450 measured by the current sensing circuit 400 and the second reference voltage Vocp to the input of the comparator, And a circuit for comparison can be constructed. However, the present invention is not limited thereto.

이하에서는 도 3을 참조하여, 온도 감지부(340)의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the temperature sensing unit 340 will be described in detail with reference to FIG.

도 3을 참조하면, 온도 감지부(340)는 기준 전압 비교부(346), 안전 설정 신호 생성부(342) 및 타이머(344)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the temperature sensing unit 340 may include a reference voltage comparator 346, a safety setting signal generator 342, and a timer 344.

기준 전압 비교부(346)는 전류 검출 회로(400)에서 측정된 션트 저항(450)에 걸린 전압이 제 1 기준 전압(Vtemp)를 넘는 경우에 안전 설정 신호(Vsafe)를 트리거링 하기 위한 안전 트리거링 신호를 출력한다. 기준 전압 비교부(346)는 예컨대, 비교기를 포함하고, 전류 검출 회로(400)에서 측정된 션트 저항(450)의 전압과 제 1 기준 전압(Vtemp)을 비교기의 입력단에 연결하고, 양 전압을 비교하는 회로를 구성하여 구현할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.The reference voltage comparator 346 compares the reference voltage V safe with the safety reference voltage V safe when the voltage across the shunt resistor 450 measured by the current detecting circuit 400 exceeds the first reference voltage V temp And outputs a triggering signal. The reference voltage comparator 346 includes, for example, a comparator and connects the voltage of the shunt resistor 450 measured by the current detecting circuit 400 and the first reference voltage V temp to the input of the comparator, And a circuit for comparing the input signal and the output signal. However, the present invention is not limited thereto.

안전 설정 신호 생성부(342)는 기준 전압 비교부(346)에서 생성한 안전 트리거링 신호에 기초하여, 즉, 전류 검출 회로(400)에서 측정된 션트 저항(450)의 전압이 제 1 기준 전압(Vtemp)을 초과하는 경우에 안전 설정 신호(Vsafe)를 온 상태로 변화시킨다. 그러나, 고온일 경우에는 션트 저항(450)의 전압이 제 1 기준 전압(Vtemp)을 초과하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에는 안전 설정 신호(Vsafe)를 온 상태로 변화시키지 않는다. 안전 설정 신호 생성부(342)의 동작에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.The safety setting signal generating unit 342 generates the safety setting signal based on the safety triggering signal generated by the reference voltage comparing unit 346, that is, the voltage of the shunt resistor 450 measured by the current detecting circuit 400 is the first reference voltage V temp ), the safety setting signal V safe is changed to the ON state. However, when the temperature is high, the voltage of the shunt resistor 450 may not exceed the first reference voltage V temp . In this case, the safety setting signal V safe is not changed to the ON state. The operation of the safety setting signal generating unit 342 will be described later in detail.

또한, 안전 설정 신호 생성부(342)는 전력 소자 구동부(310)로부터 수신한 게이트 신호가 온 상태에서 오프 상태로 변화할 때를 검출하여 안전 설정 신호(Vsafe)를 오프 상태로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 안전 설정 신호 생성부(342)는 래치(Latch) 회로 등을 통하여 게이트 신호가 온 상태에서 오프 상태로 변화할 때 안전 설정 신호(Vsafe)를 리셋하여 오프 상태로 변화시킬 수 있으며, 또는 게이트 신호의 하강 에지를 검출하여 안전 설정 신호(Vsafe)를 오프 상태로 변화시킬 수도 있다. The safety setting signal generating unit 342 may detect when the gate signal received from the power device driving unit 310 changes from the on state to the off state and change the safety setting signal V safe to the off state . For example, the safety setting signal generator 342 can reset the safety setting signal V safe and turn it off when the gate signal changes from the on state to the off state through a latch circuit or the like , Or the falling edge of the gate signal to change the safety setting signal V safe to the off state.

타이머(344)는 게이트 신호가 온 상태로 될 때 트리거링 되어 기준 시간(Pth) 동안 안전 설정 신호(Vsafe)가 온 상태로 변화하는 지를 검출할 수 있다. 게이트 신호가 온 상태로 변화된 때로부터 기준 시간(Pth) 동안 안전 설정 신호(Vsafe)가 온 상태로 변화하지 않는 경우에는 고장 신호 출력부(330)에 온도 이상 신호를 출력할 수 있다. The timer 344 is triggered when the gate signal is turned on and can detect whether the safety setting signal V safe changes to the on state during the reference time P th . While the gate signal is not changed to the ON state based on the on-state safety setting signal (V safe) for a time (P th) from when changes in the temperature, it can be output over signal to the error signal output section 330.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 동작에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the temperature sensing device of the power device module according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.

도 4는 정상 상황, 즉, 전력 소자 모듈(100)이 낮은 온도(예컨대, 섭씨 25도) 에서 동작할 때에 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 각 부분에서의 전압 또는 전류의 변화를 나타낸 도면이다.4 shows the voltage or current at each portion of the temperature sensing device of the power device module according to an embodiment of the present invention when the power device module 100 is operating at a low temperature (e.g., 25 degrees Celsius) in a normal situation, Fig.

구동 신호의 구동 전압(VSET)은 전력 소자 모듈(100)을 구동하는 전압이다. 보다 상세하게, 전력 소자 구동부(310)는 마이크로컨트롤러 유닛(200)으로부터 구동 신호를 인가 받고, 상기 구동 신호에 기초하여 게이트 신호(구동 전압)를 생성하여 전력 소자 모듈(100) 중 하나의 전력 소자의 게이트에 출력한다. 이 때, 구동 전압(VSET)이 하이(High) 전압일 경우(게이트 신호가 온(On) 상태)에는 전력 소자 모듈(100)이 턴 온(Turn-on) 되어 모터 등의 부하에 전류를 공급할 수 있다. 구동 전압(VSET)이 로우(Low) 전압인 경우(게이트 신호가 오프(OFF) 상태)에는 전력 소자 모듈(100)이 턴 오프(turn-off) 되어 모터 등의 장치에 전류공급이 차단된다. The driving voltage V SET of the driving signal is a voltage for driving the power device module 100. More specifically, the power device driving unit 310 receives a driving signal from the microcontroller unit 200, generates a gate signal (driving voltage) based on the driving signal, Quot; At this time, when the driving voltage V SET is a high voltage (a gate signal is on), the power device module 100 is turned on, Can supply. When the driving voltage V SET is a low voltage (gate signal is OFF), the power device module 100 is turned off and the current supply to the device such as a motor is interrupted .

구동 전압(VSET)이 하이(High) 전압으로 바뀌는 때에 전력 소자 모듈(100)에 전류가 공급되기 시작(T1)하면서 전류 검출 회로(400)의 전압(Vcurrent sensor)이 상승하기 시작한다. 이 때, 전류 검출 회로(400)의 전압(Vcurrent sensor)이 제 1 기준 전압(Vtemp)에 도달하면, 안전 설정 전압 생성부(342)는 안전 설정 전압(Vsafe _set)을 하이(High) 전압으로 인가한다. 즉, 안전 설정 전압(Vsafe _set)은 온 상태가 된다. 이 경우, 타이머(344)는 기준 시간(Pth) 중에 안전 설정 전압(Vsafe _set)이 온 상태가 되었으므로, 온도 이상 신호를 고장 신호 출력부(330)에 출력하지 않는다. The voltage V current sensor of the current detecting circuit 400 begins to rise while the current starts to be supplied to the power device module 100 (T 1 ) when the driving voltage V SET is changed to the high voltage . At this time, the voltage (V current sensor), a first reference voltage (V temp) reaches a safe set voltage generation unit 342 is safe set voltage (V safe _set) of the current detection circuit 400 is high (High ) Voltage. That is, the security setting voltage (V safe _set) is in the ON state. In this case, the timer 344 is the reference time since a safety set voltage (V safe _set) in (P th) the ON state and does not output the temperature error signal to the error signal output section 330.

따라서, 도 4에서 고장 신호 출력부(330)은 온도 이상 신호 또는 과전류 신호를 수신하지 않았으므로, 고장 신호를 생성하지 않는다.Therefore, in FIG. 4, the failure signal output unit 330 does not generate the failure signal because it has not received the temperature abnormality signal or the overcurrent signal.

한편, 도 5는 고온 상황, 즉, 즉, 전력 소자 모듈(100)이 높은 온도(예컨대, 섭씨 180도)에서 동작할 때에 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 각 부분에서의 전압 또는 전류의 변화를 나타낸 도면이다.5 is a schematic diagram of the temperature sensing device in each part of the temperature sensing device of the power device module according to the embodiment of the present invention when operating at a high temperature, i.e., when the power device module 100 operates at a high temperature (for example, 180 degrees Celsius) Of FIG.

구동 전압(VSET)이 하이(High) 전압일 경우(게이트 신호가 온(On) 상태)에는 전력 소자 모듈(100)이 턴 온(Turn-on) 되어 모터 등의 부하에 전류를 공급할 수 있다. 이 때, 전력 소자 모듈(100)이 구동되면서 점차 전력 소자(106)의 온도가 상승할 수 있다. 또는 전력 소자 모듈(100)에 많은 전류가 흐르면 전력 소자(106)의 온도 상승은 더 커질 수 있다. When the driving voltage V SET is a high voltage (a gate signal is in an ON state), the power device module 100 is turned on and can supply a current to a load such as a motor . At this time, the temperature of the power device 106 may gradually increase as the power device module 100 is driven. Or if a large amount of current flows through the power device module 100, the temperature rise of the power device 106 may become larger.

한편, 전력 소자 모듈(100)에 전류가 흐름에 따라 제 2 에미터 단자(110)에 연결된 션트 저항(450)에 전류가 흐르게 되면서, 전류 검출 회로(400)의 출력 전압(Vcurrent sensor)이 상승하게 된다.The current flows through the shunt resistor 450 connected to the second emitter terminal 110 as the current flows through the power device module 100 and the output voltage V current sensor of the current detecting circuit 400 .

정상 상태에서는 전류 검출 회로(400)의 전압(Vcurrent sensor)이 제 1 기준 전압(Vtemp)에 도달하면, 안전 설정 전압 생성부(342)가 안전 설정 전압(Vsafe _set)을 하이(High) 전압으로 인가한다. 그러나, 온도가 상승하면, 제 1 에미터 단자(111) 및 제 2 에미터 단자(110)와 연결된 온도 센싱 소자(108)의 순방향 강하 전압(Vf)이 점차 낮아지게 된다. 순방향 강하 전압(Vf)이 일정 전압 이하로 낮아지게 되면, 션트 저항(450)에 걸리는 전압갑이 온도 센싱 소자(108)에 의하여 클램핑(clamping) 되어 일정 전압 이상 올라가지 못하게 된다(505).A voltage (V current sensor), a first reference voltage (V temp), security-setting voltage generator 342, a security setting voltage (V safe _set) is reached in the steady state the current detection circuit 400 is high (High ) Voltage. However, when the temperature rises, the forward drop voltage V f of the temperature sensing element 108 connected to the first emitter terminal 111 and the second emitter terminal 110 gradually decreases. When the forward drop voltage V f drops below a predetermined voltage, the voltage applied to the shunt resistor 450 is clamped by the temperature sensing element 108 so that it can not rise above a predetermined voltage 505.

이 때, 고온에서 전류 검출 회로(400)의 출력 전압(Vcurrent sensor)이 온도 센싱 소자(108)의 클램핑에 의하여 제 1 기준 전압(Vtemp)에 도달하지 못하는 상황(505)이 발생하게 된다. 이 경우, 안전 설정 전압 생성부(342)는 안전 설정 전압(Vsafe _set)을 하이(High) 전압을 인가하지 못하게 되며, At this time, a situation 505 occurs in which the output voltage V current sensor of the current detection circuit 400 does not reach the first reference voltage V temp due to the clamping of the temperature sensing element 108 at a high temperature . In this case, the security setting voltage generator 342 and the safety set voltage (V safe _set) prevents applying a high (High) voltage,

이 때, 타이머(344)는 기준 시간(Pth) 내에 안전 설정 전압(Vsafe _set)이 온 상태가 되지 못하면, 온도 이상 신호를 고장 신호 출력부(330)에 출력한다. 그리고, 고장 신호 출력부(330)은 고장 신호(Fault Signal)으로서 하이 전압을 인가하게 된다. At this time, the timer 344 is a reference time (P th) in a does not have a safety set voltage (V safe _set) the on-state, and outputs a temperature signal over the error signal output section 330. Then, the fault signal output unit 330 applies a high voltage as a fault signal.

이 때, 제어 신호 생성부(320)은 제어 신호를 생성하여 전력 소자 구동부(310)에 제어 신호를 출력하여 전력 소자의 구동을 중단하거나, 마이크로프로세서 유닛을 통하여 구동 신호를 조절하여, 예컨대, PWM 신호의 듀티비를 감소시켜 모터에 흐르는 전류의 공급을 감소시킬 수 있다.At this time, the control signal generator 320 generates a control signal and outputs a control signal to the power device driver 310 to stop the driving of the power device, or adjust the driving signal through the microprocessor unit, The duty ratio of the signal can be reduced to reduce the supply of the current flowing in the motor.

도 6은 과전류 상황, 즉, 즉, 전력 소자 모듈(100)에 과전류가 흐른 경우에 본 발명의 실시예에 따른 전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치의 각 부분에서의 전압 또는 전류의 변화를 나타낸 도면이다.6 is a graph showing changes in voltage or current in each portion of the temperature sensing device of the power device module according to the embodiment of the present invention in an overcurrent situation, that is, when an overcurrent flows in the power device module 100 .

게이트 신호가 온(On) 상태에서 전력 소자 모듈(100)이 턴 온(Turn-on) 되어 부하에 전류가 공급되면, 제 2 에미터 단자(110)에 연결된 션트 저항(450)에 전류가 흐르게 되면서, 전류 검출 회로(400)의 출력 전압(Vcurrent sensor)이 상승하게 된다.When the power device module 100 is turned on when a gate signal is turned on and current is supplied to the load, a current flows through the shunt resistor 450 connected to the second emitter terminal 110 The output voltage (V current sensor ) of the current detection circuit 400 rises.

이 때, 과전류 감지부(350)는 전류 검출 회로(400)의 출력 전압(Vcurrent sensor)이 제 2 기준 전압(VOCP) 보다 높은 경우, 과전류 신호를 고장 신호 출력부(330)에 출력한다. 그리고, 고장 신호 출력부(330)은 고장 신호(Fault Signal)으로서 하이 전압을 인가하게 된다. At this time, the overcurrent sensing unit 350 outputs the overcurrent signal to the failure signal output unit 330 when the output voltage V current sensor of the current detection circuit 400 is higher than the second reference voltage V OCPC . Then, the fault signal output unit 330 applies a high voltage as a fault signal.

이 때, 제어 신호 생성부(320)은 제어 신호를 생성하여 전력 소자 구동부(310)에 제어 신호를 출력하여 전력 소자의 구동을 중단하거나, 마이크로프로세서 유닛을 통하여 구동 신호를 조절하여, 예컨대, PWM 신호의 듀티비를 감소시켜 모터에 흐르는 전류의 공급을 감소시킬 수 있다.At this time, the control signal generator 320 generates a control signal and outputs a control signal to the power device driver 310 to stop the driving of the power device, or adjust the driving signal through the microprocessor unit, The duty ratio of the signal can be reduced to reduce the supply of the current flowing in the motor.

한편, 본 실시예에서는 온도 감지부(320) 및 과전류 감지부(350)가 게이트 드라이버(300) 내에 탑재되는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 온도 감지부(320) 및 과전류 감지부(350)는 전류 검출 회로(400) 내에 탑재할 수도 있으며, 별도 외부 회로로 설치할 수도 있다. In this embodiment, the temperature sensing unit 320 and the overcurrent sensing unit 350 are mounted in the gate driver 300, but the present invention is not limited thereto. The temperature sensing unit 320 and the overcurrent sensing unit 350 may be mounted in the current detection circuit 400 or may be separately provided as an external circuit.

따라서, 본 발명에 따르면, 전력 소자 모듈의 외부 핀 개수의 감소로, 모듈 원가 절감 효과 발생하고, 외부 핀간 단락 고장(Pin-short) 등을 방지하여 전력 소자 모듈의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the module cost by reducing the number of external pins of the power device module, prevent short-circuit between external pins, and improve the reliability of the power device module.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being limited to the embodiments described, and it is intended that the scope of the present invention encompasses not only the following claims, but also equivalents thereto.

100: 전력 소자 모듈
200: 마이크로컨트롤러 유닛
300: 게이트 드라이버
400: 전류 검출 회로
450: 션트 저항 100: Power device module
200: Microcontroller unit
300: gate driver
400: current detection circuit
450: Shunt resistance

Claims (11)

마이크로컨트롤러 유닛으로부터 구동 신호를 공급받아 게이트 신호를 제공하는 게이트 드라이버;
상기 게이트 신호를 수신하는 게이트 단자, 접지부와 연결되는 제 1 에미터 단자, 제 2 에미터 단자 및 상기 제 1 에미터 단자와 상기 제 2 에미터 단자 사이에 연결된 온도 센싱 소자를 포함하는 전력 소자; 및
상기 제 2 에미터 단자에 연결된 션트 저항에 걸린 전압을 측정하는 전류 검출 회로;를 포함하며,
상기 게이트 드라이버는 상기 전류 검출 회로의 출력 전압이 상기 게이트 신호가 온(On) 상태가 될 때부터 기준 시간 이내에 제 1 기준 전압까지 도달하지 못하는 경우에 온도 이상 신호를 출력하는 온도 감지부를 포함하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
A gate driver receiving a driving signal from the microcontroller unit and providing a gate signal;
And a temperature sensing element connected between the first emitter terminal and the second emitter terminal, a second emitter terminal connected to the ground terminal, a second emitter terminal, and a temperature sensing element connected between the first emitter terminal and the second emitter terminal, ; And
And a current detection circuit for measuring a voltage across the shunt resistor connected to the second emitter terminal,
Wherein the gate driver includes a temperature sensing unit for outputting a temperature abnormality signal when the output voltage of the current sensing circuit does not reach the first reference voltage within the reference time from when the gate signal becomes on,
Temperature sensing device of power device module.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 감지부는,
상기 전류 검출 회로의 출력 전압과 상기 제 1 기준 전압을 비교하여 안전 설정 트리거링 신호를 출력하는 기준 전압 비교부;
상기 안전 설정 트리거링 신호에 기초하여 안전 설정 신호를 하이 전압으로 설정하고, 상기 게이트 신호가 온 상태에서 오프(Off) 상태로 변화되면 상기 안전 설정 신호를 로우 전압으로 설정하는 안전 설정 신호 생성부; 및
상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간까지의 시간을 측정하는 타이머를 포함하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature sensing unit comprises:
A reference voltage comparison unit comparing the output voltage of the current detection circuit with the first reference voltage to output a safety setting triggering signal;
A safety setting signal generating unit for setting a safety setting signal to a high voltage based on the safety setting triggering signal and setting the safety setting signal to a low voltage when the gate signal changes from an on state to an off state; And
And a timer for measuring a time from when the gate signal is turned on to the reference time,
Temperature sensing device of power device module.
제 2 항에 있어서,
상기 타이머는 상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간 이내에 상기 안전 설정 신호가 온 상태가 되지 않는 경우에 상기 온도 이상 신호를 출력하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the timer outputs the temperature abnormality signal when the safety setting signal is not turned on within the reference time from when the gate signal is turned on,
Temperature sensing device of power device module.
제 3 항에 있어서,
상기 타이머는 상기 게이트 신호가 온 상태가 되는 때부터 상기 기준 시간 이내에 상기 안전 설정 신호가 온 상태가 되면 상기 온도 이상 신호를 출력하지 않는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
The method of claim 3,
Wherein the timer does not output the temperature abnormality signal when the safety setting signal is turned on within the reference time from when the gate signal is turned on,
Temperature sensing device of power device module.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 센싱 소자는 온도가 상승하면, 순방향 강하 전압이 낮아지는 소자인,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
The method according to claim 1,
The temperature sensing element is a device that lowers the forward voltage drop when the temperature rises.
Temperature sensing device of power device module.
제 5 항에 있어서,
상기 션트 저항에 걸리는 전압은 상기 순방향 강하 전압이 낮아지면 상기 온도 센싱 소자에 의하여 클램핑(clamping) 되도록 구성되는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the voltage across the shunt resistor is configured to be clamped by the temperature sensing element when the forward drop voltage is low,
Temperature sensing device of power device module.
제 5 항에 있어서,
상기 온도 센싱 소자는 제너 다이오드인,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the temperature sensing element is a zener diode,
Temperature sensing device of power device module.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는 상기 전류 검출 회로의 출력 전압이 제 2 기준 전압 이상일 경우에 과전류 신호를 출력하는 과전류 감지부 및 상기 과전류 신호 또는 상기 온도 이상 신호에 기초하여 고장 신호를 출력하는 고장 신호 출력부를 더 포함하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gate driver further includes an overcurrent sensing unit that outputs an overcurrent signal when the output voltage of the current detection circuit is equal to or higher than a second reference voltage and a fault signal output unit that outputs a fault signal based on the overcurrent signal or the temperature abnormality signal doing,
Temperature sensing device of power device module.
제 8 항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는 상기 전력 소자를 구동하는 전력 소자 구동부 및 상기 고장 신호에 기초하여 상기 전력 소자 구동부를 제어하는 제어 신호 생성부를 더 포함하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the gate driver further comprises a power device driver for driving the power device and a control signal generator for controlling the power device driver based on the failure signal,
Temperature sensing device of power device module.
제 9 항에 있어서,
상기 제어 신호 생성부는 상기 전력 소자 구동부의 구동을 중단하도록 제어하거나 또는 상기 전력 소자에 공급되는 전류가 감소하도록 상기 전력 소자 구동부를 제어하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the control signal generator controls the power device driver to stop driving the power device driver or controls the power device driver to reduce a current supplied to the power device,
Temperature sensing device of power device module.
제 9 항에 있어서,
상기 구동 신호는 PWM 신호이며, 상기 제어 신호 생성부는 상기 PWM 신호의 듀티비가 감소하도록 상기 전력 소자 구동부를 제어하는,
전력 소자 모듈의 온도 센싱 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the drive signal is a PWM signal and the control signal generator controls the power device driver to reduce a duty ratio of the PWM signal,
Temperature sensing device of power device module.
KR1020160168549A 2016-12-12 2016-12-12 An apparatus and a method for sensing temperature of power device module KR101887906B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160168549A KR101887906B1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 An apparatus and a method for sensing temperature of power device module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160168549A KR101887906B1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 An apparatus and a method for sensing temperature of power device module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180067130A true KR20180067130A (en) 2018-06-20
KR101887906B1 KR101887906B1 (en) 2018-08-13

Family

ID=62769616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160168549A KR101887906B1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 An apparatus and a method for sensing temperature of power device module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101887906B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102343296B1 (en) 2019-11-28 2021-12-24 현대모비스 주식회사 Motor drive system with correction function of temperature deviation of igbt module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013219633A (en) * 2012-04-10 2013-10-24 Fuji Electric Co Ltd Circuit for driving power transistor
JP2016187296A (en) * 2016-05-13 2016-10-27 三菱電機株式会社 Switching element drive circuit, power module and motor car

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013219633A (en) * 2012-04-10 2013-10-24 Fuji Electric Co Ltd Circuit for driving power transistor
JP2016187296A (en) * 2016-05-13 2016-10-27 三菱電機株式会社 Switching element drive circuit, power module and motor car

Also Published As

Publication number Publication date
KR101887906B1 (en) 2018-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10036771B2 (en) Circuit arrangement
US8687332B2 (en) Transistor circuit with protecting function
JP4621231B2 (en) Power supply protection device and electronic control device
US9667061B2 (en) Semiconductor element drive device
US9660512B2 (en) Electronic device for acquiring specific information of respective switching elements
EP2887546B1 (en) Monitoring method and device for power semiconductor switch
US20130120030A1 (en) Semiconductor device measuring voltage applied to semiconductor switch element
KR102031532B1 (en) Control device for semiconductor switch on an inverter and method for the actuation of an inverter
EP2466750A1 (en) Load drive control device and load drive control method
KR101949509B1 (en) An Apparatus and A Method For Testing A Motor Driving IC
US9436193B2 (en) Electric system comprising a load driving apparatus by auto-recovery mode, and method of operating the apparatus
US7768759B2 (en) Control circuit of semiconductor device having over-heat protecting function
US11611205B2 (en) Triggering circuit and electronic fuse device incorporating the same
EP4203314A1 (en) Over current protection for negative load current of power device gate drivers
EP3340464B1 (en) Circuit and system for driving switching modules
KR101856694B1 (en) An Apparatus And A Method For Testing A Low-side Driving IC
US9207691B2 (en) Control apparatus for semiconductor switches of an inverter, and method for driving an inverter
KR101807300B1 (en) An apparatus and a method for sensing temperature of power device module
KR101887906B1 (en) An apparatus and a method for sensing temperature of power device module
CN216300786U (en) Discharge circuit of motor controller
JP2019198171A (en) Power supply device
US20140320162A1 (en) Wiring state detection device and intelligent power module
CN108075447A (en) The short-circuit detecting of inverter sensor input and prevention
CN110797836B (en) Circuit for switching power supply in motor driver, operation method and motor driving circuit system
KR20190048707A (en) Power Semiconductor Chip

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant