CN105190270A - 用于对保护电子元器件以防过热的设备进行测试的装置和附属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对保护电子元器件(6)以防过热的设备进行测试的装置以及方法，其中，设备(1)包括与电子元器件(6)形成热连接的温度传感器(2)和针对电子元器件(6)的第一控制电路(4)，其中，温度传感器(2)与第一控制电路(4)电连接，其中，该装置具有与温度传感器(2)热连接的加热元件(3)，该加热元件可以借助第二控制电路(7)来操控。

Description

用于对保护电子元器件以防过热的设备进行测试的装置和附属的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对保护电子元器件以防过热的设备进行测试的装置和附属的方法。
背景技术
在集成半导体电路运行时，至少一部分电功率转换为热量。在特定的条件下，例如在半导体芯片过载、短路、外加热的情况下，这可能导致不期望的温度过高。为了检测温度过高，并且为了保护集成半导体电路，这些集成半导体电路通常具有温度保护设备。但该温度保护设备必须满足不同的要求。
在带功率开关的电路装置中(功率开关设计用于接通负载，例如直流电机、异步电机或类似装置)，在负载回路中可能发生短路，由于这种短路可能损坏功率开关或甚至要接通的负载。为了保护功率开关，该功率开关设有一个或多个温度传感器，其信号被评估电路评估，并且温度传感器在导致功率开关中的强烈的温度上升的短路出现时断开功率开关。在超过预定的温度阈值的情况下，功率开关被断开，并且因此受到保护以防损毁。通常构造为电阻、二极管或晶体管传感器的温度传感器在此优选集成在相应的热点附近，也就是功率开关的最热的部位附近。温度传感器的信号于是由评估电路以如下方式来处理，即，一旦紧邻温度传感器的温度超过预先确定的温度阈值，就断开功率开关或至少减小功率，该温度阈值依赖于相应的应用并且通常超过150℃。
由DE10107386C1公知了一种用于保护集成电路以防温度过高的装置，其带有至少一个识别集成电路故障的探测设备、至少一个温度传感器和逻辑设备，其中，温度传感器检测至少一部分集成电路的温度，逻辑设备按照检测到的故障和/或检测到的温度确定故障运行，并且在正常运行时给温度传感器分配第一温度切换级HTL，并且在故障运行时给温度传感器分配更低的第二温度切换级。此外，由DE10107386C1公知了带这种装置的集成电路以及用于保护集成电路以防温度过高的方法。
用于保护功率开关以防过热的电路装置由EP0208970B1公知。为了在出现温度过高时保护功率MOSFET，第二半导体主体粘贴到包含功率MOSFET的半导体主体上，该第二半导体主体包含温度传感器电路和半导体开关。两个半导体主体彼此形成热接触，从而可以检测到温度传感器电路中的功率MOSFET的半导体主体内出现温度过高。第二半导体主体内的电子开关，例如闸流管接在功率MOSFET的源极与漏极之间。如果MOSFET内部的温度由于过载或高的环境温度而升高，那么包含在第二半导体主体内的电子开关使MOSFET的栅极与源极短路，从而之前在接通状态下位于MOSFET的源极与栅极之间的电压崩溃并且关断MOSFET。
由现有技术公知的电路装置的缺点是：温度传感器的功能在正常运行时无法进行测试。
发明内容
本发明的任务是提出一种电路，利用该电路可以测试温度传感器和与温度传感器连接以保护电子元器件以防过热的电路。另一任务是说明一种方法。
该任务利用根据提出的独立权利要求1的特征的装置来解决，并且利用提出的权利要求4的特征来解决。本发明的有利设计方案是从属权利要求的主题。
本发明从用于保护电子元器件以防过热的设备出发。电子元器件例如可以是控制仪器的、例如用于机动车的变速器控制仪器的一部分。该设备包括温度传感器，该温度传感器与电子元器件形成热连接或接触。该热连接例如可以通过如下方式来实现，即，将温度传感器借助导热的粘合剂施装到电子元器件上。电子元器件也可以是施装在电路板上的半导体主体，其中，温度传感器也可以与电路板形成热连接或热接触。因此接下来，电子元器件一方面理解为任意类型的产生热量的半导体主体，例如集成电路或晶体管，并且也可以理解为承载该半导体主体的承载板，例如电路板。
电子元器件与第一控制电路连接。该控制电路可以是微控制器，该微控制器主要控制电子元器件的电流和电压供应。但控制电路也可以接收和处理由电子元器件产生的信号和/或数据。温度传感器与第一控制电路电连接。因此可能的是，第一控制电路可以接收和处理温度传感器的信号和数据。
根据本发明，存在有加热元件，其与温度传感器热连接。热连接例如可以通过使用导热的粘合剂实现，借助该粘合剂将加热元件施装到温度传感器上。但也可能的是，加热元件集成到温度传感器中。加热元件与第二控制电路连接。该第二控制电路控制加热元件的电流和电压供应。
在本发明的一个优选实施方式中，存在有用于存储温度传感器的加热曲线的机构。适宜地，第一控制电路被设置用于可以存储从温度传感器传递到第一控制电路的依赖于温度的信号。
在本发明的另一优选实施方式中，存在有用于检验电子元器件的接通状态的机构。适宜地，第一控制电路被设置用于可以确定电子元器件的运行状态。
根据本发明的用于对保护电子元器件以防过热的设备进行测试的方法包括如下方法步骤：
a)提供用于保护电子元器件的设备，其中，设备包括温度传感器和与电子元器件形成热连接的温度传感器，
b)提供与温度传感器形成热连接的加热元件，
c)借助加热元件将温度传感器加热到额定温度，
d)将温度传感器的额定温度与实际温度进行比较，
e)当温度传感器的实际温度超过额定温度时，断开电子元器件。
在方法步骤d)中，将温度传感器加热到额定温度可以适宜地在电子元器件运行期间进行。方法步骤c)、d)和e)可以以不同的时间间隔，在监控过热的电路或电子元器件运行期间进行。方法步骤显然也可以在电子元器件的启动过程中，换言之在接通时进行。
附图说明
随后借助附图详细阐述本发明。其中：
图1示出带过热保护的原理性的电路装置；
图2示出温度保护电路的一般化的实施例。
具体实施方式
图1示出原理性的电路装置，其具有用于保护电路装置以防过热的装置。在图1中，电路装置用1标识。电路装置1具有电子元器件6。该电子元器件6例如是功率电路或半导体元件，其在运行时通过损耗功率产生热量。电子元器件6显然也可以是带多个电子元器件6的电路板。
紧挨着电子元器件6，适宜地以直接与电子元器件6热连接的方式，电路装置1具有温度传感器2。该温度传感器2借助导热连接，例如借助导热粘合剂施装到电子元器件6上。但是，温度传感器2也可以布置在电子元器件6内部，换言之，集成在电子元器件6内。
此外，电路装置1具有第一控制设备4。该第一控制设备4与温度传感器2连接。控制设备还与针对电子元器件6的电流和电压供应装置5连接。控制设备4在此被构造成可以存储由温度传感器2测得的温度值。此外，控制设备4还被构造成在测得的温度超过预定的阈值时切断针对电子元器件6的电流和电压供应装置5，并且由此防止电子元器件6进一步过热。
此外，电路装置1具有加热元件3，其与温度传感器2形成热接触。该加热元件3也可以集成到温度传感器2中。也可能的是，加热元件3、温度传感器2和电子元器件6集成在一个构件中。
加热元件3与第二控制设备7连接。该第二控制设备7被构造成给加热元件3供应电流和电压。第二控制设备7和第一控制设备4可以适宜地形成一个控制设备。
图2示出温度保护电路的一般化的实施例，还将对其结构和功能作用进行详细描述。
其结构基本上相应于图1的结构，其中，加热元件3与温度传感器2形成热耦合，其中，温度传感器2又与电子元器件6形成热耦合。
温度传感器2测量电子元器件6，例如功率电路的温度，该温度通过自加热和/或外加热升高。比较器9将温度传感器2的温度与阈值发生器8的阈值(例如130℃)进行比较。该阈值发生器8也可以集成到控制设备4中。如果温度超过阈值，那么比较器9经由晶体管10断开功率电路6，并且保护电路1以防过热。随后又可以冷却电路6，直到温度传感器2的温度又降到阈值发生器8的阈值之下。于是，比较器9又经由晶体管10接通功率电路6。断开在此以如下方式进行，即，使其切断通向功率电路6的电流和电压供应装置5。
比较器9通常具有滞后现象。
经由第一控制设备4(例如微控制器)上的AD转换器输入端13和14可以测量当前的温度和开关阈值。经由微控制器4的AD转换器输入端15，微控制器4可以检验功率电路6是否断开。如果没有断开，那么微控制器4可以附加地经由晶体管11断开功率电路6。
功率电路6的断开经由加热元件3的第二控制设备7触发。在图2中，第二控制设备7集成到第一控制设备4(微控制器)中。微控制器4的输出端12操控晶体管17，在该晶体管上又接有加热元件3。该加热元件3将温度传感器2加热到可预定的温度，例如130℃。如果比较器9识别出温度传感器2的温度超过阈值发生器8的阈值，那么比较器9经由晶体管10关断功率电路6。断开可以利用微控制器4上的AD转换器输入端15来控制。如果经由输入端15识别出功率电路6没有被断开，那么像上面描述的那样，可以经由微控制器4和晶体管11上的输出端16附加地断开针对功率电路6的电流和电压供应装置5。
经由微控制器4上的输入端14，可以在接通加热元件3的情况下绘制温度传感器2的加热曲线，并且检验可靠性。例如可以检验温度传感器2是否在设定的时间窗内达到特定的温度。
附图标记列表
1电路装置
2温度传感器
3加热元件
4第一控制设备
5电流和电压供应装置
6电子元器件
7第二控制设备
8阈值发生器
9比较器
10晶体管
11晶体管
12用于加热元件的控制设备的输出端
13第一控制设备至阈值发生器的输入端
14第一控制设备至温度传感器的输入端
15检验输入端
16断开输出端
17晶体管

Claims (4)

1.一种用于对保护电子元器件(6)以防过热的设备进行测试的装置，其中，所述设备(1)包括与所述电子元器件(6)形成热连接的温度传感器(2)和针对所述电子元器件(6)的第一控制电路(4)，其中，所述温度传感器(2)与所述第一控制电路(4)电连接，其特征在于，所述装置具有与所述温度传感器(2)热连接的加热元件(3)，所述加热元件能借助第二控制电路(7)来操控。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，存在有用于存储所述温度传感器(2)的加热曲线的机构(4、14)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，存在有用于检验所述电子元器件(6)的接通状态的机构(4、15)。
4.一种用于对保护电子元器件(6)以防过热的设备进行测试的方法，所述方法包括如下方法步骤：
提供用于保护电子元器件(6)的设备，其中，所述设备包括温度传感器(2)和与所述电子元器件(6)形成热连接的温度传感器(2)；
提供与所述温度传感器(2)形成热连接的加热元件(3)；
借助所述加热元件将所述温度传感器(2)加热到额定温度；
将所述温度传感器(2)的额定温度与实际温度进行比较；
当所述温度传感器(2)的实际温度超过额定温度时，断开所述电子元器件(6)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705923A (zh) * 2013-09-22 2016-06-22 微软技术许可有限责任公司 监视设备的表面温度
CN108172567A (zh) * 2017-12-21 2018-06-15 刘梦思 一种具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625455C1 (ru) * 2013-08-28 2017-07-14 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Устройство определения анормальности датчика
US9521246B2 (en) * 2014-06-03 2016-12-13 Mediatek Inc. Thermal control method and thermal control system
US9817454B2 (en) * 2015-10-15 2017-11-14 Mediatek Inc. Apparatus and method for dynamic thermal management of integrated circuit
FR3105411A1 (fr) * 2019-12-19 2021-06-25 Psa Automobiles Sa Dispositif de mesure à deux sondes de température pour un véhicule

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009047812A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Ansaldo Segnalamento Ferroviario S.P.A. Fail-safe temperature detection device
CN101507073A (zh) * 2006-09-06 2009-08-12 西门子公司 用于装置（尤其是电动机）的热过载保护电路
CN201886264U (zh) * 2010-11-17 2011-06-29 宜兴市普天视电子有限公司 遥控室内水平云台
CN102298406A (zh) * 2011-08-24 2011-12-28 张克勇 电加热器及其控制装置
CN202395414U (zh) * 2011-09-22 2012-08-22 瑞侃电子(上海)有限公司 电路保护器件及包含该器件的电子电路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50113483U (zh) * 1974-02-25 1975-09-16
JPS59149034U (ja) * 1983-03-28 1984-10-05 東洋電機製造株式会社 測温素子監視装置
EP0208970B1 (de) 1985-07-09 1990-05-23 Siemens Aktiengesellschaft MOSFET mit Temperaturschutz
DE3638131A1 (de) * 1986-11-08 1988-05-11 Audi Ag Kuehlsystem einer wassergekuehlten fahrzeug-brennkraftmaschine
DE19728281C1 (de) * 1997-07-02 1998-10-29 Siemens Ag Zwei-Chip-Leistungs-IC mit verbessertem Kurzschlußverhalten
US6508584B2 (en) * 1999-02-23 2003-01-21 Intel Corporation Method and apparatus for testing a temperature sensor
DE10107386C1 (de) 2001-02-16 2002-08-22 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung mit Temperaturschutz und Verfahren
DE10135805A1 (de) * 2001-07-23 2003-02-13 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung einer Zuverlässigkeit von integrierten Halbleiterbauelementen bei hohen Temperaturen
US7035031B2 (en) * 2001-11-26 2006-04-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Installation of heater into hard disk drive to improve reliability and performance at low temperature
JP2006237331A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Nissan Motor Co Ltd 過温度検出回路及び過温度保護回路
US7551411B2 (en) * 2005-10-12 2009-06-23 Black & Decker Inc. Control and protection methodologies for a motor control module
US7841771B2 (en) * 2006-07-13 2010-11-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Self-validating thermocouple
JP4940938B2 (ja) * 2006-12-25 2012-05-30 株式会社島津製作所 熱式質量流量計
DE102008001143A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Generierung von Ersatzwerten für Messwerte in einer Steuerung
US8529126B2 (en) * 2009-06-11 2013-09-10 Rosemount Inc. Online calibration of a temperature measurement point
US8296093B2 (en) * 2009-12-30 2012-10-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with thermal fault detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101507073A (zh) * 2006-09-06 2009-08-12 西门子公司 用于装置（尤其是电动机）的热过载保护电路
WO2009047812A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Ansaldo Segnalamento Ferroviario S.P.A. Fail-safe temperature detection device
CN201886264U (zh) * 2010-11-17 2011-06-29 宜兴市普天视电子有限公司 遥控室内水平云台
CN102298406A (zh) * 2011-08-24 2011-12-28 张克勇 电加热器及其控制装置
CN202395414U (zh) * 2011-09-22 2012-08-22 瑞侃电子(上海)有限公司 电路保护器件及包含该器件的电子电路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705923A (zh) * 2013-09-22 2016-06-22 微软技术许可有限责任公司 监视设备的表面温度
CN105705923B (zh) * 2013-09-22 2018-07-17 微软技术许可有限责任公司 监视设备的表面温度
US10488873B2 (en) 2013-09-22 2019-11-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Monitoring surface temperature of devices
CN108172567A (zh) * 2017-12-21 2018-06-15 刘梦思 一种具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块

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Publication number Publication date
DE102013204467A1 (de) 2014-09-18
JP2016509243A (ja) 2016-03-24
WO2014139745A1 (de) 2014-09-18
US20160003688A1 (en) 2016-01-07

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