JP2003130920A - Repetitive durability-testing method and apparatus of power module - Google Patents
Repetitive durability-testing method and apparatus of power moduleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
の耐久性能を試験する繰返し耐久試験装置および試験方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repeating durability test apparatus and a testing method for testing durability performance of a power module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、パワーモジュールの耐久性能を試
験する装置として、定電流定電圧の電源を備え、電源か
らパワーモジュールに通電可能な回路を構成し、試験す
べきパワーモジュールのゲートに予め定められた時間Ｏ
Ｎ信号を入力することによって、パワーモジュールに一
定電流を前記予め定められた時間だけ通電してパワーモ
ジュールの温度を上昇させ、その後パワーモジュールの
ゲートに予め定められた時間ＯＦＦ信号を入力すること
によって、パワーモジュールへの通電を遮断して温度を
下降させるものがある。この従来の試験装置は、前述し
たようなパワーモジュールの温度上昇と下降とを１サイ
クルとして指定サイクル数を繰返し、パワーモジュール
の素子および接合部の局所発熱に基づく熱応力に対する
耐久性能の評価を行うものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for testing the durability performance of a power module, a power supply of constant current and constant voltage is provided, a circuit capable of energizing the power module from the power supply is constructed, and the gate of the power module to be tested is predetermined Given time O
By inputting an N signal, a constant current is applied to the power module for the predetermined time to raise the temperature of the power module, and then an OFF signal is input to the gate of the power module for a predetermined time. , There is one that cuts off the power to the power module to lower the temperature. This conventional test apparatus repeats a specified number of cycles with the temperature rise and fall of the power module as one cycle as described above, and evaluates the durability performance against the thermal stress due to the local heat generation of the element and the joint of the power module. It is a thing.
【０００３】しかしながらパワーモジュールの素子およ
び接合部などの電気的特性たとえば全抵抗値などは試験
サイクル数の増加とともに経時変化する。このことによ
ってパワーモジュールのゲートに入力されるＯＮ信号の
時間が予め定められた時間に固定されたままであると、
パワーモジュールの昇温する温度が試験サイクル数の増
加に伴って変化するので、パワーモジュールの耐久性能
評価を精度良く得ることができないという問題があっ
た。However, the electrical characteristics of the elements and junctions of the power module, such as the total resistance value, change with time as the number of test cycles increases. As a result, if the time of the ON signal input to the gate of the power module remains fixed at the predetermined time,
Since the temperature rise of the power module changes as the number of test cycles increases, there is a problem that the durability performance evaluation of the power module cannot be obtained accurately.
【０００４】この問題を解決するべく改善された技術と
して、パワーモジュールのゲートにＯＮ信号が入力され
ている状態でパワーモジュールの出力電圧を検出し、こ
のパワーモジュールの出力電圧が高い場合にはＯＮ信号
を入力する時間を短縮し、出力電圧が低い場合にはＯＮ
信号を入力する時間を延長し、各試験サイクルにおける
パワーモジュールの上昇温度が均一になるように制御す
る試験装置が案出されており、またパワーモジュールに
温度センサの設けられているものでは、温度センサの検
出出力に応答し、パワーモジュールのゲートに入力する
ＯＮ／ＯＦＦ信号の動作制御を行い、各試験サイクルに
おけるパワーモジュールの上昇温度が均一になるように
制御する試験装置が案出されている。As an improved technique for solving this problem, the output voltage of the power module is detected in a state where the ON signal is input to the gate of the power module, and when the output voltage of the power module is high, the ON voltage is turned on. ON when signal input time is shortened and output voltage is low
A test device has been devised that extends the time to input a signal and controls the temperature rise of the power module in each test cycle to be uniform. A test device has been devised which controls the ON / OFF signal input to the gate of the power module in response to the detection output of the sensor to control the temperature rise of the power module to be uniform in each test cycle. .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような改善された試験装置においてもなお次のような問
題がある。従来のパワーモジュールの耐久試験装置で
は、複数のパワーモジュールの耐久性能を同時に試験す
ることができるけれども、同一仕様の複数のパワーモジ
ュールを同一条件の下において評価することを目的とし
ているので、同一仕様の複数のパワーモジュールを個々
に異なる条件で同時に耐久性能を試験し、または仕様が
それぞれ異なる複数のパワーモジュールをそれぞれ異な
る条件で同時に耐久性能を試験することができないとい
う問題がある。However, the improved test apparatus as described above still has the following problems. The conventional power module endurance tester can simultaneously test the endurance performance of multiple power modules, but the purpose is to evaluate multiple power modules with the same specifications under the same conditions. There is a problem that it is not possible to simultaneously test the durability performance of a plurality of power modules under different conditions or to simultaneously test the durability performance of a plurality of power modules having different specifications.
【０００６】また、パワーモジュールの耐久性能の評価
試験を行うに際して用いられる前述した指定サイクル数
には、たとえば１×１０6サイクルといった長いサイク
ル数が選択される。このようにパワーモジュールの耐久
性能試験には、長いサイクル数が用いられるので、１サ
イクルあたりの時間を短くし、トータルの試験時間をで
きる限り短縮することが要求されている。Further, a long cycle number such as 1 × 10 6 cycles is selected as the designated cycle number used in the evaluation test of the durability performance of the power module. As described above, since a long number of cycles is used for the durability test of the power module, it is required to shorten the time per cycle to shorten the total test time as much as possible.
【０００７】したがって一般的に加速試験が多用されて
おり、できる限り加速するために発熱体であるパワーモ
ジュールの素子を最大限に発熱させる方法が採られてい
る。しかしながら、パワーモジュールを発熱させて昇温
させる温度にも限界があり、パワーモジュールの素子ジ
ャンクション温度以下でなければならない。何故なら
ば、パワーモジュールが不所望に高い温度に曝されて素
子ジャンクションが損壊すると、耐久試験を継続するこ
とが不可能となるので、パワーモジュールが実際に使用
されるであろう温度範囲内における耐久性能を評価した
ことにならないからである。Therefore, generally, the acceleration test is frequently used, and a method of maximally generating heat from the element of the power module, which is a heating element, is adopted in order to accelerate as much as possible. However, there is a limit to the temperature at which the power module is heated to raise its temperature, and it must be below the element junction temperature of the power module. This is because if the power module is exposed to an undesirably high temperature and the element junction is damaged, it becomes impossible to continue the durability test. Therefore, in the temperature range in which the power module will be actually used, This is because the durability performance is not evaluated.
【０００８】実用のパワーモジュールには、温度センサ
を伴わないものも多数ある。温度センサを伴わないパワ
ーモジュールの耐久性能を試験する場合、別途熱電対を
設けなければならないけれども、パワーモジュールの素
子上に熱電対を別途設けることは難しいので、熱電対は
パワーモジュールの素子の付近に配置される。パワーモ
ジュールの構造および素子と熱電対との熱応力に対する
劣化特性の相違によって、試験サイクルの進捗に伴い熱
電対が検出する温度とパワーモジュールの素子温度との
間に誤差が生じる。したがって、熱電対の検出出力に応
答してパワーモジュールの耐久試験温度を制御していた
のでは、パワーモジュールの素子ジャンクションに最大
限の熱負荷を与えることができないので、パワーモジュ
ールの耐久性能を精度良く評価することができないばか
りでなく、最大限の加速を与えることができず試験所要
時間の長期化を招くという問題がある。Many practical power modules do not have a temperature sensor. When testing the durability performance of a power module that does not include a temperature sensor, a separate thermocouple must be installed, but it is difficult to install a thermocouple on the power module element. Is located in. Due to the difference between the structure of the power module and the deterioration characteristics of the element and the thermocouple with respect to the thermal stress, an error occurs between the temperature detected by the thermocouple and the element temperature of the power module as the test cycle progresses. Therefore, if the endurance test temperature of the power module is controlled in response to the detection output of the thermocouple, the maximum heat load cannot be applied to the element junction of the power module. Not only cannot it be evaluated well, but there is also the problem that the maximum acceleration cannot be given, leading to a long test duration.
【０００９】このようなことから、別途熱電対を設けて
温度を検出することなく、パワーモジュールのゲートが
ＯＮである時間によってパワーモジュールの素子温度を
制御する方法の採られている装置もある。しかしなが
ら、この方法においても試験サイクル数の進捗すなわち
経時とともに一定時間におけるパワーモジュールの温度
上昇特性が変化するので、パワーモジュールの素子に対
する熱負荷の正確さに欠けるという問題がある。For this reason, there is also an apparatus which employs a method of controlling the element temperature of the power module according to the time when the gate of the power module is ON, without separately providing a thermocouple and detecting the temperature. However, even in this method, the temperature rise characteristic of the power module changes over a certain period of time with the progress of the number of test cycles, that is, with time, and thus there is a problem in that the heat load on the elements of the power module is not accurate.
【００１０】本発明の目的は、温度センサを伴わないパ
ワーモジュールにおいても別途温度検出手段を設けるこ
となく、精度よくパワーモジュールの試験温度を制御し
て耐久性能を精度良く評価することができ、また複数の
パワーモジュールを異なる条件によって同時に試験する
ことができるパワーモジュールの繰返し耐久試験装置お
よび試験方法を提供することである。An object of the present invention is to accurately control the test temperature of the power module and accurately evaluate the durability performance without providing a separate temperature detecting means even in the power module without the temperature sensor. It is an object of the present invention to provide a repeated durability test apparatus for a power module and a test method capable of simultaneously testing a plurality of power modules under different conditions.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、並列に接続さ
れた複数のパワーモジュールを耐久試験する繰返し耐久
試験装置において、前記パワーモジュールに電力を供給
する第１安定化電源と、第１安定化電源に接続され第１
安定化電源からパワーモジュールに供給される電力を可
変に設定する電子負荷と、パワーモジュールの順方向立
上がり電圧ＶＦを測定するためにパワーモジュールに電
力を供給する第２安定化電源と、第１安定化電源からパ
ワーモジュールに対する電力の供給と、第２安定化電源
からパワーモジュールに対する電力の供給とのいずれか
一方に切換える切換手段と、切換手段によって第２安定
化電源から電力が供給されている状態でパワーモジュー
ルの順方向立上がり電圧ＶＦを検出する電圧検出手段
と、パワーモジュールのゲートに電圧を印加する第３安
定化電源と、パワーモジュール毎に設けられ、パワーモ
ジュールに対する通電を導通／遮断する開閉器と、前記
電圧検出手段の検出出力に応答し、第１安定化電源から
パワーモジュールに電力が供給される通電時間を制御す
る制御手段とを含むことを特徴とするパワーモジュール
の繰返し耐久試験装置である。According to the present invention, in a repeated durability test apparatus for durability testing a plurality of power modules connected in parallel, a first stabilized power supply for supplying power to the power modules, and a first stable power supply. First connected to
An electronic load that variably sets the power supplied from the stabilized power supply to the power module, a second stabilized power supply that supplies power to the power module to measure the forward rising voltage VF of the power module, and a first stable power supply. Switching means for switching between supplying power from the second stabilizing power source to the power module and supplying power from the second stabilizing power source to the power module, and a state in which power is supplied from the second stabilizing power source by the switching means. Voltage detecting means for detecting the forward-direction rising voltage VF of the power module, a third stabilizing power source for applying a voltage to the gate of the power module, and an opening / closing circuit provided for each power module for connecting / disconnecting power to the power module. From the first stabilized power supply to the power module in response to the detection output of the voltage detector and the voltage detection means. Power is repeated endurance test device of the power module, characterized in that it comprises a and a control means for controlling the energizing time to be supplied.
【００１２】本発明に従えば、パワーモジュールに対す
る電力の供給は、第１または第２安定化電源からのいず
れか一方に切換手段によって切換えられ、第２安定化電
源から電力供給されている状態ではパワーモジュールの
順方向立上がり電圧ＶＦを検出し、順方向立上がり電圧
ＶＦの検出出力に応答して、第１安定化電源からパワー
モジュールに電力が供給される通電時間が制御される。
ここでパワーモジュールは、パワーモジュールの順方向
立上がり電圧ＶＦに対する固有の温度勾配特性を有す
る。したがって、順方向立上がり電圧ＶＦからパワーモ
ジュールの温度を求めることができる。順方向立上がり
電圧ＶＦを検出する電圧検出手段の検出出力すなわちパ
ワーモジュールの温度に応答して、制御手段はパワーモ
ジュールに電力が供給される通電時間を制御するので、
温度センサを伴わないパワーモジュールにおいても、パ
ワーモジュールの温度検出手段を別途設けることなく精
度よくパワーモジュールの試験温度を制御して耐久性能
を精度良く評価することができる。According to the present invention, the power supply to the power module is switched to either one of the first and second stabilized power supplies by the switching means, and the power is supplied from the second stabilized power supply. The forward rising voltage VF of the power module is detected, and in response to the detection output of the forward rising voltage VF, the energization time during which power is supplied from the first stabilized power supply to the power module is controlled.
Here, the power module has an inherent temperature gradient characteristic with respect to the forward rising voltage VF of the power module. Therefore, the temperature of the power module can be obtained from the forward rising voltage VF. In response to the detection output of the voltage detection means for detecting the forward rise voltage VF, that is, the temperature of the power module, the control means controls the energization time during which the power is supplied to the power module.
Even in a power module without a temperature sensor, it is possible to accurately control the test temperature of the power module and accurately evaluate the durability performance without separately providing a temperature detecting means for the power module.
【００１３】また本発明は、前記制御手段は、第１安定
化電源からパワーモジュールに電力が供給される通電時
間と、電子負荷によって設定される第１安定化電源から
パワーモジュールに供給される電力とを、耐久試験する
べき各パワーモジュール毎に制御できるように構成され
ることを特徴とする。In the present invention, the control means may be configured such that the power supply time for supplying power from the first stabilizing power supply to the power module and the power supplied to the power module from the first stabilizing power supply set by the electronic load. Is configured to be controlled for each power module to be subjected to the durability test.
【００１４】本発明に従えば、制御手段は、各パワーモ
ジュール毎に繰返し耐久試験条件を制御することができ
る。このことによって、仕様が同一の複数のパワーモジ
ュールをそれぞれ異なる条件で同一の機会に繰返し耐久
試験することができる。また仕様の異なる複数のパワー
モジュールを、個々のパワーモジュールに適したそれぞ
れ異なる試験条件によって同一の機会に繰返し耐久試験
することができる。According to the present invention, the control means can control the repeated durability test condition for each power module. As a result, a plurality of power modules having the same specifications can be repeatedly subjected to the durability test under different conditions at the same opportunity. Further, a plurality of power modules having different specifications can be repeatedly subjected to the durability test at the same opportunity under different test conditions suitable for each power module.
【００１５】また本発明は、前記制御手段にはメモリが
備えられ、各パワーモジュール毎に通電された前記通電
時間と前記電子負荷による設定値との実績が前記メモリ
にストアされることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the control means is provided with a memory, and a record of the energization time for which each power module is energized and a set value by the electronic load is stored in the memory. To do.
【００１６】本発明に従えば、各パワーモジュールにお
いて実施された繰返し耐久試験条件の実績をメモリにス
トアすることができる。このことによって、メモリから
読出された試験条件の実績を用いて、たとえば外挿法に
よって次回にパワーモジュールに印加される通電時間を
予測することが可能になる。また同一仕様のパワーモジ
ュールについての試験条件および試験結果を読出し比較
することによって、試験結果の異常等を容易に検知する
ことが可能になる。According to the present invention, it is possible to store the results of the repeated durability test conditions carried out in each power module in the memory. As a result, it becomes possible to predict the energization time to be applied to the power module next time, for example, by the extrapolation method, using the actual test conditions read from the memory. Further, by reading and comparing the test conditions and the test results for the power modules having the same specifications, it becomes possible to easily detect an abnormality in the test results.
【００１７】また本発明は、前記第１安定化電源からパ
ワーモジュールに対して電力を供給する回路には電流を
検出する電流検出手段が設けられ、前記制御手段は、各
パワーモジュール毎に設けられる前記開閉器が遮断され
第１安定化電源または電子負荷の電流が出力されている
状態で、電流検出手段の検出出力に応答し、電子負荷の
出力をＯＦＦもしくは電子負荷の設定電流を零アンペア
または第１安定化電源の出力電流を零アンペアになるよ
うに制御することを特徴とする。Further, according to the present invention, a circuit for supplying power from the first stabilized power supply to the power module is provided with a current detection means for detecting a current, and the control means is provided for each power module. In a state where the switch is cut off and the current of the first stabilized power supply or the electronic load is being output, the output of the electronic load is turned off or the set current of the electronic load is set to 0 ampere in response to the detection output of the current detecting means. It is characterized in that the output current of the first stabilized power supply is controlled to be zero ampere.
【００１８】本発明に従えば、各パワーモジュール毎に
設けられる開閉器がいずれも遮断されて耐久試験を実施
する状態にないとき、制御手段は、電子負荷の出力をＯ
ＦＦもしくは電子負荷の設定電流を零アンペアまたは第
１安定化電源の出力電流を零アンペアになるように制御
する。このことによって、無駄な電力消費を抑制するこ
とができる。According to the present invention, when all the switches provided for each power module are cut off and the durability test is not performed, the control means sets the output of the electronic load to O level.
The set current of the FF or the electronic load is controlled to be zero ampere, or the output current of the first stabilized power source is controlled to be zero ampere. As a result, useless power consumption can be suppressed.
【００１９】また本発明は、前記制御手段は、耐久試験
すべきパワーモジュールに設けられる前記開閉器が導通
され第１安定化電源または電子負荷の電流が出力されて
いない状態で、電流検出手段の検出出力に応答し、前記
耐久試験すべきパワーモジュールのゲート駆動シーケン
スをスキップするように制御することを特徴とする。In the present invention, the control means may be the current detection means in a state in which the switch provided in the power module to be subjected to the durability test is conducted and the current of the first stabilized power source or the electronic load is not output. In response to the detection output, the gate drive sequence of the power module to be subjected to the durability test is controlled to be skipped.
【００２０】本発明に従えば、耐久試験するべきパワー
モジュールが装置にセットされていないとき、または装
置にセットされているパワーモジュールが耐久試験の結
果損壊して通電不能の状態であるとき、試験サイクルを
実施することなく次の耐久試験するべきパワーモジュー
ルに移行することができる。このことによって、損壊ま
たは通電異常等の発生したパワーモジュールに試験サイ
クルの通電を行うことがないフェイルセイフが可能にな
る。According to the present invention, when the power module to be endurance tested is not set in the device, or when the power module set in the device is damaged as a result of the endurance test and is in a state where it cannot be energized, the test is performed. It is possible to move to the next power module to be tested for durability without performing a cycle. As a result, it becomes possible to perform fail-safe without energizing the power module in the test cycle, which has been damaged or has a power failure.
【００２１】また本発明は、前記パワーモジュールに
は、各パワーモジュール毎に温度検出手段が設けられ、
パワーモジュールの温度が予め定める限界温度Ｔｃｒ以
上である状態で、前記制御手段は、温度検出手段の出力
に応答し、電子負荷の出力をＯＦＦもしくは電子負荷の
設定電流を零アンペアまたは第１安定化電源の出力電流
を零アンペアになるように制御することを特徴とする。According to the present invention, the power module is provided with a temperature detecting means for each power module.
In a state where the temperature of the power module is equal to or higher than a predetermined limit temperature Tcr, the control means responds to the output of the temperature detection means and turns off the output of the electronic load or sets the electronic load at a preset current to zero ampere or the first stabilization. It is characterized in that the output current of the power supply is controlled to be zero ampere.
【００２２】本発明に従えば、パワーモジュールの予め
定められる限界温度Ｔｃｒを、たとえばパワーモジュー
ルの素子ジャンクションの耐熱温度に設定することによ
って、パワーモジュールが素子ジャンクションの耐熱温
度以上に曝されることを防止できる。このことによっ
て、耐久試験するべきパワーモジュールを不所望な高温
に曝して損壊させることなく、所望の温度範囲において
精度良く繰返し耐久試験することができる。According to the present invention, by setting the predetermined limit temperature Tcr of the power module to, for example, the heat resistant temperature of the element junction of the power module, it is possible to prevent the power module from being exposed above the heat resistant temperature of the element junction. It can be prevented. As a result, the power module to be subjected to the durability test can be accurately and repeatedly subjected to the durability test in a desired temperature range without being exposed to an undesirably high temperature and being damaged.
【００２３】また本発明は、前記パワーモジュールのゲ
ートに印加される電圧を検出するゲート電圧検出手段
と、パワーモジュールにおいて発生する熱を放熱させる
放熱板と、放熱板をパワーモジュールに対して近接離反
するように移動させる移動手段とをさらに備え、前記制
御手段は、ゲート電圧検出手段の検出出力に応答し、第
３安定化電源からパワーモジュールのゲートに電圧が印
加されていない状態で放熱板がパワーモジュールに当接
し、第３安定化電源からパワーモジュールのゲートに電
圧が印加されている状態で放熱板がパワーモジュールか
ら離間するように移動手段を制御することを特徴とす
る。Further, according to the present invention, gate voltage detecting means for detecting a voltage applied to the gate of the power module, a heat radiating plate for radiating heat generated in the power module, and a heat radiating plate for approaching and separating from the power module. The control means is responsive to the detection output of the gate voltage detection means, and the heat radiating plate is in a state in which a voltage is not applied from the third stabilizing power supply to the gate of the power module. The moving means is controlled so as to contact the power module and separate the heat sink from the power module in a state where the voltage is applied from the third stabilizing power supply to the gate of the power module.
【００２４】本発明に従えば、制御手段は、ゲート電圧
検出手段の検出出力に応答し、パワーモジュールに通電
されていないときには放熱板をパワーモジュールに当接
し、パワーモジュールに通電されているときには放熱板
をパワーモジュールから離間させる。このようにパワー
モジュールに通電されていない冷却期間に、放熱板をパ
ワーモジュールに当接させ伝熱損失を促進することによ
って、パワーモジュールの冷却速度を速くすることがで
きる。このことによって、試験サイクルにおける冷却過
程の時間を短くすることができるので、パワーモジュー
ルの耐久試験に要する時間の短縮を実現することができ
る。According to the present invention, the control means responds to the detection output of the gate voltage detection means, contacts the heat sink with the power module when the power module is not energized, and dissipates heat when the power module is energized. Separate the plate from the power module. As described above, the cooling speed of the power module can be increased by bringing the heat sink into contact with the power module to promote heat transfer loss during the cooling period when the power module is not energized. As a result, the time required for the cooling process in the test cycle can be shortened, so that the time required for the durability test of the power module can be shortened.
【００２５】また本発明は、耐久試験するべきパワーモ
ジュールに通電する通電電流値Ｉ１を定め、パワーモジ
ュールに通電電流値Ｉ１を通電する通電時間ｗ１を定
め、パワーモジュールに対して通電電流値Ｉ１を通電時
間ｗ１通電することをｎ回繰返し、通電の繰返し回数ｎ
回目に通電を終了したとき、パワーモジュールの温度
が、予めそれぞれ定められる温度である上限温度ＴＨと
下限温度ＴＬとによって設定される基準温度範囲（ＴＬ
以上、ＴＨ以下）内にあるか否かを判断し、前記基準温
度範囲内にあるとき、パワーモジュールに対して通電電
流値Ｉ１を通電時間ｗ１で通電することをｎ回繰返し、
前記基準温度範囲外にあるとき、ｎ回目の通電時におい
てパワーモジュールの温度が、下限温度ＴＬまたは下限
温度ＴＬと上限温度ＴＨとの中間において予め定められ
る温度ＴＭに到達する通電時間ｗ２を定め、パワーモジ
ュールに対して通電電流値Ｉ１を通電時間ｗ２で通電す
ることをｎ回繰返し、通電の繰返し回数ｎ回目毎に、通
電終了時のパワーモジュールの温度が、前記基準温度範
囲内にあるか否かを判断し、判断結果に応答して定めら
れる通電時間でパワーモジュールに対して通電電流値Ｉ
１を通電することを、通電の繰返し回数の累積回数が予
め定める回数に達するまでまたはパワーモジュールが損
壊して通電することができない状態になるまで繰返すこ
とを特徴とするパワーモジュールの繰返し耐久試験方法
である。In the present invention, the energizing current value I1 for energizing the power module to be subjected to the durability test is determined, the energizing time w1 for energizing the power module for the energizing current value I1 is determined, and the energizing current value I1 for the power module is set. Energization time w1 Energization is repeated n times, and the number of times of energization is n
When the energization is finished for the second time, the temperature of the power module is set to a reference temperature range (TL) set by an upper limit temperature TH and a lower limit temperature TL, which are predetermined temperatures.
It is determined whether or not the temperature is equal to or less than TH), and when the temperature is within the reference temperature range, energizing the power module with the energizing current value I1 for the energizing time w1 is repeated n times,
When the temperature is out of the reference temperature range, the energization time w2 at which the temperature of the power module reaches the predetermined temperature TM in the middle of the lower limit temperature TL or the lower limit temperature TL and the upper limit temperature TH during the nth energization, Energizing the power module with the energizing current value I1 for the energizing time w2 is repeated n times, and whether or not the temperature of the power module at the end of energization is within the reference temperature range every n times of the number of times of energizing. It is judged whether or not, and the energization current value I is applied to the power module in the energization time determined in response to the judgment result.
1) The method of repeating durability test of a power module, characterized in that 1 is repeatedly energized until the cumulative number of times of energization reaches a predetermined number or until the power module is damaged and becomes in a state where it cannot be energized. Is.
【００２６】本発明に従えば、パワーモジュールの繰返
し耐久試験サイクル数ｎ回目ごとにパワーモジュールの
温度を測定し、パワーモジュールの温度が基準温度範囲
内にあるとき、前回と同じ通電時間で通電電流Ｉ１をパ
ワーモジュールに対して通電することをｎサイクル繰返
し、パワーモジュールの温度が基準温度範囲外にあると
き、パワーモジュールの温度が、予め定める基準温度範
囲の下限温度ＴＬまたは基準温度範囲内の中間温度ＴＭ
に到達するために要する時間に従って通電時間を新たに
定め、新たに定めた通電時間に基づいてパワーモジュー
ルに対して通電することをｎサイクル繰返す。According to the present invention, the temperature of the power module is measured every nth cycle of the repeated durability test of the power module, and when the temperature of the power module is within the reference temperature range, the energization current is the same as the previous energization time. When I1 is applied to the power module repeatedly for n cycles and the temperature of the power module is out of the reference temperature range, the temperature of the power module is the lower limit temperature TL of the predetermined reference temperature range or an intermediate value within the reference temperature range. Temperature TM
The energization time is newly determined according to the time required to reach the power supply, and the power is energized to the power module based on the newly determined energization time is repeated n cycles.
【００２７】このように、試験サイクル数ｎ回目ごとに
パワーモジュールの温度を検出し、各試験サイクルにお
いてパワーモジュールの昇温到達温度が予め定める基準
温度範囲内にあるように、パワーモジュールに対する通
電時間を補正するので、試験すべきパワーモジュールに
精度の良い熱履歴を与えることが可能であり、耐久性能
を精度良く評価することができる。In this way, the temperature of the power module is detected every nth test cycle, and the energization time for the power module is adjusted so that the temperature reached by the power module reaches the predetermined reference temperature range in each test cycle. Is corrected, it is possible to give an accurate thermal history to the power module to be tested, and it is possible to evaluate the durability performance with high accuracy.
【００２８】また本発明は、前記パワーモジュールの温
度は、パワーモジュールに電圧を印加する印加時間ｔ
と、パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦを測定
する測定点数ｍとを予め定め、パワーモジュールへの電
圧印加開始時の順方向立上がり初期電圧ＶＦ１を測定
し、前記初期電圧ＶＦ１に対応するパワーモジュールの
温度を求め、印加時間ｔを測定点数ｍで除した繰返し印
加時間：ｔ／ｍを印加して順方向立上がり電圧ＶＦを測
定し、パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前
記初期電圧ＶＦ１に戻ったとき、印加時間：２×ｔ／ｍ
を印加して印加後順方向立上がり電圧ＶＦを測定し、さ
らにパワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前記
初期電圧ＶＦ１に戻ったとき、電圧を印加して順方向立
上がり電圧ＶＦを測定する操作を、印加時間：ｍ×ｔ／
ｍを印加するまで繰返し、各測定点における順方向立上
がり電圧ＶＦと前記初期電圧ＶＦ１との電圧差ΔＶＦ
（＝ＶＦ−ＶＦ１）と、前記初期電圧ＶＦ１に対応する
パワーモジュールの温度とパワーモジュール固有の順方
向立上がり電圧ＶＦに対する温度勾配の特性とに基づい
て求められる温度であることを特徴とする。According to the present invention, the temperature of the power module is the application time t for applying a voltage to the power module.
And the number of measurement points m for measuring the forward-direction rising voltage VF of the power module, the forward-direction rising initial voltage VF1 at the start of voltage application to the power module is measured, and the power module corresponding to the initial voltage VF1 is measured. The temperature was calculated, the application time t was divided by the number of measurement points m, and the repeated application time: t / m was applied to measure the forward-direction rising voltage VF, and the forward-direction rising voltage VF of the power module returned to the initial voltage VF1. When, application time: 2 × t / m
Is applied to measure the forward-direction rising voltage VF after application, and when the forward-direction rising voltage VF of the power module returns to the initial voltage VF1, the operation of applying the voltage to measure the forward-direction rising voltage VF is performed. Application time: mxt /
This is repeated until m is applied, and the voltage difference ΔVF between the forward rising voltage VF and the initial voltage VF1 at each measurement point.
(= VF-VF1), the temperature of the power module corresponding to the initial voltage VF1 and the temperature gradient characteristic with respect to the forward rising voltage VF specific to the power module.
【００２９】本発明に従えば、パワーモジュールの温度
は、複数の測定点において測定されるパワーモジュール
の順方向立上がり電圧ＶＦと前記初期電圧ＶＦ１との電
圧差ΔＶＦと、前記初期電圧ＶＦ１に対応するパワーモ
ジュールの温度とパワーモジュール固有の順方向立上が
り電圧ＶＦに対する温度勾配の特性とに基づいて求めら
れる。したがって、パワーモジュールに別途温度検出手
段を設けることなく、繰返し耐久試験におけるパワーモ
ジュールの順方向立上がり電圧ＶＦを測定することによ
って、パワーモジュールの温度を検出することができ
る。ここで順方向立上がり初期電圧ＶＦ１は、パワーモ
ジュールの順方向立上がり電圧ＶＦと温度との関係を求
めるに際し、第２安定化電源によってパワーモジュール
に電圧が印加されるとき、その電圧印加開始時に計測さ
れる順方向立上がり電圧値のことである。According to the present invention, the temperature of the power module corresponds to the voltage difference ΔVF between the forward rising voltage VF of the power module measured at a plurality of measurement points and the initial voltage VF1, and the initial voltage VF1. It is obtained based on the temperature of the power module and the characteristic of the temperature gradient with respect to the forward rising voltage VF unique to the power module. Therefore, the temperature of the power module can be detected by measuring the forward-direction rising voltage VF of the power module in the repeated durability test without separately providing the temperature detecting means in the power module. Here, the forward-direction rising initial voltage VF1 is measured when a voltage is applied to the power module by the second stabilizing power supply when the relationship between the forward-direction rising voltage VF of the power module and the temperature is obtained, and is measured at the start of the voltage application. Forward rising voltage value.
【００３０】また本発明は、耐久試験するべきパワーモ
ジュールの順方向立上がり初期電圧ＶＦ１はメモリにス
トアされ、パワーモジュールに対して通電電流値Ｉ１が
通電されていない状態でパワーモジュールの順方向立上
がり電圧ＶＦを測定し、測定された順方向立上がり電圧
ＶＦとメモリから読出された前記初期電圧ＶＦ１とを比
較し、パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前
記初期電圧ＶＦ１と等しくなったとき、通電電流値Ｉ１
の通電を開始することを特徴とする。Further, according to the present invention, the forward rising initial voltage VF1 of the power module to be subjected to the endurance test is stored in the memory, and the forward rising voltage of the power module is stored in the state where the energizing current value I1 is not applied to the power module. VF is measured, the measured forward-direction rising voltage VF is compared with the initial voltage VF1 read from the memory, and when the forward-direction rising voltage VF of the power module becomes equal to the initial voltage VF1, the energizing current value is I1
It is characterized by starting energization of.
【００３１】本発明に従えば、パワーモジュールの順方
向立上がり初期電圧ＶＦ１は、メモリにストアされる。
この初期電圧ＶＦ１は、パワーモジュールの繰返し耐久
試験サイクルにおいて、パワーモジュールに対して通電
電流Ｉ１の通電が開始される温度に対応する。各試験サ
イクルのパワーモジュールの温度が下降する過程におい
て、パワーモジュールの測定された順方向立上がり電圧
ＶＦとメモリから読出された前記初期電圧ＶＦ１とが比
較され、順方向立上がり電圧ＶＦが前記初期電圧ＶＦ１
と等しくなったとき、通電電流値Ｉ１の通電が開始され
る。すなわち繰返し耐久試験サイクルにおいて、パワー
モジュールに対する通電開始温度が前記初期温度ＶＦ１
に基づいて制御されるので、精度の良い温度履歴をパワ
ーモジュールに与えることが可能になる。According to the present invention, the forward rising initial voltage VF1 of the power module is stored in the memory.
This initial voltage VF1 corresponds to the temperature at which the energization of the energizing current I1 is started to the power module in the repeated durability test cycle of the power module. In the process of decreasing the temperature of the power module in each test cycle, the measured forward voltage VF of the power module is compared with the initial voltage VF1 read from the memory, and the forward voltage VF is changed to the initial voltage VF1.
When it becomes equal to, the energization of the energization current value I1 is started. That is, in the repeated durability test cycle, the energization start temperature for the power module is the initial temperature VF1.
Since it is controlled based on the above, it becomes possible to give an accurate temperature history to the power module.
【００３２】また本発明は、パワーモジュールに対して
通電電流値Ｉ１の通電が開始されるべき順方向立上がり
初期電圧ＶＦ１には、プラスおよびマイナス側に許容電
圧範囲ΔＶＦ１が設けられることを特徴とする。The present invention is also characterized in that the forward-direction rising initial voltage VF1 at which the energization of the energizing current value I1 to the power module is to be started is provided with the allowable voltage range ΔVF1 on the plus and minus sides. .
【００３３】本発明に従えば、前記初期電圧ＶＦ１に
は、プラスおよびマイナス側に許容電圧範囲ΔＶＦ１が
設けられる。このことによって、各試験サイクルにおけ
るパワーモジュールの温度が下降する過程で、パワーモ
ジュールの温度下降に要する時間および到達温度にばら
つきが生じた場合であっても、許容電圧範囲ΔＶＦ１内
に達することによって、次の試験サイクルの通電が開始
されるので、繰返し耐久試験が長時間断絶することなく
継続が可能である。According to the invention, the allowable voltage range ΔVF1 is provided on the plus and minus sides of the initial voltage VF1. As a result, in the process in which the temperature of the power module in each test cycle decreases, even if the time required for the temperature decrease of the power module and the reached temperature vary, by reaching the allowable voltage range ΔVF1, Since the energization of the next test cycle is started, the repeated durability test can be continued for a long time without interruption.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
るパワーモジュールの繰返し耐久試験装置１の電気的構
成を示す回路図であり、図２は図１に示すパワーモジュ
ールの繰返し耐久試験装置１の全体構成を簡略化して示
す系統図である。1 is a circuit diagram showing the electrical configuration of a power module repeated durability test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a repeated durability test of the power module shown in FIG. It is a systematic diagram which simplifies and shows the whole structure of the test apparatus 1.
【００３５】パワーモジュールの繰返し耐久試験装置１
（以後、耐久試験装置１と略称する）は、並列に接続さ
れた複数のパワーモジュール２の耐久性能を試験する装
置である。耐久試験装置１は、パワーモジュール２に電
力を供給する第１安定化電源３と、第１安定化電源３に
接続され第１安定化電源３からパワーモジュール２に供
給される電力を可変に設定する電子負荷４と、パワーモ
ジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦを測定するために
パワーモジュール２に電力を供給する第２安定化電源５
と、第１安定化電源３からパワーモジュール２に対して
電力を供給する第１回路６と第２安定化電源５からパワ
ーモジュール２に対して電力を供給する第２回路７との
いずれか一方に切換える切換手段８ａ，８ｂと、切換手
段８ａ，８ｂによって第２安定化電源５から電力が供給
されている状態でパワーモジュール２の順方向立上がり
電圧ＶＦを検出する電圧検出手段９と、パワーモジュー
ル２のゲートに電圧を印加する第３安定化電源１０と、
パワーモジュール２毎に設けられ、パワーモジュール２
への通電回路である第３回路１１ａ，１１ｂを導通／遮
断する開閉器１２と、電圧検出手段９の検出出力に応答
し、第１安定化電源３からパワーモジュール２に電力が
供給される通電時間を制御する制御手段１３とを含む。Repeated durability test apparatus 1 for power module
(Hereinafter, it is abbreviated as durability test apparatus 1) is an apparatus for testing the durability performance of a plurality of power modules 2 connected in parallel. The durability test apparatus 1 variably sets a first stabilized power supply 3 that supplies power to the power module 2, and a power that is connected to the first stabilized power supply 3 and that is supplied from the first stabilized power supply 3 to the power module 2. Electronic load 4 and a second regulated power supply 5 for supplying power to the power module 2 for measuring the forward voltage VF of the power module 2.
And either the first circuit 6 that supplies power from the first stabilized power supply 3 to the power module 2 or the second circuit 7 that supplies power to the power module 2 from the second stabilized power supply 5. Switching means 8a, 8b for switching to, a voltage detection means 9 for detecting a forward rising voltage VF of the power module 2 in a state where power is supplied from the second stabilized power supply 5 by the switching means 8a, 8b, and a power module. A third stabilizing power supply 10 for applying a voltage to the gate of 2.
The power module 2 is provided for each power module 2.
A switch 12 for connecting / disconnecting the third circuits 11a and 11b, which is an energizing circuit to the power module 2, and an energization for supplying power from the first stabilizing power source 3 to the power module 2 in response to the detection output of the voltage detecting means 9. Control means 13 for controlling the time.
【００３６】本実施の形態では、試験すべきパワーモジ
ュール２はたとえばＦＥＴ（FieldEffect Transistor）
などであり、耐久試験装置１には複数のパワーモジュー
ル２が並列に接続され、各パワーモジュール２には温度
検出手段１４である熱電対が設けられる。熱電対１４に
よる温度検出出力は、増幅基板１５を介して制御手段１
３に備えられるアナログデジタル変換ボード１６（以
後、Ａ／Ｄボード１６と呼ぶ）に入力される。In the present embodiment, the power module 2 to be tested is, for example, an FET (Field Effect Transistor).
For example, a plurality of power modules 2 are connected in parallel to the durability test apparatus 1, and each power module 2 is provided with a thermocouple that is a temperature detecting means 14. The temperature detection output from the thermocouple 14 is transmitted via the amplification board 15 to the control means 1
3 is input to the analog-digital conversion board 16 (hereinafter referred to as the A / D board 16).
【００３７】第１安定化電源３は、耐久性能を試験する
ためにパワーモジュール２を昇温するべくパワーモジュ
ール２に電力を供給する直流電源である。電子負荷４
は、第１安定化電源３に直列に接続される可変抵抗器で
あり、抵抗値を変化させることによって、第１安定化電
源３から出力されて試験すべきパワーモジュール２に供
給される電力の設定値を調整する。電子負荷４は、ＧＰ
ＩＢ１９（GeneralPurpose Interface Bus）によって制
御手段１３と接続され、制御手段１３によってＧＰＩＢ
１９を介して抵抗値が制御される。第１安定化電源３の
出力は電子負荷４を介して第１回路６を通じてパワーモ
ジュール２に供給される。The first stabilizing power supply 3 is a DC power supply that supplies power to the power module 2 to raise the temperature of the power module 2 for testing durability performance. Electronic load 4
Is a variable resistor connected in series to the first stabilized power supply 3, and by changing the resistance value, the power of the power output from the first stabilized power supply 3 and supplied to the power module 2 to be tested is Adjust the setting value. Electronic load 4 is GP
An IB19 (General Purpose Interface Bus) is connected to the control means 13, and the control means 13 connects to the GPIB.
The resistance value is controlled via 19. The output of the first stabilized power supply 3 is supplied to the power module 2 via the electronic load 4 and the first circuit 6.
【００３８】第１安定化電源３と電子負荷４とを接続す
る第４回路１７には、第４回路１７を導通／遮断する開
閉器である第１スイッチ１８が設けられ、第１安定化電
源３から電子負荷４への出力の遮断を可能にする。第１
スイッチ１８は、制御手段１３に備えられる入出力イン
ターフェイス２０（以後、Ｉ／Ｏ２０と略称する）に接
続され、制御手段１３からの制御信号によって開閉動作
が制御される。また第１回路６には、第１安定化電源３
および電子負荷４からの出力電流を検出する電流検出手
段２１が設けられ、電流検出手段２１の検出出力は制御
手段１３に入力される。The fourth circuit 17 connecting the first stabilizing power source 3 and the electronic load 4 is provided with a first switch 18 which is a switch for connecting / disconnecting the fourth circuit 17 to the first stabilizing power source. The output from 3 to the electronic load 4 can be cut off. First
The switch 18 is connected to an input / output interface 20 (hereinafter abbreviated as I / O 20) provided in the control means 13, and the opening / closing operation is controlled by a control signal from the control means 13. In addition, the first circuit 6 includes a first stabilized power supply 3
Further, a current detecting means 21 for detecting the output current from the electronic load 4 is provided, and the detection output of the current detecting means 21 is input to the control means 13.
【００３９】第２安定化電源５は、前述のようにパワー
モジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦを測定するため
に、パワーモジュール２に電力を供給する直流電源であ
り、その電源容量は第１安定化電源３よりも小さいもの
が選択される。第２安定化電源５からの出力は、第２回
路７を通じてパワーモジュール２に供給される。The second stabilizing power supply 5 is a DC power supply for supplying power to the power module 2 in order to measure the forward-direction rising voltage VF of the power module 2 as described above, and its power supply capacity is the first stable power supply. A power source smaller than the power source 3 is selected. The output from the second stabilized power supply 5 is supplied to the power module 2 through the second circuit 7.
【００４０】切換手段８ａ，８ｂは、前述のように第１
安定化電源３からパワーモジュール２に対して電力を供
給する第１回路６と、第２安定化電源５からパワーモジ
ュールに対して電力を供給する第２回路７とをいずれか
一方に切換える切換スイッチである。切換手段８ａは端
子ａ，端子ｂおよび端子ｃを備え、切換手段８ｂは端子
ｄ，端子ｅおよび端子ｆを備える。The switching means 8a and 8b are the first as described above.
A changeover switch for switching between a first circuit 6 for supplying electric power from the stabilized power supply 3 to the power module 2 and a second circuit 7 for supplying electric power from the second stabilized power supply 5 to the power module. Is. The switching means 8a has terminals a, b and c, and the switching means 8b has terminals d, e and f.
【００４１】耐久試験時、パワーモジュール２を昇温さ
せるために第１安定化電源３からの電力をパワーモジュ
ール２に供給するとき、切換手段８ａの端子ａと端子ｂ
とが接続され、切換手段８ｂの端子ｄと端子ｅとが接続
される。このとき第４回路１７に設けられる第１スイッ
チ１８は導通状態である。一方、パワーモジュール２の
順方向立上がり電圧ＶＦを測定するために、第２安定化
電源５からの電力をパワーモジュール２に供給すると
き、切換手段８ａの端子ａと端子ｃとが接続され、切換
手段８ｂの端子ｄと端子ｆとが接続される。この切換手
段８ａ，８ｂによる第１回路６と第２回路７との切換動
作は、パワーモジュール２を昇温させるために第１安定
化電源３から電力の供給される通電時間に従い制御手段
１３によって制御される。During the durability test, when the power from the first stabilizing power supply 3 is supplied to the power module 2 to raise the temperature of the power module 2, the terminals a and b of the switching means 8a are provided.
Are connected, and the terminal d and the terminal e of the switching means 8b are connected. At this time, the first switch 18 provided in the fourth circuit 17 is in the conductive state. On the other hand, when the power from the second stabilized power supply 5 is supplied to the power module 2 in order to measure the forward-direction rising voltage VF of the power module 2, the terminal a and the terminal c of the switching means 8a are connected and switched. The terminals d and f of the means 8b are connected. The switching operation between the first circuit 6 and the second circuit 7 by the switching means 8a, 8b is performed by the control means 13 according to the energization time in which the power is supplied from the first stabilizing power supply 3 to raise the temperature of the power module 2. Controlled.
【００４２】切換手段８ａ，８ｂ以降のパワーモジュー
ル２に対する第１または第２安定化電源３，５からの電
力の供給は、第３回路１１ａ，１１ｂを通じて行われ
る。第３回路１１ａ，１１ｂには、並列に接続されるパ
ワーモジュール２毎にパワーモジュール２に対する通電
を導通／遮断する開閉器１２がそれぞれ設けられる。The power supply from the first or second stabilizing power sources 3 and 5 to the power module 2 after the switching means 8a and 8b is performed through the third circuits 11a and 11b. Each of the third circuits 11a and 11b is provided with a switch 12 for connecting / disconnecting the power to the power module 2 for each power module 2 connected in parallel.
【００４３】切換手段８ａ，８ｂによって第２回路７と
第３回路１１ａ，１１ｂとが導通するように切換えら
れ、パワーモジュール２に第２安定化電源５から電力供
給されている状態で、電圧検出手段９はパワーモジュー
ル２の順方向立上がり電圧ＶＦを検出する。電圧検出手
段９によって検出されるパワーモジュール２の順方向立
上がり電圧ＶＦは、制御手段１３に入力される。The switching means 8a and 8b are switched so that the second circuit 7 and the third circuits 11a and 11b are electrically connected, and the voltage is detected while the power module 2 is supplied with power from the second stabilizing power source 5. The means 9 detects the forward voltage VF of the power module 2. The forward rising voltage VF of the power module 2 detected by the voltage detection means 9 is input to the control means 13.
【００４４】制御手段１３は、たとえばＣＰＵ（Centra
l Processing Unit）を搭載するマイクロコンピュータ
などによって実現される処理回路である。前述したよう
に制御手段１３にはＡ／Ｄボード１６、Ｉ／Ｏ２０およ
びＧＰＩＢ１９が備えられ、制御手段１３と各検出手段
および各被制御部とが電気的に接続されて信号の伝達と
制御とが行われる。制御手段１３には、たとえば電圧検
出手段９による検出出力、熱電対１４による温度検出出
力および電流検出手段２１による検出出力などが入力さ
れ、これらの入力信号に応答し制御手段１３は、パワー
モジュールに負荷される電子負荷の設定値、通電時間お
よび後述するフェイルセイフなどの制御を実行する。The control means 13 is, for example, a CPU (Centra).
l Processing Unit) is a processing circuit implemented by a microcomputer or the like. As described above, the control means 13 is provided with the A / D board 16, the I / O 20 and the GPIB 19, and the control means 13 and each detection means and each controlled part are electrically connected to transmit and control signals. Is done. For example, the detection output by the voltage detection means 9, the temperature detection output by the thermocouple 14, the detection output by the current detection means 21, etc. are input to the control means 13, and the control means 13 responds to these input signals to the power module. The control of the set value of the electronic load to be loaded, the energization time, and fail-safe described later is executed.
【００４５】また制御手段１３には、ＲＡＭ（Random A
ccess Memory）およびＲＯＭ（ReadOnly Memory）から
なるメモリ２２が備えられ、パワーモジュール２の順方
向立上がり電圧ＶＦ、耐久試験に用いられた試験条件の
実績および耐久試験の基本動作プログラムなどをストア
することができる。The control means 13 has a RAM (Random A
The memory 22 includes a ccess memory) and a ROM (Read Only Memory), and can store the forward-direction rising voltage VF of the power module 2, the record of the test conditions used in the durability test, the basic operation program of the durability test, and the like. it can.
【００４６】この制御手段１３は、各パワーモジュール
２毎に設けられる開閉器１２の開閉動作制御に対応させ
て、各パワーモジュール２に負荷される電子負荷の設定
値および通電時間すなわち耐久試験条件を個別に制御す
ることが可能である。このことによって、仕様が同一の
複数のパワーモジュールをそれぞれ異なる条件で同一の
機会に繰返し耐久試験すること、また仕様の異なる複数
パワーモジュールを、個々のパワーモジュールに適した
それぞれ異なる試験条件によって同一の機会に繰返し耐
久試験することが可能になる。This control means 13 corresponds to the opening / closing operation control of the switch 12 provided for each power module 2, and sets the set value of the electronic load loaded on each power module 2 and the energization time, that is, the durability test condition. It can be controlled individually. This allows multiple power modules with the same specifications to be repeatedly subjected to durability tests under different conditions at the same opportunity, and multiple power modules with different specifications can be tested under the same test conditions suitable for individual power modules. It becomes possible to repeatedly carry out durability tests.
【００４７】なお、耐久試験装置１の第１〜第３安定化
電源３，５，１０は、図２の系統図において示される操
作盤２９に収容され、耐久試験装置１には耐久試験条件
および耐久試験結果などを表示することができる表示手
段３０が備えられても良い。The first to third stabilized power supplies 3, 5, 10 of the durability test apparatus 1 are housed in the operation panel 29 shown in the system diagram of FIG. 2, and the durability test apparatus 1 has durability test conditions and A display unit 30 capable of displaying a durability test result or the like may be provided.
【００４８】次に本実施の形態の耐久試験装置１を用い
た繰返し耐久試験方法について説明する。図３は、パワ
ーモジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦと温度との関
係を示す図である。パワーモジュール２は、順方向立上
がり電圧ＶＦに対する固有の温度勾配を有しているの
で、パワーモジュール２に第２安定化電源５によって電
圧が印加されるとき、その電圧印加開始時に計測される
順方向立上がり電圧値である初期電圧ＶＦ１（以後、単
に初期電圧ＶＦ１と呼ぶ）と環境温度との関係および時
間経過に伴う各順方向立上がり電圧ＶＦと前記温度勾配
との関係によって、パワーモジュール２の順方向立上が
り電圧ＶＦと温度との関係を予め求めておくことができ
る。このことによって、耐久試験時に検出される順方向
立上がり電圧ＶＦからパワーモジュール２の温度情報を
得ることができる。Next, a repeated durability test method using the durability test apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the forward rising voltage VF and the temperature of the power module 2. Since the power module 2 has an inherent temperature gradient with respect to the forward-direction rising voltage VF, when the voltage is applied to the power module 2 by the second stabilized power supply 5, the forward direction measured at the start of the voltage application. The forward direction of the power module 2 depends on the relationship between the initial voltage VF1 (hereinafter simply referred to as the initial voltage VF1), which is the rising voltage value, and the environmental temperature, and the relationship between each forward direction rising voltage VF and the temperature gradient with the passage of time. The relationship between the rising voltage VF and the temperature can be obtained in advance. As a result, the temperature information of the power module 2 can be obtained from the forward rising voltage VF detected during the durability test.
【００４９】図３を用いてパワーモジュール２の順方向
立上がり電圧ＶＦと温度との関係を求める方法について
説明する。図３に示す測定例においては、パワーモジュ
ール２に電圧を印加する印加時間ｔを６秒とし、パワー
モジュールの順方向立上がり電圧ＶＦを測定する測定点
数ｍを２点とした。なお厳密には、電圧印加初期時の初
期電圧ＶＦ１の測定点を含めると測定点は３点になるけ
れども、初期電圧ＶＦ１測定時においては印加時間は零
秒であるので、測定点数からは除いた。立上がり電圧Ｖ
Ｆ測定のための通電電流値として１ｍＡを用いた。まず
パワーモジュール２への電圧印加開始時である時刻ｔ０
すなわち第２安定化電源５からの電力供給開始時の初期
電圧ＶＦ１を測定して６５０ｍＶを得、この初期電圧Ｖ
Ｆ１：６５０ｍＶに対応するパワーモジュールの温度す
なわち環境温度３０℃を求める。A method of obtaining the relationship between the forward rising voltage VF and the temperature of the power module 2 will be described with reference to FIG. In the measurement example shown in FIG. 3, the application time t for applying the voltage to the power module 2 was 6 seconds, and the number of measurement points m for measuring the forward-direction rising voltage VF of the power module was 2 points. Strictly speaking, when the measurement points of the initial voltage VF1 at the initial stage of voltage application are included, there are three measurement points, but since the application time is zero seconds at the time of measuring the initial voltage VF1, it was excluded from the number of measurement points. . Rising voltage V
1 mA was used as an energizing current value for F measurement. First, time t0 when the voltage application to the power module 2 is started.
That is, the initial voltage VF1 at the start of power supply from the second stabilized power supply 5 is measured to obtain 650 mV, and this initial voltage V
The temperature of the power module corresponding to F1: 650 mV, that is, the environmental temperature of 30 ° C. is obtained.
【００５０】次いで印加時間ｔ：６秒を測定点数ｍ：２
点で除した繰返し印加時間：３秒の間電圧を印加した時
刻ｔ１における順方向立上がり電圧ＶＦを測定する。こ
のときの順方向立上がり電圧ＶＦは５００ｍＶである。
時刻ｔ１における順方向立上がり電圧ＶＦ：５００ｍＶ
と初期電圧ＶＦ１：６５０ｍＶとの電圧差ΔＶＦ：１５
０ｍＶ（＝ＶＦ−ＶＦ１）と、初期電圧ＶＦ１に対応す
るパワーモジュールの温度３０℃と、パワーモジュール
固有の順方向立上がり電圧に対する温度勾配の特性、こ
のパワーモジュールでは２ｍＶ／℃とを用い、時刻ｔ１
におけるパワーモジュールの温度は、式（１）によって
与えられる。
１０５℃＝３０（℃）＋１５０（ｍＶ）／２（ｍＶ／℃） …（１）Next, the application time t: 6 seconds and the number of measurement points m: 2
Repeated application time divided by points: The forward-direction rising voltage VF at time t1 when the voltage is applied for 3 seconds is measured. The forward rising voltage VF at this time is 500 mV.
Forward rising voltage VF at time t1: 500 mV
Voltage difference ΔVF: 15 between the initial voltage VF1: 650 mV
0 mV (= VF−VF1), the temperature of the power module corresponding to the initial voltage VF1 of 30 ° C., the characteristic of the temperature gradient with respect to the forward rising voltage peculiar to the power module, and 2 mV / ° C. of this power module are used.
The temperature of the power module at is given by equation (1). 105 ° C. = 30 (° C.) + 150 (mV) / 2 (mV / ° C.) (1)
【００５１】３秒間の電圧印加が終了した後、パワーモ
ジュールの温度が下降すなわち順方向立上がり電圧ＶＦ
が上昇して初期電圧ＶＦ１：６５０ｍＶに戻ったとき、
さらに印加時間：２×ｔ／ｍ＝６秒の間電圧を印加して
時刻ｔ２における順方向立上がり電圧ＶＦを測定する。
このときの順方向立上がり電圧ＶＦは３５０ｍＶであ
る。時刻ｔ１における場合と同様にして、時刻ｔ２にお
ける順方向立上がり電圧ＶＦ：３５０ｍＶに相当するパ
ワーモジュールの温度：１８０℃を得る。After the voltage application for 3 seconds is completed, the temperature of the power module decreases, that is, the forward rising voltage VF.
Rises and returns to the initial voltage VF1: 650 mV,
Further, a voltage is applied for an application time of 2 × t / m = 6 seconds and the forward-direction rising voltage VF at time t2 is measured.
The forward-direction rising voltage VF at this time is 350 mV. Similarly to the case at time t1, the temperature of the power module: 180 ° C. corresponding to the forward rising voltage VF: 350 mV at time t2 is obtained.
【００５２】このようにして試験すべき各パワーモジュ
ールについて、順方向立上がり電圧ＶＦと温度との関係
を求めることができる。なお試験すべき各パワーモジュ
ールについて測定された順方向立上がり電圧ＶＦと温度
との関係および初期電圧ＶＦ１は、制御手段１３に備え
られるメモリ２２にストアされる。In this way, the relationship between the forward-direction rising voltage VF and the temperature can be obtained for each power module to be tested. The relationship between the forward voltage rise VF and the temperature measured for each power module to be tested and the initial voltage VF1 are stored in the memory 22 provided in the control means 13.
【００５３】図４は、パワーモジュールの繰返し耐久試
験方法の概要を示す図である。パワーモジュールの繰返
し耐久試験方法（以後、耐久試験方法と略称する）にお
いては、まず耐久試験するべきパワーモジュール２に通
電する通電電流値Ｉ１を定める。通電電流値Ｉ１は、第
１安定化電源３を手動操作することによって所望の値に
設定してもよく、また制御手段１３を介して第１安定化
電源３を操作設定できる構成にしても良い。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a method of repeating durability test of the power module. In a repeated durability test method for a power module (hereinafter, abbreviated as a durability test method), first, an energization current value I1 to be applied to a power module 2 to be subjected to a durability test is determined. The energizing current value I1 may be set to a desired value by manually operating the first stabilizing power supply 3, or may be configured so that the first stabilizing power supply 3 can be operated and set via the control means 13. .
【００５４】通電電流値Ｉ１を定めた後、パワーモジュ
ールに通電電流値Ｉ１を通電する通電時間ｗ１を定め
る。通電時間ｗ１には、試験サイクルにおいて通電によ
って昇温するパワーモジュール２の温度が、予め定める
基準温度範囲内に到達することができる時間が選択され
る。ここで基準温度範囲とは、予め定められる上限温度
ＴＨと下限温度ＴＬとによって画される温度範囲であ
り、パワーモジュール２の耐久性能を正確に評価するた
めに各試験サイクルにおいてパワーモジュール２を昇温
し到達させるべき温度範囲である。After determining the energizing current value I1, the energizing time w1 for energizing the power module with the energizing current value I1 is determined. For the energization time w1, a time is selected in which the temperature of the power module 2 that rises due to energization in the test cycle can reach the predetermined reference temperature range. Here, the reference temperature range is a temperature range defined by a predetermined upper limit temperature TH and lower limit temperature TL, and the power module 2 is raised in each test cycle in order to accurately evaluate the durability performance of the power module 2. It is the temperature range to be warmed and reached.
【００５５】基準温度範囲すなわち上限温度ＴＨおよび
下限温度ＴＬが定められるのは、以下の理由による。第
１安定化電源３からパワーモジュール２に通電電流値Ｉ
１を通電する試験サイクルにおいて、パワーモジュール
の到達温度が、下限温度ＴＬ未満ではパワーモジュール
２に対する熱負荷が小さ過ぎて耐久性能が不当に長く評
価されることになる。また上限温度ＴＨは、加速試験の
観点からパワーモジュール２の素子ジャンクションの耐
熱温度未満のできるだけ高い温度に設定されるので、試
験サイクルにおけるパワーモジュールの到達温度が、上
限温度ＴＨを超えると熱負荷が過大になり、耐久性能を
不当に短く評価することになる。また甚だしい場合に
は、パワーモジュール２のジャンクションが溶損するこ
とになる。The reference temperature range, that is, the upper limit temperature TH and the lower limit temperature TL are determined for the following reasons. The current value I passed from the first stabilized power supply 3 to the power module 2
If the temperature reached by the power module is less than the lower limit temperature TL in the test cycle in which the power module 1 is energized, the thermal load on the power module 2 is too small and the durability performance is evaluated unduly long. Further, since the upper limit temperature TH is set as high as possible below the heat resistant temperature of the element junction of the power module 2 from the viewpoint of the acceleration test, if the reached temperature of the power module in the test cycle exceeds the upper limit temperature TH, the heat load is increased. It becomes too large, and the durability performance is evaluated as unreasonably short. In addition, in extreme cases, the junction of the power module 2 will be melted.
【００５６】試験サイクルにおいてパワーモジュール２
を到達させるべき目標温度いわゆる狙い値は、下限温度
ＴＬに設定されても良く、または上限温度ＴＨと下限温
度ＴＬとの中間において定められる温度ＴＭ（以後、中
間温度ＴＭと呼ぶ）に設定されても良い。ここでは、中
間温度ＴＭを狙い値として設定した。Power module 2 in the test cycle
The target temperature that should be reached may be set to the lower limit temperature TL, or set to a temperature TM (hereinafter referred to as an intermediate temperature TM) that is set between the upper limit temperature TH and the lower limit temperature TL. Is also good. Here, the intermediate temperature TM is set as the target value.
【００５７】通電電流値Ｉ１および通電時間ｗ１が定め
られると、パワーモジュール２に対して通電電流値Ｉ１
を通電時間ｗ１通電することをｎ回繰返す。図４（ａ）
に示す第１ライン３１は、１回目の試験サイクルにおけ
るパワーモジュール２の昇温曲線である。第１ライン３
１にて示す１回目の昇温では、通電時間ｗ１が経過した
とき、パワーモジュール２の到達温度Ｔｐ１は、狙い値
の中間温度である。When the energizing current value I1 and the energizing time w1 are determined, the energizing current value I1 for the power module 2 is set.
The energization time of w1 is repeated n times. Figure 4 (a)
The first line 31 shown in is a temperature rising curve of the power module 2 in the first test cycle. First line 3
In the first temperature increase indicated by 1, when the energization time w1 elapses, the reached temperature Tp1 of the power module 2 is an intermediate temperature of the target value.
【００５８】一方図４（ａ）に示す第２ライン３２は、
ｎ回目の試験サイクルにおけるパワーモジュール２の昇
温曲線である。試験サイクル数を経るのにともない、パ
ワーモジュール２は経時変化するので、第２ライン３２
は、第１ライン３１とは異なる挙動を示し、ｎ回目の昇
温では、通電時間ｗ１が経過したとき、パワーモジュー
ル２の到達温度Ｔｐｎは、前記基準温度範囲の上限温度
ＴＨを超えている。On the other hand, the second line 32 shown in FIG.
It is a temperature rising curve of the power module 2 in the nth test cycle. As the power module 2 changes with time as the number of test cycles passes, the second line 32
Indicates a behavior different from that of the first line 31, and in the n-th temperature increase, the reached temperature Tpn of the power module 2 exceeds the upper limit temperature TH of the reference temperature range when the energization time w1 has elapsed.
【００５９】このパワーモジュール２の温度は、前述の
ように電圧検出手段９によって検出される順方向立上が
り電圧ＶＦから求められる。すなわち通電時間ｗ１の通
電終了後、制御手段１３は切換手段８ａ，８ｂの動作を
ただちに制御し、第１回路６から第２回路７へと接続を
切換える。このことによって第２安定化電源５からの電
力がパワーモジュール２に供給され、順方向立上がり電
圧ＶＦを測定することが可能になる。測定された順方向
立上がり電圧ＶＦは、メモリ２２から読出される順方向
立上がり電圧ＶＦと温度との関係と比較されパワーモジ
ュール２の到達温度が求められる。The temperature of the power module 2 is obtained from the forward rising voltage VF detected by the voltage detecting means 9 as described above. That is, after the energization of the energization time w1, the control means 13 immediately controls the operation of the switching means 8a and 8b to switch the connection from the first circuit 6 to the second circuit 7. As a result, the power from the second stabilized power supply 5 is supplied to the power module 2 and the forward rising voltage VF can be measured. The measured forward rise voltage VF is compared with the relationship between the forward rise voltage VF read from the memory 22 and the temperature, and the reached temperature of the power module 2 is obtained.
【００６０】前述のようにｎ回目の試験サイクルを終了
した時点におけるパワーモジュール２の到達温度Ｔｐｎ
は、上限温度ＴＨを超えている。したがって前回と同一
の通電時間ｗ１にて試験を継続するとパワーモジュール
２に与えられる熱負荷が過大になるので、耐久性能を不
当に評価することになる。したがって、パワーモジュー
ル２の到達温度Ｔｐｎが、基準温度範囲外にあるとき、
図４（ｂ）に示すようにｎ回目の通電時においてパワー
モジュールの温度が、狙い値である中間温度ＴＭに到達
する通電時間ｗ２を新たな通電時間として定め、次回に
はパワーモジュールに対して通電電流値Ｉ１を通電時間
ｗ２で通電することをｎ回繰返す。As described above, the temperature Tpn reached by the power module 2 at the time when the n-th test cycle is completed.
Exceeds the upper limit temperature TH. Therefore, if the test is continued at the same energization time w1 as the previous time, the heat load applied to the power module 2 becomes excessive, and the durability performance is evaluated unduly. Therefore, when the reached temperature Tpn of the power module 2 is outside the reference temperature range,
As shown in FIG. 4B, the energization time w2 at which the temperature of the power module reaches the intermediate temperature TM which is the target value during the n-th energization is set as a new energization time. Energizing the energizing current value I1 for the energizing time w2 is repeated n times.
【００６１】図４ではｎ回目の通電終了後のパワーモジ
ュール２の到達温度Ｔｐｎが、基準温度範囲外にあると
きについて例示するけれども、ｎ回目の通電終了後のパ
ワーモジュール２の到達温度Ｔｐｎが、基準温度範囲内
にあるときには、パワーモジュール２に対して通電電流
値Ｉ１を前回と同一の通電時間ｗ１で通電することをｎ
回繰返す。In FIG. 4, the ultimate temperature Tpn of the power module 2 after the nth energization is out of the reference temperature range, but the ultimate temperature Tpn of the power module 2 after the nth energization is When the temperature is within the reference temperature range, the power module 2 is energized with the energization current value I1 for the same energization time w1 as the previous time.
Repeat times.
【００６２】このように、通電の繰返し回数ｎ回目に通
電を終了したとき、パワーモジュール２の到達温度Ｔｐ
ｎが、基準温度範囲内にあるか否かを制御手段１３に備
わる比較手段によって判断し、制御手段１３は判断結果
に応答して定められる通電時間でパワーモジュール２に
対して通電電流値Ｉ１を通電するように制御し、通電の
繰返し回数の累積回数が予め定める回数たとえば１×１
０6回に達するまでまたはパワーモジュール２が損壊し
て通電することができない状態になるまで繰返す。In this way, when the energization is finished at the nth number of times of energization, the temperature Tp of the power module 2 reached.
Whether or not n is within the reference temperature range is judged by the comparison means provided in the control means 13, and the control means 13 sets the energization current value I1 to the power module 2 at the energization time determined in response to the judgment result. The power is controlled to be energized, and the cumulative number of repeated energizations is a predetermined number, for example, 1 × 1.
The process is repeated until the number reaches 0 6 times or the power module 2 is damaged and cannot be energized.
【００６３】図５は、耐久試験サイクルにおけるパワー
モジュール２の熱履歴を示す図である。図５中に示す第
３ライン３３は、試験サイクルにおいて測定されるパワ
ーモジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦの時間推移に
伴う変化を示すものである。耐久試験サイクルにおいて
は、パワーモジュール２に通電電流値Ｉ１が定められた
通電時間たとえばｗ１を通電された後、電力が供給され
ない期間においてはパワーモジュール２の温度が下降す
るいわゆる冷却過程が存在する。FIG. 5 is a diagram showing the thermal history of the power module 2 in the durability test cycle. A third line 33 shown in FIG. 5 shows a change with time of the forward-direction rising voltage VF of the power module 2 measured in the test cycle. In the endurance test cycle, there is a so-called cooling process in which the temperature of the power module 2 drops in a period in which no power is supplied after the power module 2 is energized for a predetermined energization time I1, for example, w1.
【００６４】この冷却過程におけるパワーモジュール２
の温度は、前述のように通電時間の終了とともに切換手
段８ａ，８ｂによって回路が切換えられ第２安定化電源
５から電力供給される状態で、電圧検出手段９の検出出
力である順方向立上がり電圧ＶＦとして求められる。パ
ワーモジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦが上昇すな
わち温度が下降し、前記初期電圧ＶＦ１を中央値として
プラスマイナス（以後、±で表す）ΔＶＦ１を有する電
圧範囲内に達したとき、制御手段１３によって切換手段
８ａ，８ｂが第２回路７から第１回路６へと切換動作制
御されて次の試験サイクルの通電が開始される。Power module 2 in this cooling process
As described above, the temperature of is the forward rising voltage which is the detection output of the voltage detecting means 9 in the state where the circuit is switched by the switching means 8a and 8b with the end of the energization time and the power is supplied from the second stabilized power source 5. Calculated as VF. When the forward-direction rising voltage VF of the power module 2 rises, that is, the temperature falls and reaches a voltage range having plus or minus (hereinafter, represented by ±) ΔVF1 with the initial voltage VF1 as a median value, the control means 13 switches. The means 8a and 8b are controlled to switch from the second circuit 7 to the first circuit 6, and the energization of the next test cycle is started.
【００６５】耐久試験するべきパワーモジュールの初期
電圧ＶＦ１は、前述のように制御手段１３に備わるメモ
リ２２にストアされ、前記許容電圧範囲ΔＶＦ１もメモ
リ２２にストアされる。パワーモジュール２の降温過程
において電圧検出手段９によって検出される順方向立上
がり電圧ＶＦとメモリ２２から読出された電圧範囲ＶＦ
１±ΔＶＦ１とが、制御手段１３に備わる比較手段によ
って比較され、順方向立上がり電圧ＶＦが電圧範囲ＶＦ
１±ΔＶＦ１内に達したとき、比較結果に応答して制御
手段１３が前述の通電開始制御を実行する。The initial voltage VF1 of the power module to be subjected to the durability test is stored in the memory 22 provided in the control means 13 as described above, and the allowable voltage range ΔVF1 is also stored in the memory 22. The forward rising voltage VF detected by the voltage detecting means 9 in the temperature decreasing process of the power module 2 and the voltage range VF read from the memory 22.
1 ± ΔVF1 is compared by the comparison means provided in the control means 13, and the forward rising voltage VF is the voltage range VF.
When it reaches within 1 ± ΔVF1, the control means 13 executes the aforementioned energization start control in response to the comparison result.
【００６６】このように、試験サイクルにおけるパワー
モジュールに対する通電開始温度が初期電圧ＶＦ１に基
づいて制御されるので、精度の良い温度履歴をパワーモ
ジュールに与えることが可能になる。また初期電圧ＶＦ
１には、プラスおよびマイナス側に許容電圧範囲ΔＶＦ
１が設けられるので、パワーモジュールの温度下降に要
する時間および到達温度にばらつきが生じた場合であっ
ても、順方向立上がり電圧ＶＦが、電圧範囲ＶＦ１±Δ
ＶＦ１内に達することによって、次の試験サイクルの通
電を開始することができ、長時間断絶することなく耐久
試験の継続が可能になる。As described above, since the energization start temperature for the power module in the test cycle is controlled based on the initial voltage VF1, it becomes possible to provide the power module with an accurate temperature history. Also, the initial voltage VF
1, the allowable voltage range ΔVF on the plus and minus sides
1 is provided, the forward-direction rising voltage VF is the voltage range VF1 ± Δ even when the time required for the temperature decrease of the power module and the reached temperature vary.
By reaching the inside of VF1, energization of the next test cycle can be started, and the durability test can be continued without interruption for a long time.
【００６７】本実施の形態の制御手段１３は、前述した
ような制御に加えてさらに以下のような制御をすること
ができる。制御手段１３は、各パワーモジュール２毎に
設けられる開閉器１２がいずれも第３回路１１ａ，１１
ｂを遮断しているにもかかわらず、パワーモジュールに
対して電力を供給する第１回路６に第１安定化電源３ま
たは電子負荷４の出力電流が流れている状態で、前記電
流検出手段２１の検出出力に応答し、ＧＰＩＢ１９を介
して電子負荷４の出力をＯＦＦもしくは電子負荷４の設
定電流を零アンペアまたはＩ／Ｏ２０を介して第１スイ
ッチ１８を遮断させて第１安定化電源３の出力電流を零
アンペアになるように制御する。このことによって、各
パワーモジュール２毎に設けられる開閉器１２がいずれ
も遮断されて耐久試験を実施する状態に無いときの無駄
な電力消費を抑制することができる。The control means 13 of the present embodiment can perform the following control in addition to the control described above. In the control means 13, the switch 12 provided for each power module 2 is the third circuit 11a, 11
Despite the fact that b is cut off, in the state where the output current of the first stabilized power supply 3 or the electronic load 4 flows in the first circuit 6 that supplies power to the power module, the current detection means 21 In response to the detection output of the first stabilized power supply 3, the output of the electronic load 4 is turned off via the GPIB 19, the set current of the electronic load 4 is turned into 0 ampere, or the first switch 18 is shut off via the I / O 20. Control the output current to zero amperes. As a result, it is possible to suppress wasteful power consumption when all the switches 12 provided for each power module 2 are shut off and the durability test is not performed.
【００６８】また制御手段１３は、耐久試験すべきパワ
ーモジュール２に設けられる開閉器１２が導通状態であ
るにもかかわらず、パワーモジュール２に対して電力を
供給する第１回路６に第１安定化電源３または電子負荷
４の出力電流が流れていないとき、電流検出手段２１の
検出出力に応答し、耐久試験すべきパワーモジュール２
のゲート駆動シーケンスをスキップするように制御す
る。Further, the control means 13 provides the first circuit 6 for supplying the power to the power module 2 with the first stability even though the switch 12 provided in the power module 2 to be subjected to the durability test is in the conductive state. When the output current of the charging power source 3 or the electronic load 4 does not flow, the power module 2 that responds to the detection output of the current detection means 21 and is to undergo the durability test
The gate drive sequence of is controlled so as to be skipped.
【００６９】このように耐久試験するべきパワーモジュ
ール２が装置にセットされていないとき、または装置に
セットされているパワーモジュール２が耐久試験の結果
損壊して通電不能の状態であるとき、試験サイクルを実
施することなく次の耐久試験するべきパワーモジュール
２に移行することができる。このことによって、損壊ま
たは通電異常等の発生したパワーモジュールに試験サイ
クルの通電を行うことがないフェイルセイフが可能にな
る。As described above, when the power module 2 to be subjected to the durability test is not set in the device, or when the power module 2 set in the device is damaged as a result of the durability test and is in a state where it cannot be energized, a test cycle is performed. It is possible to shift to the next power module 2 to be subjected to the durability test without carrying out. As a result, it becomes possible to perform fail-safe without energizing the power module in the test cycle, which has been damaged or has a power failure.
【００７０】また制御手段１３は、熱電対１４によって
検出される検出出力に応答し、パワーモジュール２の温
度が予め定める限界温度Ｔｃｒ以上であるとき、ＧＰＩ
Ｂ１９を介して電子負荷４の出力をＯＦＦもしくは電子
負荷４の設定電流を零アンペアまたはＩ／Ｏ２０を介し
て第１スイッチ１８を遮断して第１安定化電源３の出力
電流を零アンペアになるように制御する。このことによ
って、耐久試験するべきパワーモジュール２を不所望な
高温に曝して損壊させることなく、所望の温度範囲にお
いて精度良く繰返し耐久試験することができる。Further, the control means 13 responds to the detection output detected by the thermocouple 14, and when the temperature of the power module 2 is equal to or higher than the predetermined limit temperature Tcr, GPI.
The output of the electronic load 4 is turned off via B19 or the set current of the electronic load 4 is set to zero ampere, or the first switch 18 is cut off via the I / O20 to make the output current of the first stabilized power source 3 become zero ampere. To control. As a result, the power module 2 to be subjected to the durability test can be accurately and repeatedly subjected to the durability test within a desired temperature range without being exposed to an undesirably high temperature and being damaged.
【００７１】なお熱電対１４は、耐久試験すべきパワー
モジュール２自体に備わるものではなく、別途設けられ
るものである。したがって、この熱電対１４の検出出力
を用いてパワーモジュール２の試験サイクルの温度制御
を行うには精度上充分なものではなく、あくまでもパワ
ーモジュール２が過度に異常昇温した場合、パワーモジ
ュール２への電力供給を停止して装置を保護するフェイ
ルセイフ用に設けられるものである。The thermocouple 14 is not provided in the power module 2 itself to be subjected to the durability test, but is provided separately. Therefore, it is not sufficient in terms of accuracy to control the temperature of the test cycle of the power module 2 using the detection output of the thermocouple 14, and when the power module 2 excessively rises in temperature to an abnormal temperature, It is provided for fail-safe which protects the device by stopping the power supply.
【００７２】図６は、パワーモジュール２の繰返し耐久
試験における試験サイクル数と通電時間ｗｔとの関係を
示す図である。前述したように耐久試験においてパワー
モジュール２を到達させるべき温度の狙い値である中間
温度ＴＭに到達するために要する通電時間ｗｔは、パワ
ーモジュール２の電気的特性の経時変化によって試験サ
イクル数の増加とともに短くなる。この通電時間ｗｔの
実績は、制御手段１３に備わるメモリ２２にストアさ
れ、試験サイクル数と通電時間ｗｔとの関係をメモリ２
２から読出しグラフ化すると図６中の第４ライン３４の
ように示される。図６中における第４ライン３４上の
「○」印は、試験サイクル数と通電時間ｗｔとの関係を
表す実績値である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of test cycles and the energization time wt in the repeated durability test of the power module 2. As described above, the energization time wt required to reach the intermediate temperature TM, which is the target value of the temperature that the power module 2 should reach in the durability test, increases the number of test cycles due to the change over time in the electrical characteristics of the power module 2. Becomes shorter with. The record of the energization time wt is stored in the memory 22 provided in the control means 13, and the relationship between the number of test cycles and the energization time wt is stored in the memory 2.
When read out from 2 and graphed, it is shown as the fourth line 34 in FIG. The “◯” mark on the fourth line 34 in FIG. 6 is an actual value representing the relationship between the number of test cycles and the energization time wt.
【００７３】耐久試験装置１の制御手段１３には演算手
段が備わり、メモリ２２から読出した試験サイクル数と
通電時間ｗｔとの関係の実績データを演算処理、たとえ
ば補間法による外挿をすることによって、次のｎ回の試
験サイクルにおいて中間温度ＴＭに達するのに要する通
電時間ｗｔを予測することが可能である。図６中におけ
る「●」印は、前述のようにして求めた次のｎ回の試験
サイクルにおける通電時間ｗｔの予測値である。The control means 13 of the durability test apparatus 1 is provided with an arithmetic means, and the actual data of the relationship between the number of test cycles read from the memory 22 and the energization time wt is arithmetically processed, for example, extrapolated by an interpolation method. , It is possible to predict the energization time wt required to reach the intermediate temperature TM in the next n test cycles. The mark "" in FIG. 6 is a predicted value of the energization time wt in the next n test cycles obtained as described above.
【００７４】本実施の形態では、試験サイクル数ｎ回目
毎に、パワーモジュール２の温度が基準温度範囲内にあ
るか否かを判断し、基準温度範囲外にあるときには、試
験サイクル数ｎ回目に中間温度ＴＭに到達するのに要し
た時間の実績値を次のｎ回の試験サイクルにおいて用い
る通電時間に定めているけれども、このようにして定め
る通電時間と前記予測値とが一致する場合、試験サイク
ル数ｎ回目に中間温度ＴＭに到達するのに要した時間の
実績値に代えて、前記予測値を次のｎ回の試験サイクル
に用いる通電時間として新たに設定するようにしても良
い。In this embodiment, it is determined whether or not the temperature of the power module 2 is within the reference temperature range for every nth test cycle number, and when it is outside the reference temperature range, the nth test cycle number is determined. Although the actual value of the time required to reach the intermediate temperature TM is set as the energization time used in the next n test cycles, if the energization time thus determined and the predicted value match, the test is performed. Instead of the actual value of the time required to reach the intermediate temperature TM at the nth cycle, the predicted value may be newly set as the energization time used for the next n test cycles.
【００７５】図７は、本発明の第２の実施の形態である
耐久試験装置３５の要部の構成を簡略化して示す系統図
である。本実施の形態の耐久試験装置３５は、実施の第
１形態の耐久試験装置１に類似し、対応する部分につい
ては同一の参照符号を付して説明を省略する。耐久試験
装置３５は、パワーモジュール２のゲートに印加される
電圧を検出するゲート電圧検出手段３６と、パワーモジ
ュール２において発生する熱を放熱させる放熱板３７
と、放熱板３７をパワーモジュール２に対して近接離反
するように移動させる移動手段３８とを含む。FIG. 7 is a system diagram showing a simplified structure of a main part of an endurance test apparatus 35 according to a second embodiment of the present invention. The endurance test device 35 of the present embodiment is similar to the endurance test device 1 of the first embodiment, and corresponding parts are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The endurance test device 35 includes a gate voltage detection unit 36 that detects a voltage applied to the gate of the power module 2 and a heat dissipation plate 37 that dissipates heat generated in the power module 2.
And a moving means 38 for moving the heat sink 37 so as to move closer to and away from the power module 2.
【００７６】放熱板３７は、たとえば銅またはアルミニ
ウムなどの熱伝導率の高い金属製の薄板であり、パワー
モジュール２に当接したとき、パワーモジュール２から
伝導される熱を大気中に放散してパワーモジュール２を
迅速に降温させる働きをする。また放熱板３７には、パ
ワーモジュール２と当接する側と反対側に放熱を促進す
るためのフィンが形成されても良い。The heat radiating plate 37 is a thin plate made of metal having a high thermal conductivity such as copper or aluminum, and dissipates the heat conducted from the power module 2 to the atmosphere when it abuts on the power module 2. The power module 2 serves to quickly cool the temperature. Further, the heat dissipation plate 37 may be provided with fins on the side opposite to the side in contact with the power module 2 for promoting heat dissipation.
【００７７】移動手段３８は、たとえば油圧などのシリ
ンダ３９によって一端部に前記放熱板３７の装着された
ロッド４０を矢符４１に示す方向に駆動し、放熱板３７
をパワーモジュール２に当接させ、また離間させる。The moving means 38 drives the rod 40 having the heat radiating plate 37 attached to one end thereof in the direction indicated by the arrow 41 by a cylinder 39 such as hydraulic pressure to move the heat radiating plate 37.
Are brought into contact with and separated from the power module 2.
【００７８】制御手段１３は、ゲート電圧検出手段３６
の検出出力に応答して移動手段３８の動作を制御し、第
３安定化電源１０からパワーモジュール２のゲートに電
圧が印加されている状態で放熱板３７をパワーモジュー
ル２に当接させ、第３安定化電源１０からパワーモジュ
ール２のゲートに電圧が印加されていない状態で放熱板
３７をパワーモジュール２から離間させる。The control means 13 has a gate voltage detecting means 36.
The operation of the moving means 38 is controlled in response to the detection output of the power module 2, and the heat dissipation plate 37 is brought into contact with the power module 2 while the voltage is being applied from the third stabilizing power source 10 to the gate of the power module 2, 3. The heat dissipation plate 37 is separated from the power module 2 in a state in which a voltage is not applied from the stabilized power supply 10 to the gate of the power module 2.
【００７９】このことによって、パワーモジュール２に
通電されていない冷却過程においては、放熱板３７をパ
ワーモジュール２に当接させ伝熱損失を促進することに
よって、パワーモジュール２の冷却速度を速くすること
ができる。したがって、試験サイクルにおける冷却過程
に要する時間を短くすることができるので、パワーモジ
ュール２の耐久試験に要する時間の短縮を実現すること
ができる。As a result, in the cooling process in which the power module 2 is not energized, the heat dissipation plate 37 is brought into contact with the power module 2 to promote heat transfer loss, thereby increasing the cooling rate of the power module 2. You can Therefore, the time required for the cooling process in the test cycle can be shortened, and the time required for the durability test of the power module 2 can be shortened.
【００８０】以上に述べたように、本実施の形態では、
パワーモジュール２は、ＦＥＴモジュールであるけれど
も、これに限定されることなく、ＩＧＢＴ(Insulated G
ateBipolar Transistor)モジュールなど他のモジュール
であっても良い。As described above, in the present embodiment,
The power module 2 is an FET module, but is not limited to this, and an IGBT (Insulated G
Other modules such as an ateBipolar Transistor module may be used.
【００８１】[0081]
【発明の効果】本発明によれば、パワーモジュールの順
方向立上がり電圧ＶＦからパワーモジュールの温度を求
めることができ、順方向立上がり電圧ＶＦを検出する電
圧検出手段の検出出力すなわちパワーモジュールの温度
に応答して、制御手段はパワーモジュールに電力が供給
される通電時間を制御するので、温度センサを伴わない
パワーモジュールにおいても、パワーモジュールの温度
検出手段を別途設けることなく精度よくパワーモジュー
ルの試験温度を制御して耐久性能を精度良く評価するこ
とができる。According to the present invention, the temperature of the power module can be obtained from the forward rising voltage VF of the power module, and the detected output of the voltage detecting means for detecting the forward rising voltage VF, that is, the temperature of the power module. In response, the control means controls the energization time during which power is supplied to the power module, so even in a power module without a temperature sensor, the test temperature of the power module can be accurately measured without separately providing the temperature detection means of the power module. Can be controlled to evaluate the durability performance with high accuracy.
【００８２】また本発明によれば、仕様が同一の複数の
パワーモジュールをそれぞれ異なる条件で同一の機会に
繰返し耐久試験することができ、また仕様の異なる複数
パワーモジュールを、個々のパワーモジュールに適した
それぞれ異なる試験条件によって同一の機会に繰返し耐
久試験することができる。Further, according to the present invention, a plurality of power modules having the same specifications can be repeatedly subjected to the durability test under different conditions at the same opportunity, and a plurality of power modules having different specifications are suitable for individual power modules. Moreover, the durability test can be repeated at the same opportunity under different test conditions.
【００８３】また本発明によれば、耐久試験の実績をメ
モリにストアすることができるので、メモリから読出さ
れた試験条件実績を用いて、たとえば外挿法によって次
回にパワーモジュールに印加される通電時間を予測する
ことが可能になり、また同一仕様のパワーモジュールに
ついての試験条件および試験結果を読出し比較すること
によって、試験結果の異常等を容易に検知することが可
能になる。Further, according to the present invention, since the results of the durability test can be stored in the memory, the current applied to the power module next time is applied by the extrapolation method using the test condition results read from the memory. It becomes possible to predict the time, and by reading and comparing the test conditions and the test results for the power modules having the same specifications, it becomes possible to easily detect an abnormality in the test results.
【００８４】また本発明によれば、各パワーモジュール
毎に設けられる開閉器がいずれも回路を遮断し、耐久試
験を実施する状態にないとき、制御手段は、電子負荷の
出力をＯＦＦもしくは電子負荷の設定電流を零アンペア
または第１安定化電源の出力電流を零アンペアになるよ
うに制御するので、無駄な電力消費を抑制することがで
きる。Further, according to the present invention, when all the switches provided for each power module shut off the circuit and are not in the state for carrying out the durability test, the control means turns off the output of the electronic load or turns off the electronic load. The set current is controlled to be zero amps or the output current of the first stabilized power supply is controlled to be zero amps, so that wasteful power consumption can be suppressed.
【００８５】また本発明によれば、耐久試験するべきパ
ワーモジュールが装置にセットされていないとき、また
は装置にセットされているパワーモジュールが耐久試験
の結果損壊して通電不能の状態であるとき、試験サイク
ルを実施することなく次の耐久試験するべきパワーモジ
ュールに移行できるので、不所望に試験サイクルの通電
を行うことがないフェイルセイフが可能になる。Further, according to the present invention, when the power module to be subjected to the durability test is not set in the device, or when the power module set in the device is damaged as a result of the durability test and is in the state of being unable to conduct electricity, Since it is possible to shift to the next power module to be subjected to the durability test without executing the test cycle, it is possible to perform fail-safe without undesirably energizing the test cycle.
【００８６】また本発明によれば、耐久試験するべきパ
ワーモジュールを不所望な高温に曝して損壊させること
なく、所望の温度範囲において精度良く繰返し耐久試験
することができる。Further, according to the present invention, the power module to be subjected to the durability test can be accurately and repeatedly subjected to the durability test in the desired temperature range without being exposed to an undesirably high temperature and being damaged.
【００８７】また本発明によれば、制御手段は、パワー
モジュールに通電されていない冷却過程において、放熱
板をパワーモジュールに当接させ伝熱損失を促進するこ
とによって、パワーモジュールの冷却速度を速くするこ
とができるので、試験サイクルにおける冷却過程の時間
を短くし、耐久試験に要する時間の短縮を実現すること
ができる。According to the present invention, the control means accelerates the cooling rate of the power module by bringing the heat sink into contact with the power module to promote heat transfer loss in the cooling process in which the power module is not energized. Therefore, the time of the cooling process in the test cycle can be shortened and the time required for the durability test can be shortened.
【００８８】また本発明によれば、試験サイクル数ｎ回
目ごとにパワーモジュールの温度を検出し、各試験サイ
クルにおいてパワーモジュールの昇温到達温度が予め定
める基準温度範囲内にあるように、パワーモジュールに
対する通電時間を補正するので、試験すべきパワーモジ
ュールに精度の良い熱履歴を与えることが可能であり、
耐久性能を精度良く評価することができる。Further, according to the present invention, the temperature of the power module is detected every nth test cycle, and the power module is adjusted so that the temperature reached by the power module in each test cycle is within the predetermined reference temperature range. It corrects the energization time to, so it is possible to give an accurate thermal history to the power module to be tested.
The durability performance can be accurately evaluated.
【００８９】また本発明によれば、パワーモジュールに
別途温度検出手段を設けることなく、繰返し耐久試験に
おけるパワーモジュールの順方向立上がり電圧を測定す
ることによって、パワーモジュールの温度を検出するこ
とができる。Further, according to the present invention, the temperature of the power module can be detected by measuring the forward-direction rising voltage of the power module in the repeated durability test without separately providing the temperature detecting means in the power module.
【００９０】また本発明によれば、各試験サイクルのパ
ワーモジュールの降温過程において、パワーモジュール
の順方向立上がり電圧ＶＦと初期電圧ＶＦ１とが比較さ
れ、順方向立上がり電圧ＶＦが初期電圧ＶＦ１と等しく
なったとき、通電電流値Ｉ１の通電が開始されるので、
精度の良い温度履歴をパワーモジュールに与えることが
可能になる。Further, according to the present invention, in the temperature decreasing process of the power module in each test cycle, the forward rising voltage VF of the power module and the initial voltage VF1 are compared, and the forward rising voltage VF becomes equal to the initial voltage VF1. At this time, since the energization of the energization current value I1 is started,
It is possible to give a highly accurate temperature history to the power module.
【００９１】また本発明によれば、初期電圧ＶＦ１に
は、プラスおよびマイナス側に許容電圧範囲ΔＶＦ１が
設けられるので、パワーモジュールの温度下降に要する
時間および到達温度にばらつきが生じた場合であって
も、許容電圧範囲ΔＶＦ１内に達することによって、次
の試験サイクルの通電が開始され耐久試験が長時間断絶
することなく継続される。Further, according to the present invention, since the initial voltage VF1 is provided with the allowable voltage range ΔVF1 on the plus side and the minus side, the time required for the temperature decrease of the power module and the reached temperature vary. Also, by reaching the allowable voltage range ΔVF1, the energization of the next test cycle is started and the durability test is continued without interruption for a long time.
【図１】本発明の実施の一形態であるパワーモジュール
の繰返し耐久試験装置１の電気的構成を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a repeated durability test apparatus 1 for a power module, which is an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すパワーモジュールの繰返し耐久試験
装置１の全体構成を簡略化して示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing a simplified overall configuration of a repeated durability test apparatus 1 for the power module shown in FIG.
【図３】パワーモジュール２の順方向立上がり電圧ＶＦ
と温度との関係を示す図である。FIG. 3 is a forward rising voltage VF of the power module 2.
It is a figure which shows the relationship between temperature and temperature.
【図４】パワーモジュールの繰返し耐久試験方法の概要
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a repeated durability test method for a power module.
【図５】耐久試験サイクルにおけるパワーモジュール２
の熱履歴を示す図である。FIG. 5: Power module 2 in durability test cycle
It is a figure which shows the heat history of.
【図６】パワーモジュール２の繰返し耐久試験における
試験サイクル数と通電時間ｗｔとの関係を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the number of test cycles and an energization time wt in a repeated durability test of the power module 2.
【図７】本発明の第２の実施の形態である耐久試験装置
３５の要部の構成を簡略化して示す系統図である。FIG. 7 is a system diagram showing a simplified configuration of a main part of an endurance test apparatus 35 according to a second embodiment of the present invention.
１，３５ 耐久試験装置 ２ パワーモジュール ３ 第１安定化電源 ４ 電子負荷 ５ 第２安定化電源 ８ａ，８ｂ 切換手段 ９ 電圧検出手段 １０ 第３安定化電源 １２ 開閉器 １３ 制御手段 1,35 Durability test device 2 power modules 3 First stabilized power supply 4 electronic load 5 Second stabilized power supply 8a, 8b switching means 9 Voltage detection means 10 Third stabilized power supply 12 switches 13 Control means
Claims (11)
ルを耐久試験する繰返し耐久試験装置において、 前記パワーモジュールに電力を供給する第１安定化電源
と、 第１安定化電源に接続され第１安定化電源からパワーモ
ジュールに供給される電力を可変に設定する電子負荷
と、 パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦを測定する
ためにパワーモジュールに電力を供給する第２安定化電
源と、 第１安定化電源からパワーモジュールに対する電力の供
給と、第２安定化電源からパワーモジュールに対する電
力の供給とのいずれか一方に切換える切換手段と、 切換手段によって第２安定化電源から電力が供給されて
いる状態でパワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦ
を検出する電圧検出手段と、 パワーモジュールのゲートに電圧を印加する第３安定化
電源と、 パワーモジュール毎に設けられ、パワーモジュールに対
する通電を導通／遮断する開閉器と、 前記電圧検出手段の検出出力に応答し、第１安定化電源
からパワーモジュールに電力が供給される通電時間を制
御する制御手段とを含むことを特徴とするパワーモジュ
ールの繰返し耐久試験装置。1. A repeated durability test apparatus for durability testing a plurality of power modules connected in parallel, comprising: a first stabilized power supply for supplying power to the power modules; and a first stabilized power supply connected to the first stabilized power supply. An electronic load that variably sets the power supplied to the power module from the digital power supply, a second stabilized power supply that supplies power to the power module to measure the forward-direction rising voltage VF of the power module, and a first stabilization. Switching means for switching between power supply from the power source to the power module and power supply from the second stabilized power source to the power module, and a state in which power is supplied from the second stabilized power source by the switching means. Forward voltage VF of power module
Voltage detecting means for detecting a voltage, a third stabilized power source for applying a voltage to the gate of the power module, a switch provided for each power module and connecting / disconnecting power to the power module, and detection by the voltage detecting means. A power module repetitive durability test apparatus, comprising: a control unit that controls an energization time in which power is supplied from the first stabilized power supply to the power module in response to the output.
る通電時間と、 電子負荷によって設定される第１安定化電源からパワー
モジュールに供給される電力とを、 耐久試験するべき各パワーモジュール毎に制御できるよ
うに構成されることを特徴とする請求項１記載のパワー
モジュールの繰返し耐久試験装置。2. The control means sets an energization time during which power is supplied from the first stabilized power supply to the power module and power supplied from the first stabilized power supply to the power module, which is set by an electronic load. 2. The repeated durability test apparatus for a power module according to claim 1, wherein the repeated durability test apparatus is configured to be controllable for each power module to be tested for durability.
電子負荷による設定値との実績が前記メモリにストアさ
れることを特徴とする請求項１または２記載のパワーモ
ジュールの繰返し耐久試験装置。3. The control means is provided with a memory, and a record of the energization time for each power module energized and a set value by the electronic load is stored in the memory. A repeated durability test apparatus for a power module according to 1 or 2.
ルに対して電力を供給する回路には電流を検出する電流
検出手段が設けられ、 前記制御手段は、 各パワーモジュール毎に設けられる前記開閉器が遮断さ
れ第１安定化電源または電子負荷の電流が出力されてい
る状態で、 電流検出手段の検出出力に応答し、電子負荷の出力をＯ
ＦＦもしくは電子負荷の設定電流を零アンペアまたは第
１安定化電源の出力電流を零アンペアになるように制御
することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
パワーモジュールの繰返し耐久試験装置。4. A circuit for supplying power from the first stabilized power supply to a power module is provided with a current detection means for detecting a current, and the control means is provided for each power module. Is cut off and the current of the first stabilized power supply or the electronic load is being output, the output of the electronic load is turned off in response to the detection output of the current detecting means.
The repeated durability test of the power module according to any one of claims 1 to 3, wherein the set current of the FF or the electronic load is controlled to be zero ampere or the output current of the first stabilized power source is zero ampere. apparatus.
器が導通され第１安定化電源または電子負荷の電流が出
力されていない状態で、 電流検出手段の検出出力に応答し、前記耐久試験すべき
パワーモジュールのゲート駆動シーケンスをスキップす
るように制御することを特徴とする請求項４記載のパワ
ーモジュールの繰返し耐久試験装置。5. The control means outputs the detection output of the current detection means in a state where the switch provided in the power module to be subjected to the durability test is conducted and the current of the first stabilized power supply or the electronic load is not output. 5. The repeated durability test apparatus for a power module according to claim 4, which responds and controls so as to skip the gate drive sequence of the power module to be tested for durability.
ジュール毎に温度検出手段が設けられ、パワーモジュー
ルの温度が予め定める限界温度Ｔｃｒ以上である状態
で、 前記制御手段は、 温度検出手段の出力に応答し、電子負荷の出力をＯＦＦ
もしくは電子負荷の設定電流を零アンペアまたは第１安
定化電源の出力電流を零アンペアになるように制御する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパワ
ーモジュールの繰返し耐久試験装置。6. The power module is provided with temperature detection means for each power module, and the control means outputs the temperature detection means in a state where the temperature of the power module is equal to or higher than a predetermined limit temperature Tcr. Responds and turns off the electronic load output
Alternatively, the set current of the electronic load is controlled to be zero ampere or the output current of the first stabilized power source is controlled to be zero ampere, and the repeated durability test apparatus for the power module according to any one of claims 1 to 5. .
れる電圧を検出するゲート電圧検出手段と、 パワーモジュールにおいて発生する熱を放熱させる放熱
板と、 放熱板をパワーモジュールに対して近接離反するように
移動させる移動手段とをさらに備え、 前記制御手段は、 ゲート電圧検出手段の検出出力に応答し、第３安定化電
源からパワーモジュールのゲートに電圧が印加されてい
る状態で放熱板がパワーモジュールに当接し、第３安定
化電源からパワーモジュールのゲートに電圧が印加され
ていない状態で放熱板がパワーモジュールから離間する
ように移動手段を制御することを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載のパワーモジュールの繰返し耐久試
験装置。7. A gate voltage detecting means for detecting a voltage applied to the gate of the power module, a heat radiating plate for radiating heat generated in the power module, and a heat radiating plate for moving away from the power module. The control means is further provided with a moving means for moving the heat radiating plate in the power module in response to the detection output of the gate voltage detecting means, while the voltage is applied from the third stabilizing power supply to the gate of the power module. The moving means is controlled so that the heat radiating plate is in contact with the power module and the heat radiating plate is separated from the power module in a state where the voltage is not applied from the third stabilizing power source to the gate of the power module.
The repeated durability test apparatus for a power module according to any one of 6 above.
電する通電電流値Ｉ１を定め、 パワーモジュールに通電電流値Ｉ１を通電する通電時間
ｗ１を定め、 パワーモジュールに対して通電電流値Ｉ１を通電時間ｗ
１通電することをｎ回繰返し、 通電の繰返し回数ｎ回目に通電を終了したとき、パワー
モジュールの温度が、予めそれぞれ定められる温度であ
る上限温度ＴＨと下限温度ＴＬとによって設定される基
準温度範囲（ＴＬ以上、ＴＨ以下）内にあるか否かを判
断し、 前記基準温度範囲内にあるとき、パワーモジュールに対
して通電電流値Ｉ１を通電時間ｗ１で通電することをｎ
回繰返し、 前記基準温度範囲外にあるとき、ｎ回目の通電時におい
てパワーモジュールの温度が、下限温度ＴＬまたは下限
温度ＴＬと上限温度ＴＨとの中間において予め定められ
る温度ＴＭに到達する通電時間ｗ２を定め、パワーモジ
ュールに対して通電電流値Ｉ１を通電時間ｗ２で通電す
ることをｎ回繰返し、 通電の繰返し回数ｎ回目毎に、通電終了時のパワーモジ
ュールの温度が、前記基準温度範囲内にあるか否かを判
断し、判断結果に応答して定められる通電時間でパワー
モジュールに対して通電電流値Ｉ１を通電することを、
通電の繰返し回数の累積回数が予め定める回数に達する
までまたはパワーモジュールが損壊して通電することが
できない状態になるまで繰返すことを特徴とするパワー
モジュールの繰返し耐久試験方法。8. An energization current value I1 for energizing the power module to be subjected to the durability test is determined, an energization time w1 for energizing the power module for the energization current value I1 is determined, and the energization current value I1 is applied for the power module w.
1 energization is repeated n times, and when energization is terminated at the nth number of times of energization, the temperature of the power module is set to a reference temperature range set by an upper limit temperature TH and a lower limit temperature TL, which are predetermined temperatures. (TL or more and TH or less) is determined, and when the temperature is within the reference temperature range, the power module is energized at the energization current value I1 for the energization time w1.
Repeated times, when the temperature is out of the reference temperature range, the energization time w2 when the temperature of the power module reaches the predetermined temperature TM at the lower limit temperature TL or between the lower limit temperature TL and the upper limit temperature TH during the nth energization And energizing the power module with the energizing current value I1 for the energizing time w2 is repeated n times, and the temperature of the power module at the end of energization is within the reference temperature range every n times of the number of times of energizing. It is determined whether or not there is, and the energizing current value I1 is energized to the power module for the energizing time determined in response to the determination result,
A repeated durability test method for a power module, which is repeated until the cumulative number of repeated times of energization reaches a predetermined number or until the power module is damaged and cannot be energized.
ーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦを測定する測定
点数ｍとを予め定め、 パワーモジュールへの印加開始時の順方向立上がり初期
電圧ＶＦ１を測定し、 前記初期電圧ＶＦ１に対応するパワーモジュールの温度
を求め、 印加時間ｔを測定点数ｍで除した繰返し印加時間：ｔ／
ｍを印加して順方向立上がり電圧ＶＦを測定し、 パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前記初期
電圧ＶＦ１に戻ったとき、印加時間：２×ｔ／ｍを印加
して印加後順方向立上がり電圧ＶＦを測定し、 さらにパワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前
記初期電圧ＶＦ１に戻ったとき、電圧を印加して順方向
立上がり電圧ＶＦを測定する操作を、印加時間：ｍ×ｔ
／ｍを印加するまで繰返し、 各測定点における順方向立上がり電圧ＶＦと前記初期電
圧ＶＦ１との電圧差ΔＶＦ（＝ＶＦ−ＶＦ１）と、前記
初期電圧ＶＦ１に対応するパワーモジュールの温度とパ
ワーモジュール固有の順方向立上がり電圧ＶＦに対する
温度勾配の特性とに基づいて求められる温度であること
を特徴とする請求項８記載のパワーモジュールの繰返し
耐久試験方法。9. The temperature of the power module is set such that an application time t for applying a voltage to the power module and a number of measurement points m for measuring the forward-direction rising voltage VF of the power module are determined in advance, and when the application to the power module is started. The forward-direction rising initial voltage VF1 is measured, the temperature of the power module corresponding to the initial voltage VF1 is determined, and the repeated application time obtained by dividing the application time t by the number of measurement points m: t /
m is applied to measure the forward rise voltage VF, and when the forward rise voltage VF of the power module returns to the initial voltage VF1, the application time: 2 × t / m is applied and the forward rise voltage after application is applied. VF is measured, and when the forward-direction rising voltage VF of the power module returns to the initial voltage VF1, the operation of applying a voltage to measure the forward-direction rising voltage VF is applied time: m × t
/ M is applied, the voltage difference ΔVF (= VF-VF1) between the forward voltage VF and the initial voltage VF1 at each measurement point, the temperature of the power module corresponding to the initial voltage VF1, and the power module specific 9. The repeated durability test method for a power module according to claim 8, wherein the temperature is a temperature determined based on the characteristic of the temperature gradient with respect to the forward rise voltage VF.
順方向立上がり初期電圧ＶＦ１はメモリにストアされ、 パワーモジュールに対して通電電流値Ｉ１が通電されて
いない状態でパワーモジュールの順方向立上がり電圧Ｖ
Ｆを測定し、 測定された順方向立上がり電圧ＶＦとメモリから読出さ
れた前記初期電圧ＶＦ１とを比較し、 パワーモジュールの順方向立上がり電圧ＶＦが前記初期
電圧ＶＦ１と等しくなったとき、通電電流値Ｉ１の通電
を開始することを特徴とする請求項９記載のパワーモジ
ュールの耐久試験方法。10. The forward rising initial voltage VF1 of the power module to be subjected to the endurance test is stored in a memory, and the forward rising voltage V of the power module is stored in a state where the energizing current value I1 is not applied to the power module.
F is measured, and the measured forward voltage VF is compared with the initial voltage VF1 read from the memory. When the forward voltage VF of the power module becomes equal to the initial voltage VF1, the energizing current value is The durability test method for a power module according to claim 9, wherein the energization of I1 is started.
Ｉ１の通電が開始されるべき順方向立上がり初期電圧Ｖ
Ｆ１には、 プラスおよびマイナス側に許容電圧範囲ΔＶＦ１が設け
られることを特徴とする請求項１０記載のパワーモジュ
ールの繰返し耐久試験方法。11. A forward rising initial voltage V at which energization of an energizing current value I1 to the power module should be started.
11. The repeated durability test method for a power module according to claim 10, wherein the allowable voltage range ΔVF1 is provided on the plus side and the minus side of F1.
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