JP2004245625A

JP2004245625A - 回路検査装置および回路検査方法

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Publication number: JP2004245625A
Application number: JP2003033523A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Okamura; 武志岡村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP4069755B2

Abstract

【課題】小さな設備で簡単に実施可能であり，消費電力も小さい回路検査装置および回路検査方法を提供すること。
【解決手段】本発明の回路検査装置であるインバータ検査装置１は，インバータ１０において，複数のトランジスタ列を有するトランジスタ部１１と，各トランジスタへの制御信号を出力する制御回路部１２との接合点を検査するものである。インバータ検査装置１は，インバータ１０のトランジスタ列の両端に直流電圧を印加する定電圧電源２１と，インバータ１０の制御回路部１２に特定のパターンの制御信号の出力を指示する信号発生装置２２と，過剰電流を検知するブレーカ２３と，抵抗負荷２４と，インバータ１０のトランジスタ列の中間の出力点の電圧を計測する電圧計２５，２６，２７と，抵抗負荷の接続点の電圧を計測する電圧計２８とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列を有する対象回路の不良検出のための回路検査装置および回路検査方法に関する。さらに詳細には，対象回路の接続状態を検査する回路検査装置および回路検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列を有する回路の一例として，インバータが使用されている。インバータは，直流を所望の周波数の交流に変換させるためのものである。一般にインバータ１０は，図５に示すように，２つのトランジスタが直列接続されたトランジスタ列を複数列有するトランジスタ部１１と，各トランジスタの制御を行う制御回路部１２とによって構成されている。そして，トランジスタ部１１の入力端子１１ａに直流電圧を供給するとともに，制御回路部１２にパルス変調信号を入力することにより，出力端子１１ｂの間に所望の周波数の交流電圧を得ることができるものである。
【０００３】
このインバータ１０の不良検出のために，従来より種々の回路検査装置が考案されている（例えば，特許文献１，特許文献２参照。）。これらは，インバータ１０に組み込まれた状態で，各トランジスタの電気的特性や開放・短絡不良を検査するための回路検査装置である。従来の回路検査装置の一例を図６に示す。インバータ検査装置１００は，自動車に使用されるインバータ１０に対し，製品としてのレベルでの検査を行うものである。
【０００４】
このインバータ検査装置１００は，トランジスタ部１１の入力端子１１ａに接続する５００〜６００Ｖの高電圧電源１０１と，制御回路部１２に接続するパルス変調信号発生装置１０２とを備えている。さらに，インバータ１０から出力される交流電流を計測するために，出力端子１１ｂの間に接続される擬似負荷１０３をも有している。この擬似負荷１０３は，実車における負荷に相当する抵抗分とリアクタンス分とを含むものである。そして，これらによってインバータ１０を動作させ，出力端子１１ｂから出力される電流を電流センサ１０４と電流計１０５とによって計測するのである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３１８６０８号公報
【特許文献２】
実開昭和６３−１０７８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来のインバータ検査装置１００では，実車レベルでの回路検査装置であるので，高電圧の入力電圧とかなり大きい負荷を用意する必要がある。そのため，トランジスタ部１１や制御回路部１２に対してインバータ検査装置１００が大きいものとなり，また検査実施のための消費電力も大きいものとなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の回路検査装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，小さな設備で簡単に実施可能であり，消費電力も小さい回路検査装置および回路検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の回路検査装置は，２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列と，各トランジスタへの制御信号を出力する制御回路とを有する対象回路における，トランジスタと制御回路との接合点を検査する回路検査装置であって，対象回路のトランジスタ列の両端に直流電圧を印加する直流電圧印加部と，対象回路の制御回路に特定のパターンの制御信号の出力を指示する指示部と，対象回路のトランジスタ列の中間の出力点の電圧を計測する出力電圧計測部とを有するものである。
【０００９】
本発明の回路検査装置によれば，直流電圧印加部によって対象回路のトランジスタ列に直流電圧が印加され，指示部によって対象回路の制御回路に特定のパターンの制御信号の出力が指示される。そのとき，出力電圧計測部によって，対象回路のトランジスタ列の中間の出力点の電圧が計測されれば，指示されたパターンに応じた出力が得られているかどうかが検査される。すなわち，トランジスタ列の各トランジスタが指示通りに動作しているか否かをチェックできる。これにより，接合点の良否検査ができる。この検査では，指示パターンと出力パターンとの整合性が検査されるのみであるので，電流値の測定は不要であり，高電圧の入力電圧は不要である。従って，小さな設備で簡単に実施可能であり，消費電力も小さい回路検査装置となっている。
【００１０】
さらに，本発明の回路検査装置は，複数の出力電圧計測部を有し，各出力電圧計測部に一端が接続されるとともに，他端が互いに接続された複数の抵抗負荷と，複数の抵抗負荷の他端の接続点の電圧を計測する中間電圧計測部とを有することが望ましい。
このようにすれば，インバータのような複数のトランジスタ列を有する対象回路に対して，各トランジスタ列の検査を行うことができる。また，交流成分を有する電流を流すものではないのでリアクタンス分は不要であり，小さな抵抗負荷で検査が可能となる。
【００１１】
さらに，本発明の回路検査装置は，直流電圧印加部と直列に設けられた過剰電流検知部を有することが望ましい。
このようにすれば，接合点の異常によって過電流が発生した場合に，検知できるからである。
【００１２】
また，本発明は，２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列と，各トランジスタへの制御信号を出力する制御回路とを有する対象回路の回路検査方法であって，トランジスタ列の検査および制御回路の検査を，トランジスタ列と制御回路との接続前にあらかじめ済ませておき，トランジスタ列と制御回路との接続後に，対象回路のトランジスタ列の両端に直流電圧を印加し，対象回路の制御回路に特定のパターンの制御信号の出力を指示し，その状態で対象回路のトランジスタ列の中間の出力点の電圧を計測する電圧計測を行う回路検査方法にも及ぶ。
【００１３】
さらに，本発明の回路検査方法は，複数のトランジスタ列を有する対象回路を検査対象とし，電圧計測の際，各トランジスタ列の中間の出力点の電圧と，それらの出力点からそれぞれ負荷抵抗を介して一箇所に接続させた接続点の電圧を測定し，トランジスタ列における過剰電流の発生の有無を検知することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は，自動車用モータ等に使用されるインバータを検査するインバータ検査装置である。
【００１５】
本実施の形態のインバータ検査装置１は，その概略構成を図１に示すように，インバータ１０に接続して使用される。インバータ１０は，６個のトランジスタが互いに接続されている大電力トランジスタ部１１と，各トランジスタの制御を行う制御回路部１２とを有する，従来と同様のものである。以下では，トランジスタ部１１の各トランジスタを区別するために，図１に示すように，図中上段の３つを左からＵＰ，ＶＰ，ＷＰとし，下段の３つを左からＵＮ，ＶＮ，ＷＮと呼ぶ。各トランジスタは，ＵＰとＵＮ，ＶＰとＶＮ，ＷＰとＷＮがそれぞれ直列接続され，それぞれトランジスタ列を構成している。このインバータ１０がインバータ検査装置１の対象回路である。
【００１６】
インバータ検査装置１は，インバータ１０に対する入力側として，トランジスタ部１１の入力端子１１ａに接続される定電圧電源２１と，制御回路部１２に接続される信号発生装置２２と，定電圧電源２１に直列に接続されたブレーカ２３とを有している。さらに出力側としては，出力端子１１ｂの間に接続された１組の抵抗負荷２４と，４つの電圧計２５，２６，２７，２８とを有している。
【００１７】
定電圧電源２１は，従来使用したような高電圧のものである必要はなく，数十Ｖ程度の電圧の直流電源である。信号発生装置２２は，従来のようなパルス変調信号を出力するものではなく，オン／オフ信号を出力する装置である。ブレーカ２３は，回路に過電流が流れた場合に，回路を遮断する装置である。ここで，定電圧電源２１が直流電圧印加部に，信号発生装置２２が指示部にそれぞれ相当する。また，ブレーカ２３が過剰電流検知器に相当する。
【００１８】
また，抵抗負荷２４は，リアクタンス分を含まない抵抗分のみのものである。各数ｋΩ程度の３つの同じ個別抵抗が，それぞれの一端は各出力端子１１ｂに接続され，他端は３つが互いに接続されて，抵抗負荷２４が構成されている。そして，それぞれの出力端子１１ｂと各個別抵抗の一端との間に，それぞれ電圧計２５，２６，２７が接続されている。また，各個別抵抗が互いに接続された他端には電圧計２８が接続されている。ここで，電圧計２５，２６，２７が出力電圧計測部に，電圧計２８が中間電圧計測部にそれぞれ相当する。
【００１９】
次に，インバータ検査装置１による検査工程を含むインバータ１０の製造工程について説明する。この製造工程には，図２に示すように，３種類の検査工程が含まれている。トランジスタ部１１に関しては，工程３１でまず各トランジスタの実装を行う。すなわち，各トランジスタの端子と入出力用端子とをワイヤボンディングによって接続する（工程３２）。この段階でまず，各トランジスタごとに電気的特性検査３３を行う。
【００２０】
一方，制御回路部１２に関しては，工程３４でまず部品実装を行う。これは，プリント基板に各種部品をはんだ付けする工程である（工程３５）。そして，実装の完了した制御回路部１２に対して，電気的特性検査３６を行う。これらの電気的特性検査３３および電気的特性検査３６は，インバータ１０の組み付け前の部品受け入れ検査であり，従来より行われているものである。この段階で，トランジスタ部１１，制御回路部１２とも不良品がはねられ，良品のみが次の組み付け工程に供される。
【００２１】
次に，こうして作製されたトランジスタ部１１と制御回路部１２とを組み付ける（工程３７）。この工程では，図１に黒丸で示したように，トランジスタ部１１の各トランジスタのベース端子（もしくはゲート端子）と制御回路部１２とがはんだ付けされる（工程３８）。続いて，そのはんだ付け部分の接続状態を検査するインバータ検査工程３９を行う。このインバータ検査工程３９を行うための装置が，インバータ検査装置１である。ここでは，電気的特性検査３３と電気的特性検査３６とで個々の部品についての電気的特性は検査済みであるので，実車レベルの検査の必要はない。従って，工程３８で接続した箇所の接続状態を検査するためのオン／オフ検査のみを行えばよい。
【００２２】
次に，インバータ検査装置１による検査方法について説明する。図３に示すように，検査のためにトランジスタ部１１へ入力する入力信号には，３種類のパターン（Ａ，Ｂ，Ｃ）がある。インバータ１０にインバータ検査装置１を接続し，信号発生装置２２によって，これらのうちいずれかを出力するように制御回路部１２に指示させる。そして，その状態で各電圧計２５，２６，２７，２８が示す出力電圧２５ｖ，２６ｖ，２７ｖ，２８ｖを計測するのである。
【００２３】
各パターンの指示は次のようである。まず，ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのいずれか１つをオンとし，それに直列接続されているトランジスタをオフとする。さらにそれ以外の２組は添字Ｐのものをオフ，添字Ｎのものをオンとするのである。すなわち，１列中の２つのトランジスタを同時にオンすることはしない。ＵＰをオンとするのがＡパターン，ＶＰをオンとするのがＢパターン，ＷＰをオンとするのがＣパターンである。
【００２４】
すべての接続箇所が正常である場合，各パターンにおける出力電圧２５ｖ，２６ｖ，２７ｖ，２８ｖは図３に示すようになる。ここで，Ｅは定電圧電源２１の電圧である。すなわち，添字Ｐのものがオンされているトランジスタ列に接続された電圧計の出力がＥとなり，添字Ｐのものがオフされているトランジスタ列に接続された電圧計の出力は０となる。さらに，電圧計２８の出力２８ｖはＥ／３となる。
【００２５】
いずれかの接続箇所が不調であり，オン信号にもかかわらず出力が得られない場合は，図４に示すような結果となる。例えば，ＵＰがオンしないという不良の場合は，パターンＡの出力結果がすべて０となることから判断できる。ＶＰ，ＷＰについても，パターンＢ，Ｃの結果からその不良が判断される。また，ＵＮが不良の場合はパターンＢとパターンＣとで電圧計２８の示す出力電圧２８ｖが，本来Ｅ／３となるはずのところＥ／２となることから判断できる。ＶＮ，ＷＮについても，同様に２つのパターンによる結果の組み合わせにより判断できる。
【００２６】
ところで，接続箇所が他の回路部分と短絡していると，いずれかのトランジスタが，制御信号にかかわらず常時オン状態になることがある。そうすると，検査パターンによっては，図１中上下に直列接続されているトランジスタ組（ＵＰとＵＮ，ＶＰとＶＮ，ＷＰとＷＮ）が同時にオンすることがある。この場合には，回路に過電流が流れることとなる。そこで，ブレーカ２３が直ちに回路を遮断する。各パターンのいずれでブレーカ２３が作動したかにより，図３からどのトランジスタの接続箇所が短絡状態であるかが判断できる。例えば，過電流の発生がＡパターンのみであればＵＮが短絡状態である。ＢパターンとＣパターンとで起きる場合はＵＰが短絡状態である。
【００２７】
以上詳細に説明したように，本実施の形態のインバータ検査装置１によれば，電源は数十Ｖの定電圧電源２１，擬似負荷は数ｋΩの抵抗負荷２４でよい。さらに，信号発生装置２２はオン／オフ信号を発生するものでよく，電流センサも不要で電圧計２５〜２８のみでよい。従って，小さく安価な設備で簡単に実施可能であり，消費電力も小さい。
【００２８】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，小さな設備で簡単に実施可能であり，消費電力も小さい回路検査装置および回路検査方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るインバータ検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】インバータ検査装置による検査の工程を示す工程図である。
【図３】インバータ検査装置による検査結果の例を示す表である。
【図４】インバータ検査装置による検査結果の例を示す表である。
【図５】インバータの構成を示すブロック図である。
【図６】従来のインバータ検査装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１インバータ検査装置
１０インバータ
１１トランジスタ部
１２制御回路部
２１定電圧電源
２２信号発生装置
２３ブレーカ
２４抵抗負荷
２５，２６，２７，２８電圧計

Claims

２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列と，各トランジスタへの制御信号を出力する制御回路とを有する対象回路における，トランジスタと制御回路との接合点を検査する回路検査装置において，
対象回路のトランジスタ列の両端に直流電圧を印加する直流電圧印加部と，
対象回路の制御回路に特定のパターンの制御信号の出力を指示する指示部と，
対象回路のトランジスタ列の中間の出力点の電圧を計測する出力電圧計測部とを有することを特徴とする回路検査装置。
請求項１に記載する回路検査装置において，
複数の出力電圧計測部を有し，
前記各出力電圧計測部に一端が接続されるとともに，他端が互いに接続された複数の抵抗負荷と，
前記複数の抵抗負荷の他端の接続点の電圧を計測する中間電圧計測部とを有することを特徴とする回路検査装置。
請求項１または請求項２に記載する回路検査装置において，
前記直流電圧印加部と直列に設けられた過剰電流検知部を有することを特徴とする回路検査装置。
２つのトランジスタを直列接続したトランジスタ列と，各トランジスタへの制御信号を出力する制御回路とを有する対象回路の回路検査方法において，
トランジスタ列の検査および制御回路の検査を，トランジスタ列と制御回路との接続前にあらかじめ済ませておき，
トランジスタ列と制御回路との接続後に，
対象回路のトランジスタ列の両端に直流電圧を印加し，
対象回路の制御回路に特定のパターンの制御信号の出力を指示し，
その状態で対象回路のトランジスタ列の中間の出力点の電圧を計測する電圧計測を行うことを特徴とする回路検査方法。
請求項４に記載する回路検査方法において，
複数のトランジスタ列を有する対象回路を検査対象とし，
前記電圧計測の際，
各トランジスタ列の中間の出力点の電圧と，それらの出力点からそれぞれ負荷抵抗を介して一箇所に接続させた接続点の電圧を測定し，
トランジスタ列における過剰電流の発生の有無を検知することを特徴とする回路検査方法。