JP7223718B2 - Power cycle test device and power cycle test method - Google Patents

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Description

本発明は、パワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法に関する。 The present invention relates to a power cycle test apparatus and a power cycle test method.

従来、特許文献1に記載されているように、パワー半導体等の試験体に対して電流の印加及びその停止を繰り返すことにより当該試験体に熱衝撃を加え、各種デバイスの信頼性を試験するパワーサイクル試験が知られている。このパワーサイクル試験では、電流の印加及びその停止のサイクルにより試験体の内部発熱と冷却とを繰り返し、線膨張係数の差に起因して生じる応力によって試験体内の接合部を劣化させることにより、試験体の耐熱衝撃性が評価される。 Conventionally, as described in Patent Document 1, by repeatedly applying and stopping a current to a test body such as a power semiconductor, a thermal shock is applied to the test body to test the reliability of various devices. A cycle test is known. In this power cycle test, the internal heat generation and cooling of the specimen are repeated by the cycle of applying and stopping the current, and the stress caused by the difference in the coefficient of linear expansion deteriorates the joints in the specimen. Body thermal shock resistance is evaluated.

特許文献1には、水冷ヒートシンク式のパワーサイクル試験装置が記載されている。このパワーサイクル試験装置は、試験用パワーデバイスが搭載される冷却プレートと、チラーと、チラーにより温調された水を冷却プレートとの間で循環させる循環水パイプと、試験用パワーデバイスへ電流を印加する電流源と、試験用パワーデバイスへの電流の印加及び遮断を制御する制御用パワーデバイスと、を備えている。 Patent Literature 1 describes a water-cooled heat sink type power cycle test apparatus. This power cycle test equipment consists of a cooling plate on which a test power device is mounted, a chiller, a circulating water pipe that circulates water temperature-controlled by the chiller between the cooling plate, and an electric current to the test power device. A current source for applying current and a control power device for controlling application and interruption of current to the test power device are provided.

特許第5731448号公報Japanese Patent No. 5731448

特許文献1では、試験用パワーデバイスに対して電流印加のオン/オフを繰り返すことによってデバイスの接合部温度の上昇と下降とが繰り返されるが、以下のような事態が生じる可能性がある。例えば、冷却水による冷却が不要である電流印加のオン時にも冷却プレートへ冷却水が供給されることによって、接合部温度の上昇が遅くなる可能性がある。このため、従来では、パワーサイクル試験の試験時間が長くなり、試験を効率的に行うことができないケースが発生する可能性がある。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200011, the junction temperature of the test power device repeatedly rises and falls by repeatedly turning on and off the application of current to the test power device. However, the following situations may occur. For example, the supply of cooling water to the cooling plate even when the current application is turned on, which does not require cooling by cooling water, may slow down the increase in temperature of the junction. For this reason, conventionally, the test time of the power cycle test becomes long, and there is a possibility that the test cannot be performed efficiently.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能なパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power cycle test apparatus and a power cycle test method capable of efficiently performing a power cycle test.

本発明の一局面に係るパワーサイクル試験装置は、試験体に電流を印加する電流印加部と、前記試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記冷却媒体温調部で温調された前記冷却媒体により前記試験体を冷却する冷却部と、前記冷却媒体温調部と前記冷却部との間で前記冷却媒体を循環させる循環回路と、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路と、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態を切り替えるための切替部と、前記試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように前記電流印加部を制御する電流印加制御部と、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて前記切替部を制御する切替制御部と、を備えている。 A power cycle test apparatus according to one aspect of the present invention includes a current application unit that applies a current to a test object, a cooling medium temperature control unit that regulates the temperature of a cooling medium for cooling the test object, and the cooling medium temperature a cooling unit for cooling the test specimen with the cooling medium temperature-controlled by the control unit; a circulation circuit for circulating the cooling medium between the cooling medium temperature control unit and the cooling unit; and bypassing the cooling unit. a bypass route connected to the circulation circuit so as to allow the cooling medium to flow into the bypass route; a switching unit for switching the flow state of the cooling medium into the bypass route; and a current application control unit that controls the current application unit so that the and a switching control unit that controls the switching unit.

このパワーサイクル試験装置によれば、試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行すると共に、そのパワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて切替部を制御することができる。これにより、パワーサイクル試験中において、冷却部への冷却媒体の供給要否のタイミングに合わせて、バイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができる。したがって、本発明のパワーサイクル試験装置によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能になる。 According to this power cycle test apparatus, it is possible to execute a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object, and to control the switching section according to a predetermined timing in the power cycle test. As a result, during the power cycle test, it is possible to appropriately switch the flow state of the cooling medium to the bypass path in accordance with the timing of whether or not the cooling medium needs to be supplied to the cooling unit. Therefore, according to the power cycle test apparatus of the present invention, it becomes possible to efficiently perform the power cycle test.

上記パワーサイクル試験装置において、前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験において、前記電流印加部から前記試験体へ電流が印加されているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入し且つ前記電流印加部から前記試験体への電流の印加が停止しているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入しないように、前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。 In the power cycle test apparatus, the switching control unit causes the cooling medium to flow into the bypass path and the current application unit to flow into the bypass path when a current is being applied from the current application unit to the test object in the power cycle test. The switching unit may be configured to control the switching unit so that the cooling medium does not flow into the bypass path when application of current from the unit to the test object is stopped.

この構成によれば、試験体への電流印加時に接合部温度の上昇が冷却水により阻害されるのを抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the cooling water from hindering the junction temperature from rising when current is applied to the specimen.

上記パワーサイクル試験装置において、前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備えてもよく、前記切替制御部は、前記受付部で受信した前記試験体のジャンクション温度の値に基づいて前記切替部を制御するように構成されていてもよい。 The above power cycle test apparatus may further include a reception unit that receives data of the junction temperature of the test object, and the switching control unit, based on the value of the junction temperature of the test object received by the reception unit, It may be configured to control the switching unit.

この構成によれば、受付部で受信した試験体のジャンクション温度の値を指標としてバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができるため、パワーサイクル試験中にジャンクション温度をより確実に制御することが可能になる。 According to this configuration, the junction temperature value of the test object received by the reception unit can be used as an index to appropriately switch the flow state of the cooling medium into the bypass path, so that the junction temperature can be controlled more reliably during the power cycle test. it becomes possible to

上記パワーサイクル試験装置において、前記切替制御部は、前記受信した前記試験体のジャンクション温度の値と前記試験体のジャンクション温度の目標値との比較に基づいて、前記試験体のジャンクション温度の値が前記目標値に近づくように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。 In the above power cycle test apparatus, the switching control unit determines whether the junction temperature value of the test piece is equal to the target value of the junction temperature of the test piece based on the comparison between the received value of the junction temperature of the test piece and the target value of the junction temperature of the test piece. It may be configured to control the switching unit so as to approach the target value.

この構成によれば、受信した試験体のジャンクション温度の値とその目標値との差に基づいてバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができるため、パワーサイクル試験中に試験体のジャンクション温度を目標値により確実に制御することができる。 According to this configuration, it is possible to appropriately switch the inflow state of the cooling medium to the bypass path based on the difference between the received value of the junction temperature of the test object and its target value. The junction temperature can be reliably controlled by the target value.

上記パワーサイクル試験装置において、前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備えてもよく、前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態が切り替わるように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。前記タイミングは、前記試験体へ電流印加を行ったときの前記試験体のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められていてもよい。 The above power cycle test apparatus may further include a reception unit that receives data of the junction temperature of the test piece, and the switching control unit switches to the bypass path at a predetermined timing in the power cycle test. The switching unit may be controlled to switch the inflow state of the cooling medium. The timing may be determined in advance based on a temporal change in junction temperature of the test piece when current is applied to the test piece.

この構成によれば、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較する演算処理等を実行しなくても、パワーサイクル試験中にバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適切なタイミングで切り替えることができる。 According to this configuration, the inflow state of the cooling medium to the bypass path can be switched at an appropriate timing during the power cycle test without executing arithmetic processing or the like for comparing the measured value of the junction temperature and its target value. can be done.

上記パワーサイクル試験装置において、前記切替部は、前記冷却媒体温調部から前記循環回路へ流出した前記冷却媒体のうち、前記バイパス経路へ流入する前記冷却媒体の流量と前記冷却部へ供給される前記冷却媒体の流量との比率を調整可能に構成されていてもよい。 In the above power cycle test apparatus, the switching unit controls the flow rate of the cooling medium flowing into the bypass path, out of the cooling medium flowing out from the cooling medium temperature control unit to the circulation circuit, and the amount of the cooling medium supplied to the cooling unit. A ratio with the flow rate of the cooling medium may be configured to be adjustable.

この構成によれば、バイパス経路へ流入する冷却媒体の量をより細かく調整することができるため、パワーサイクル試験中にジャンクション温度をより高精度に制御することが可能になる。 With this configuration, the amount of cooling medium flowing into the bypass path can be adjusted more finely, so the junction temperature can be controlled with higher accuracy during the power cycle test.

上記パワーサイクル試験装置は、前記冷却部の内部から前記冷却媒体を排出する排出機構をさらに備えていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include a discharge mechanism for discharging the cooling medium from inside the cooling unit.

この構成によれば、冷却媒体による試験体の冷却が不要であるときに当該冷却媒体を冷却部内から排出し、冷却部内における冷却媒体の残留を抑制することができる。 According to this configuration, the cooling medium can be discharged from the inside of the cooling section when cooling of the specimen by the cooling medium is unnecessary, and the remaining of the cooling medium in the cooling section can be suppressed.

上記パワーサイクル試験装置において、前記排出機構は、前記冷却部の内部へ気体を供給する気体供給源を含んでいてもよい。 In the power cycle test apparatus described above, the discharge mechanism may include a gas supply source that supplies gas to the interior of the cooling section.

この構成によれば、気体供給源から冷却部内へ気体を送り込んで冷却媒体を押し出すことにより、冷却部内の冷却媒体をより確実に排出することが可能になる。 According to this configuration, the cooling medium in the cooling section can be more reliably discharged by sending the gas from the gas supply source into the cooling section to push out the cooling medium.

上記パワーサイクル試験装置は、前記排出機構を制御する排出制御部をさらに備えていてもよい。前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。前記排出制御部は、前記終了タイミング以降であって前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部が切り替わった後、前記排出機構を作動させるように構成されていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include an ejection control section that controls the ejection mechanism. The switching control section may be configured to control the switching section so that the cooling medium flows into the bypass path after the timing of ending the power cycle test. The discharge control section may be configured to operate the discharge mechanism after the switching section is switched such that the cooling medium flows into the bypass path after the end timing.

この構成によれば、パワーサイクル試験の終了後に冷却部への冷却媒体の流入を停止すると共に当該冷却部内に残存した冷却媒体を排出し、冷却部内における冷却媒体の残留を抑制することができる。 According to this configuration, after the power cycle test is completed, the cooling medium can be stopped from flowing into the cooling section and the cooling medium remaining in the cooling section can be discharged, thereby suppressing the cooling medium from remaining in the cooling section.

上記パワーサイクル試験装置は、前記試験体が収容されるチャンバーをさらに備えていてもよい。前記排出制御部が前記排出機構を作動させるタイミングは、前記チャンバー内の温度が前記冷却媒体の温度に到達したとき以降であるように構成されていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include a chamber in which the test specimen is accommodated. The discharge control unit may operate the discharge mechanism after the temperature inside the chamber reaches the temperature of the cooling medium.

この構成によれば、チャンバー内の温度を周期的に変化させるサーマルサイクル試験をパワーサイクル試験と同期させて実施する場合に、冷却部内に残存した冷却媒体が熱負荷となってサーマルサイクルによる試験体の温度制御が阻害されるのを抑制することができる。 According to this configuration, when a thermal cycle test in which the temperature in the chamber is periodically changed is performed in synchronization with the power cycle test, the cooling medium remaining in the cooling unit becomes a heat load, and the test specimen is subjected to the thermal cycle. Inhibition of temperature control can be suppressed.

本発明の他の局面に係るパワーサイクル試験方法は、試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行する方法である。この方法では、試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記試験体を冷却する冷却部と、の間で冷却媒体を循環回路に循環させ、前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路に前記冷却媒体が流通するように、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ記冷却部への冷却媒体の流入状態を切り替える。 A power cycle test method according to another aspect of the present invention is a method of executing a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object. In this method, a cooling medium is circulated in a circulation circuit between a cooling medium temperature control unit that controls the temperature of a cooling medium for cooling the test object and a cooling unit that cools the test object, and the power cycle test is performed. A state in which the test body is thermally connected to the cooling unit so that the cooling medium flows through a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit according to a predetermined timing in is maintained, switching the inflow state of the cooling medium to the cooling unit.

この方法によれば、パワーサイクル試験中において、冷却部への冷却媒体の供給要否のタイミングに合わせて、冷却部への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができる。したがって、本発明のパワーサイクル試験方法によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能になる。 According to this method, during the power cycle test, it is possible to appropriately switch the flow state of the cooling medium to the cooling section in accordance with the timing of necessity of supplying the cooling medium to the cooling section. Therefore, according to the power cycle test method of the present invention, it becomes possible to efficiently perform the power cycle test.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能なパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を提供することができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a power cycle test apparatus and a power cycle test method capable of efficiently performing a power cycle test.

本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験装置の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of a power cycle test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験方法を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the power cycle test method according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験方法を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a power cycle test method according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験方法の電流印加中における冷却媒体の流れを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of a cooling medium during current application in the power cycle test method according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態2に係るパワーサイクル試験装置における制御部の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram for explaining the configuration of a control section in the power cycle test device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態2に係るパワーサイクル試験方法を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart for explaining a power cycle test method according to Embodiment 2 of the present invention; FIG. 本発明の実施形態4に係るパワーサイクル試験装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the power-cycle test apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4におけるスーパーインポーズ試験を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart for explaining a superimpose test in Embodiment 4 of the present invention; FIG. 本発明の実施形態4に係るパワーサイクル試験装置における冷却媒体及び圧縮エアの流れを説明するための模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining flows of a cooling medium and compressed air in a power cycle test apparatus according to Embodiment 4 of the present invention; 本発明のその他実施形態に係るパワーサイクル試験装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a power cycle test device according to another embodiment of the present invention; 本発明のその他実施形態に係るパワーサイクル試験装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a power cycle test device according to another embodiment of the present invention; 本発明のその他実施形態におけるスーパーインポーズ試験を説明するためのタイミングチャートである。9 is a timing chart for explaining a superimpose test in another embodiment of the invention;

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を詳細に説明する。 A power cycle test apparatus and a power cycle test method according to embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(実施形態1)
<パワーサイクル試験装置>
まず、本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験装置1の構成を、図1に基づいて説明する。パワーサイクル試験装置1は、試験体100に対して電流Iの印加及びその停止を繰り返すことにより当該試験体100に熱衝撃を与え、試験体100の信頼性を試験するための装置である。試験体100は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やパワートランジスタ等であるが、これらに限定されない。
(Embodiment 1)
<Power cycle test equipment>
First, the configuration of a power cycle test apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The power cycle test apparatus 1 is a device for applying a thermal shock to the test piece 100 by repeatedly applying and stopping a current I to the test piece 100 to test the reliability of the test piece 100 . The test object 100 is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a power transistor, or the like, but is not limited to these.

図1に示すように、パワーサイクル試験装置1は、電流印加部60と、冷却媒体温調部20と、冷却部10と、循環回路30と、バイパス経路42と、第1切替部40と、第2切替部41と、排出機構50と、回収経路44と、リザーバタンク43と、コントローラ70と、を主に備えている。以下、これらの構成要素をそれぞれ説明する。 As shown in FIG. 1, the power cycle test apparatus 1 includes a current applying section 60, a cooling medium temperature control section 20, a cooling section 10, a circulation circuit 30, a bypass path 42, a first switching section 40, It mainly includes a second switching unit 41 , a discharge mechanism 50 , a recovery path 44 , a reservoir tank 43 and a controller 70 . Each of these components will be described below.

電流印加部60は、試験体100に電流Iを印加する電源である。電流印加部60から試験体100への電流印加のタイミングや印加電流の大きさは、コントローラ70により制御される。 The current applying section 60 is a power supply that applies a current I to the test piece 100 . A controller 70 controls the timing of current application from the current applying unit 60 to the test object 100 and the magnitude of the applied current.

冷却媒体温調部20は、パワーサイクル試験中に試験体100を冷却するための冷却媒体を温調するものであり、チラーにより構成されている。冷却媒体は、例えば水(冷却水)であるが、これに限定されない。図1に示すように、冷却媒体温調部20の筐体には、冷却媒体の入口22と、冷却媒体の出口21とがそれぞれ設けられている。また当該筐体内には、冷却媒体を冷却する冷凍機と、冷却媒体を加温するヒータと、温調された冷却媒体を送り出す送液ポンプとがそれぞれ設置されている。本実施形態における冷却媒体温調部20は、冷凍機を一定出力で常時運転させると共に、ヒータの出力によって冷却媒体の温度を調整するものであるが、これに限定されない。 The cooling medium temperature control unit 20 controls the temperature of the cooling medium for cooling the specimen 100 during the power cycle test, and is configured by a chiller. The cooling medium is, for example, water (cooling water), but is not limited to this. As shown in FIG. 1, the housing of the cooling medium temperature control unit 20 is provided with a cooling medium inlet 22 and a cooling medium outlet 21 . A refrigerator for cooling the cooling medium, a heater for heating the cooling medium, and a liquid feed pump for sending out the temperature-controlled cooling medium are installed in the housing. The cooling medium temperature control unit 20 in the present embodiment always operates the refrigerator at a constant output and adjusts the temperature of the cooling medium by the output of the heater, but is not limited to this.

冷却部10は、冷却媒体温調部20で温調された冷却媒体により試験体100を冷却する水冷ヒートシンクである。具体的に、冷却部10は、電流印加の停止中に試験体100の温度を速やかに下げるために用いられる。冷却部10は、熱伝導率が高い金属材料からなるプレートであり、試験体100が載置される載置面10Aを有すると共に、冷却媒体が流れる流路11が内部に形成されている。試験体100から冷却部10の内部を流れる冷却媒体へ放熱が起こることにより、試験体100が冷却される。図1に示すように、冷却部10には、冷却媒体の入口12と、冷却媒体の出口13とがそれぞれ設けられている。 The cooling unit 10 is a water-cooled heat sink that cools the specimen 100 with a cooling medium temperature-controlled by the cooling medium temperature control unit 20 . Specifically, the cooling unit 10 is used to quickly lower the temperature of the specimen 100 while the current application is stopped. The cooling part 10 is a plate made of a metal material having a high thermal conductivity, has a mounting surface 10A on which the specimen 100 is mounted, and has a channel 11 through which a cooling medium flows. The test object 100 is cooled by heat radiation from the test object 100 to the cooling medium flowing inside the cooling unit 10 . As shown in FIG. 1 , the cooling unit 10 is provided with a cooling medium inlet 12 and a cooling medium outlet 13 .

循環回路30は、冷却媒体温調部20と冷却部10との間で冷却媒体を循環させるためのものである。図1に示すように、循環回路30は、冷却媒体温調部20の出口21と冷却部10の入口12とを接続する供給経路31と、冷却媒体温調部20の入口22と冷却部10の出口13とを接続する戻り経路32とを含む。供給経路31及び戻り経路32は、冷却媒体が流れる流路が内部に形成された配管により構成されている。 The circulation circuit 30 is for circulating the cooling medium between the cooling medium temperature control section 20 and the cooling section 10 . As shown in FIG. 1 , the circulation circuit 30 includes a supply path 31 connecting an outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20 and an inlet 12 of the cooling unit 10 , an inlet 22 of the cooling medium temperature control unit 20 and the cooling unit 10 . and a return path 32 connecting with the outlet 13 of the . The supply path 31 and the return path 32 are configured by pipes in which a flow path through which a cooling medium flows is formed.

バイパス経路42は、冷却部10を迂回するように循環回路30に接続されており、冷却媒体が流れる流路が内部に形成された配管により構成されている。第1切替部40は、供給経路31に設置された三方バルブ(流路切替バルブ)であり、供給経路31からバイパス経路42への冷却媒体の流入状態を切り替える。 The bypass path 42 is connected to the circulation circuit 30 so as to bypass the cooling unit 10, and is configured by a pipe having a flow path formed therein for the cooling medium to flow. The first switching unit 40 is a three-way valve (channel switching valve) installed in the supply path 31 and switches the inflow state of the cooling medium from the supply path 31 to the bypass path 42 .

より具体的には、供給経路31は、第1切替部40よりも上流側(冷却媒体温調部20側)の第1供給経路31Aと、第1切替部40よりも下流側(冷却部10側)の第2供給経路31Bとを含む。第1切替部40には、三つのポート(入口ポート40A、第1出口ポート40B及び第2出口ポート40C)が設けられている。図1に示すように、第1供給経路31Aの上流端が冷却媒体温調部20の出口21に接続されると共に、第1供給経路31Aの下流端が第1切替部40の入口ポート40Aに接続されている。第2供給経路31Bの上流端が第1切替部40の第1出口ポート40Bに接続されると共に、第2供給経路31Bの下流端が冷却部10の入口12に接続されている。またバイパス経路42の上流端は、第1切替部40の第2出口ポート40Cに接続されている。 More specifically, the supply path 31 includes a first supply path 31A on the upstream side of the first switching section 40 (the cooling medium temperature control section 20 side) and a downstream side of the first switching section 40 (the cooling section 10 side). side) and the second supply path 31B. The first switching unit 40 is provided with three ports (an inlet port 40A, a first outlet port 40B and a second outlet port 40C). As shown in FIG. 1, the upstream end of the first supply path 31A is connected to the outlet 21 of the cooling medium temperature control section 20, and the downstream end of the first supply path 31A is connected to the inlet port 40A of the first switching section 40. It is connected. The upstream end of the second supply path 31B is connected to the first outlet port 40B of the first switching section 40 and the downstream end of the second supply path 31B is connected to the inlet 12 of the cooling section 10 . Also, the upstream end of the bypass path 42 is connected to the second outlet port 40C of the first switching section 40 .

第1切替部40は、コントローラ70によって制御されることにより、入口ポート40Aと第1出口ポート40Bとが連通する供給状態と、入口ポート40Aと第2出口ポート40Cとが連通するバイパス状態との間で切り替わる。供給状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、第1供給経路31Aから第1切替部40を経由して第2供給経路31Bへ流入するが、バイパス経路42へは流入しない。一方、バイパス状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、第1供給経路31Aから第1切替部40を経由してバイパス経路42へ流入するが、第2供給経路31Bへは流入しない。つまり、バイパス状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、冷却部10を通過せずに(冷却部10を迂回して)冷却媒体温調部20の入口22へ戻る。 The first switching unit 40 is controlled by the controller 70 to switch between a supply state in which the inlet port 40A and the first outlet port 40B communicate and a bypass state in which the inlet port 40A and the second outlet port 40C communicate. switch between. In the supply state, the cooling medium flowing out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20 flows from the first supply path 31A through the first switching unit 40 into the second supply path 31B. do not flow. On the other hand, in the bypass state, the cooling medium flowing out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20 flows from the first supply path 31A through the first switching unit 40 into the bypass path 42, but the second supply path 31B does not flow into That is, in the bypass state, the cooling medium that has flowed out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20 returns to the inlet 22 of the cooling medium temperature control unit 20 without passing through the cooling unit 10 (bypassing the cooling unit 10). .

第2切替部41は、第1切替部40と同様に構成された三方バルブであり、戻り経路32に設置されている。戻り経路32は、第2切替部41よりも上流側(冷却部10側)の第1戻り経路32Aと、第2切替部41よりも下流側(冷却媒体温調部20側)の第2戻り経路32Bとを含む。 The second switching section 41 is a three-way valve configured similarly to the first switching section 40 and is installed in the return path 32 . The return path 32 includes a first return path 32A upstream of the second switching section 41 (cooling section 10 side) and a second return path 32A downstream of the second switching section 41 (cooling medium temperature control section 20 side). and path 32B.

第2切替部41には、三つのポート(入口ポート41A、第1出口ポート41B及び第2出口ポート41C)が設けられている。第1戻り経路32Aの上流端が冷却部10の出口13に接続されると共に、第1戻り経路32Aの下流端が第2切替部41の入口ポート41Aに接続されている。第2戻り経路32Bの上流端が第2切替部41の第1出口ポート41Bに接続されると共に、第2戻り経路32Bの下流端が冷却媒体温調部20の入口22に接続されている。またバイパス経路42の下流端は、第2戻り経路32Bに接続されている。 The second switching unit 41 is provided with three ports (an inlet port 41A, a first outlet port 41B and a second outlet port 41C). An upstream end of the first return path 32A is connected to the outlet 13 of the cooling section 10, and a downstream end of the first return path 32A is connected to the inlet port 41A of the second switching section 41. The upstream end of the second return path 32B is connected to the first outlet port 41B of the second switching section 41, and the downstream end of the second return path 32B is connected to the inlet 22 of the cooling medium temperature control section 20. A downstream end of the bypass route 42 is connected to the second return route 32B.

排出機構50は、冷却部10の内部(流路11)から冷却媒体を排出するためのものである。図1に示すように、本実施形態における排出機構50は、第2供給経路31Bから分岐する分岐経路51と、分岐経路51内の流路を開閉する開閉バルブ52と、分岐経路51のうち第2供給経路31Bに接続された端部と反対側の端部に設けられた気体供給源53とを含む。気体供給源53は、例えばエアコンプレッサであり、分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10の流路11内へ気体(圧縮エア)を供給する。これにより、冷却部10内の冷却媒体が圧縮エアにより押し出され、冷却部10の外へ排出される。なお、冷却部10内へ送り込まれる気体はエアに限定されない。 The discharge mechanism 50 is for discharging the cooling medium from the inside of the cooling unit 10 (flow path 11). As shown in FIG. 1, the discharge mechanism 50 in this embodiment includes a branch path 51 branching from the second supply path 31B, an opening/closing valve 52 for opening and closing the flow path in the branch path 51, and a first outlet of the branch path 51. 2 gas supply source 53 provided at the end connected to supply path 31B and the opposite end. The gas supply source 53 is, for example, an air compressor, and supplies gas (compressed air) into the flow path 11 of the cooling unit 10 via the branch path 51 and the second supply path 31B. As a result, the cooling medium inside the cooling unit 10 is pushed out by the compressed air and discharged to the outside of the cooling unit 10 . In addition, the gas sent into the cooling part 10 is not limited to air.

回収経路44は、冷却部10から排出された冷却媒体を回収するための経路である。図1に示すように、回収経路44の上流端が第2切替部41の第2出口ポート41Cに接続されており、回収経路44の下流端が冷却媒体温調部20に設けられた供給口23に接続されている。 The recovery path 44 is a path for recovering the cooling medium discharged from the cooling unit 10 . As shown in FIG. 1, the upstream end of the recovery path 44 is connected to the second outlet port 41C of the second switching section 41, and the downstream end of the recovery path 44 is a supply port provided in the cooling medium temperature control section 20. 23.

リザーバタンク43は、排出機構50により冷却部10から排出された冷却媒体を貯留するためのものである。リザーバタンク43は、例えば開放型のタンクであり、回収経路44に設置されている。なお、回収経路44及びリザーバタンク43は、本発明における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。 The reservoir tank 43 is for storing the cooling medium discharged from the cooling section 10 by the discharge mechanism 50 . The reservoir tank 43 is, for example, an open tank and is installed in the recovery path 44 . Note that the recovery path 44 and the reservoir tank 43 are not essential components in the present invention and may be omitted.

第2切替部41は、コントローラ70によって制御されることにより、入口ポート41Aと第1出口ポート41Bとが連通する戻り状態と、入口ポート41Aと第2出口ポート41Cとが連通する回収状態との間で切り替わる。戻り状態では、冷却部10の出口13から流出した冷却媒体が、第1戻り経路32Aから第2切替部41を経由して第2戻り経路32Bへ流入するが、回収経路44へは流入しない。一方、回収状態では、冷却部10の出口13から流出した冷却媒体が、第1戻り経路32Aから第2切替部41を経由して回収経路44へ流入するが、第2戻り経路32Bへは流入しない。つまり、リザーバタンク43へ冷却媒体を回収する際には、第2切替部41が回収状態に切り替わる。 The second switching unit 41 is controlled by the controller 70 to switch between a return state in which the inlet port 41A and the first outlet port 41B communicate and a recovery state in which the inlet port 41A and the second outlet port 41C communicate. switch between. In the return state, the cooling medium flowing out of the outlet 13 of the cooling unit 10 flows from the first return path 32A through the second switching unit 41 into the second return path 32B, but does not flow into the recovery path 44. On the other hand, in the recovery state, the cooling medium flowing out from the outlet 13 of the cooling section 10 flows from the first return path 32A through the second switching section 41 into the recovery path 44, but does not flow into the second return path 32B. do not. That is, when recovering the cooling medium to the reservoir tank 43, the second switching unit 41 switches to the recovering state.

コントローラ70は、パワーサイクル試験装置1の各種動作を制御するためのものであり、電流印加制御部71と、第1切替制御部72と、第2切替制御部73と、排出制御部74と、チラー制御部75とを含む。電流印加制御部71、第1切替制御部72、第2切替制御部73、排出制御部74及びチラー制御部75は、コントローラ70の中央演算処理装置(CPU;Central Processing Unit)により実行される各機能である。 The controller 70 is for controlling various operations of the power cycle test apparatus 1, and includes a current application control section 71, a first switching control section 72, a second switching control section 73, a discharge control section 74, and a chiller control unit 75 . The current application control unit 71, the first switching control unit 72, the second switching control unit 73, the discharge control unit 74, and the chiller control unit 75 are each executed by the central processing unit (CPU; Central Processing Unit) of the controller 70. It is a function.

電流印加制御部71は、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように電流印加部60を制御する。第1切替制御部72は、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。第2切替制御部73は、第2切替部41を戻り状態と回収状態との間で切り替える。排出制御部74は、排出機構50を制御するものであり、具体的には開閉バルブ52の開閉を切り替える。チラー制御部75は、冷却媒体温調部20の運転を制御する。 The current application control unit 71 controls the current application unit 60 so that a power cycle test is performed by repeatedly applying and stopping the application of the current I to the specimen 100 . The first switching control section 72 switches the first switching section 40 between the supply state and the bypass state. The second switching control section 73 switches the second switching section 41 between the return state and the recovery state. The discharge control unit 74 controls the discharge mechanism 50 , and specifically switches the opening/closing of the open/close valve 52 . The chiller control section 75 controls the operation of the cooling medium temperature control section 20 .

第1切替制御部72は、パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて第1切替部40を制御する。より具体的には、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験において、電流印加部60から試験体100へ電流Iが印加されているときに冷却媒体がバイパス経路42へ流入し且つ電流印加部60から試験体100への電流Iの印加が停止しているときに冷却媒体がバイパス経路42へ流入しないように、第1切替部40を制御する。以下、この制御の具体的な内容を、図2のタイミングチャート及び図3のフローチャートに基づいて説明する。 The first switching control section 72 controls the first switching section 40 according to predetermined timing in the power cycle test. More specifically, in the power cycle test, the first switching control section 72 allows the cooling medium to flow into the bypass path 42 when the current I is being applied from the current applying section 60 to the test object 100 and The first switching unit 40 is controlled so that the cooling medium does not flow into the bypass path 42 when the application of the current I from 60 to the test object 100 is stopped. The specific contents of this control will be described below with reference to the timing chart of FIG. 2 and the flow chart of FIG.

<パワーサイクル試験方法>
上記コントローラ70により実施される、本実施形態に係るパワーサイクル試験方法を説明する。このパワーサイクル試験方法は、上記パワーサイクル試験装置1を用いて実施され、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行することと、当該パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて冷却部10への冷却媒体の流入状態(バイパス経路42への冷却媒体の流入状態)を切り替えることとを含む。具体的には、以下に説明する通りである。
<Power cycle test method>
A power cycle test method according to this embodiment, which is performed by the controller 70, will be described. This power cycle test method is performed using the power cycle test apparatus 1 described above, and performs a power cycle test by repeatedly applying and stopping the current I to the specimen 100, and performing a predetermined power cycle test in the power cycle test. and switching the flow state of the cooling medium to the cooling unit 10 (the flow state of the cooling medium to the bypass path 42) in accordance with the timing. Specifically, it is as described below.

図1では、試験体100への電流印加の停止時における冷却媒体の流れが破線矢印により示されている。一方、図4では、試験体100への電流印加時における冷却媒体の流れが破線矢印により示されている。また図2では、横軸が時間を示しており、上段グラフが試験体100の接合部温度(ジャンクション温度、Tj温度)の時間変化を示し、中段グラフが試験体100への電流印加のオン/オフのタイミングを示し、下段グラフがバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミングを示している。 In FIG. 1, the flow of the cooling medium when the application of current to the specimen 100 is stopped is indicated by dashed arrows. On the other hand, in FIG. 4, the flow of the cooling medium when the current is applied to the specimen 100 is indicated by dashed arrows. In FIG. 2, the horizontal axis indicates time, the upper graph indicates the time change of the junction temperature (junction temperature, Tj temperature) of the test piece 100, and the middle graph shows the on/off state of current application to the test piece 100. The lower graph shows the on/off timing of the flow of the cooling medium into the bypass path 42 .

まず、電流印加制御部71が電流印加部60を制御し、試験体100への電流印加を開始する(図2の時間t1、図3のステップS10)。これにより、試験体100の内部で発熱が起こり、試験体100のジャンクション温度が第1設定温度に向かって上昇する。図2中の時間t1~t2の間、試験体100へ印加される電流Iは一定である。 First, the current application control section 71 controls the current application section 60 to start applying the current to the specimen 100 (time t1 in FIG. 2, step S10 in FIG. 3). As a result, heat is generated inside the test piece 100, and the junction temperature of the test piece 100 rises toward the first set temperature. Between times t1 and t2 in FIG. 2, the current I applied to the specimen 100 is constant.

そして、試験体100への電流印加を開始すると共に、第1切替制御部72が、第1切替部40を供給状態(図1)からバイパス状態(図4)へ切り替える(図3のステップS20)。これにより、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体は、第1供給経路31A、バイパス経路42及び第2戻り経路32Bを順に流れ、冷却媒体温調部20の入口22へ戻る。このように、試験体100への通電中は冷却媒体が冷却部10へ供給されないため、試験体100のジャンクション温度の上昇が冷却媒体により阻害されるのを抑制することができる。 Then, the first switching control unit 72 switches the first switching unit 40 from the supply state (FIG. 1) to the bypass state (FIG. 4) while starting to apply current to the test object 100 (step S20 in FIG. 3). . As a result, the cooling medium flowing out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control section 20 flows through the first supply path 31A, the bypass path 42 and the second return path 32B in order and returns to the inlet 22 of the cooling medium temperature control section 20 . As described above, since the cooling medium is not supplied to the cooling unit 10 while the test object 100 is being energized, it is possible to prevent the cooling medium from hindering the increase in the junction temperature of the test object 100 .

ジャンクション温度が第1設定温度以上になると(図2の時間t2、図3のステップS30のYES)、電流印加制御部71が電流印加部60を制御し、試験体100への電流印加を停止する(図3のステップS40)。これと共に、第1切替制御部72が、第1切替部40をバイパス状態(図4)から供給状態(図1)へ切り替える(図3のステップS50)。 When the junction temperature reaches or exceeds the first set temperature (time t2 in FIG. 2, YES in step S30 in FIG. 3), the current application control section 71 controls the current application section 60 to stop the current application to the specimen 100. (Step S40 in FIG. 3). Along with this, the first switching control unit 72 switches the first switching unit 40 from the bypass state (FIG. 4) to the supply state (FIG. 1) (step S50 in FIG. 3).

これにより、試験体100の内部での発熱が止まり、ジャンクション温度が第2設定温度(第1設定温度よりも低い温度であって常温付近の温度)に向かって下降する。このとき、第1切替部40が供給状態(図1)に切り替わっているため、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体は、第1供給経路31A及び第2供給経路31Bを順に流れて冷却部10の流路11内へ流入する。これにより、試験体100から冷却部10内の冷却媒体へ放熱が起こり、ジャンクション温度が第2設定温度に向かって速やかに下降する。 As a result, the heat generation inside the specimen 100 stops, and the junction temperature drops toward the second set temperature (lower than the first set temperature and near normal temperature). At this time, since the first switching unit 40 has been switched to the supply state (FIG. 1), the cooling medium flowing out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20 flows through the first supply path 31A and the second supply path 31B in order. flow into the flow path 11 of the cooling unit 10 . As a result, heat is radiated from the test piece 100 to the cooling medium in the cooling unit 10, and the junction temperature quickly drops toward the second set temperature.

ジャンクション温度が第2設定温度以下まで下がると(図2の時間t3、図3のステップS60のYES)、パワーサイクル試験における1サイクルが終了し、コントローラ70内の処理により試験サイクル数のカウントが1つプラスされる(図3のステップS70)。そして、試験サイクルのカウントが設定サイクルに到達するまでの間、上記試験サイクル(図2の時間t1~t3、図3のステップS10~S70)を繰り返す。試験サイクルのカウントが設定サイクルに到達すると(図3のステップS80のYES)、パワーサイクル試験が終了する。 When the junction temperature drops below the second set temperature (time t3 in FIG. 2, YES in step S60 in FIG. 3), one cycle in the power cycle test is completed, and the number of test cycles is counted to 1 by the processing in the controller 70. plus one (step S70 in FIG. 3). Then, the test cycle (time t1 to t3 in FIG. 2, steps S10 to S70 in FIG. 3) is repeated until the test cycle count reaches the set cycle. When the test cycle count reaches the set cycle (YES in step S80 in FIG. 3), the power cycle test ends.

以上の通り、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置1によれば、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行すると共に、当該パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。具体的には、試験体100への電流印加時には第1切替部40がバイパス状態(図4)に切り替えられると共に、試験体100への電流印加の停止時には第1切替部40が供給状態(図1)に切り替えられる。これにより、試験体100のジャンクション温度の上昇が冷却部10内の冷却媒体によって阻害されるのが抑制され、ジャンクション温度を第1設定温度まで迅速に上昇させることができる。しかも、バイパス経路42を設けることにより、試験体100への電流印加時にも冷却媒体温調部20の運転を継続しつつ冷却部10への冷却媒体の流入を停止することができる。このため、試験体100への電流印加のオン/オフに合わせて冷却媒体温調部20の運転及びその停止を繰り返す場合に比べて、冷却媒体温調部20の装置への負担も小さくなる。したがって、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置1によれば、試験体100のパワーサイクル試験を効率的に行うことが可能である。 As described above, according to the power cycle test apparatus 1 according to the present embodiment, the power cycle test is performed by repeatedly applying and stopping the current I to the test object 100, and at a predetermined timing in the power cycle test, Accordingly, the first switching unit 40 is switched between the supply state and the bypass state. Specifically, the first switching unit 40 is switched to the bypass state (FIG. 4) when current is applied to the test object 100, and the first switching unit 40 is switched to the supply state (FIG. 4) when the current application to the test object 100 is stopped. 1). As a result, the increase in the junction temperature of the specimen 100 is prevented from being hindered by the cooling medium in the cooling section 10, and the junction temperature can be rapidly increased to the first set temperature. Moreover, by providing the bypass path 42 , it is possible to stop the flow of the cooling medium into the cooling section 10 while continuing the operation of the cooling medium temperature control section 20 even when current is applied to the specimen 100 . Therefore, the load on the cooling medium temperature control unit 20 is less than when the cooling medium temperature control unit 20 is repeatedly operated and stopped in response to ON/OFF of the current application to the test object 100 . Therefore, according to the power cycle test apparatus 1 according to this embodiment, it is possible to efficiently perform the power cycle test of the specimen 100 .

<変形例>
上記実施形態1の変形例としては、以下の形態が挙げられる。
<Modification>
Modifications of the first embodiment include the following modes.

上記実施形態1では、ジャンクション温度が第1設定温度以上まで上がることに基づいて試験体100への電流印加を停止し、ジャンクション温度が第2設定温度以下まで下がることに基づいて試験体100への電流印加を再開するが、これに限定されない。例えば、パワーサイクル試験の1つのサイクルの開始から第1設定時間が経過することに基づいて、試験体100への電流印加を停止すると共に、第1切替部40をバイパス状態から供給状態へ切り替えてもよい。そして、パワーサイクル試験の当該サイクルの開始から第2設定時間(第1設定時間よりも長い時間)が経過することに基づいて、試験体100への電流印加を再開すると共に、第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替えてもよい。 In the first embodiment, the current application to the test piece 100 is stopped when the junction temperature rises to the first set temperature or higher, and the current application to the test piece 100 is stopped when the junction temperature drops to the second set temperature or lower. Current application is resumed, but not limited to this. For example, when the first set time elapses from the start of one cycle of the power cycle test, current application to the test object 100 is stopped and the first switching unit 40 is switched from the bypass state to the supply state. good too. Then, based on the lapse of the second set time (time longer than the first set time) from the start of the power cycle test, the current application to the test object 100 is resumed, and the first switching unit 40 may be switched from the supply state to the bypass state.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を、図1、図5及び図6に基づいて説明する。実施形態2に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法は、基本的に上記実施形態1と同様であるが、第1切替制御部72が試験体100のジャンクション温度の測定値に基づいて第1切替部40を制御する点で異なっている。以下、上記実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 5 and 6. FIG. The power cycle test apparatus and power cycle test method according to the second embodiment are basically the same as those of the first embodiment, except that the first switching control unit 72 switches the first The difference is that the switching unit 40 is controlled. Only points different from the first embodiment will be described below.

図5は、実施形態2におけるコントローラ70Aの構成を説明するための機能ブロック図である。なお、本実施形態におけるコントローラ70Aも、上記実施形態1と同様に電流印加制御部71、第2切替制御部73、排出制御部74及びチラー制御部75を含むが、図5ではこれらが省略されている。 FIG. 5 is a functional block diagram for explaining the configuration of the controller 70A according to the second embodiment. The controller 70A in this embodiment also includes a current application control section 71, a second switching control section 73, a discharge control section 74, and a chiller control section 75 as in the first embodiment, but these are omitted in FIG. ing.

コントローラ70Aは、受付部76と、記憶部77と、判定部78とを含む。受付部76及び判定部78は、コントローラ70AのCPUにより実行される各機能である。また記憶部77は、各種メモリ等の記憶装置により構成されている。 Controller 70A includes a reception portion 76 , a storage portion 77 and a determination portion 78 . The reception unit 76 and the determination unit 78 are functions executed by the CPU of the controller 70A. The storage unit 77 is composed of a storage device such as various memories.

受付部76は、試験体100のジャンクション温度の測定値のデータを受信する。ジャンクション温度の測定値は、試験体100に内蔵された温度検知部110により検知され、その検知信号が受付部76へ送信される。温度検知部110は、試験体100のジャンクション温度を常時又は所定の時間間隔で測定する。 The receiving unit 76 receives the data of the measured value of the junction temperature of the test piece 100 . The measured value of the junction temperature is detected by the temperature detection unit 110 built in the test piece 100 and the detection signal is transmitted to the reception unit 76 . The temperature detection unit 110 measures the junction temperature of the specimen 100 all the time or at predetermined time intervals.

記憶部77には、試験体100のジャンクション温度の目標値が記憶されている。この目標値は、図6の上段グラフ中に破線で示すように、パワーサイクル試験中の経過時間(グラフ横軸)と共に周期的に変化する。 A target value of the junction temperature of the test piece 100 is stored in the storage unit 77 . This target value periodically changes with the elapsed time (horizontal axis of the graph) during the power cycle test, as indicated by the dashed line in the upper graph of FIG.

判定部78は、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較し、それらの大小関係を判定する。そして、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果に基づいて、ジャンクション温度の測定値がその目標値に近づくように第1切替部40を制御する。以下、この制御の具体的な内容を、図6のタイミングチャートに基づいて説明する。 The determination unit 78 compares the measured value of the junction temperature with its target value and determines the magnitude relationship therebetween. Then, the first switching control unit 72 controls the first switching unit 40 based on the determination result of the determination unit 78 so that the measured value of the junction temperature approaches its target value. The specific contents of this control will be described below based on the timing chart of FIG.

図6は、パワーサイクル試験における1つの電流印加サイクルについて、ジャンクション温度(Tj温度)の測定値及びその目標値の時間変化(上段グラフ)、試験体100への電流印加のオン/オフのタイミング(中段グラフ)及びバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミング(下段グラフ)をそれぞれ示している。上段グラフにおいて、ジャンクション温度の測定値が実線により示され、ジャンクション温度の目標値が破線により示されている。上記実施形態1と同様に、試験体100への電流印加によりパワーサイクル試験が開始し(図6の時間t1)、これと同時に第1切替部40が供給状態からバイパス状態へ切り替わる。 FIG. 6 shows, for one current application cycle in the power cycle test, the measured value of the junction temperature (Tj temperature) and the time change of the target value (upper graph), the on/off timing of the current application to the test body 100 ( middle graph) and on/off timings of the inflow of the cooling medium into the bypass path 42 (lower graph), respectively. In the upper graph, the measured value of the junction temperature is indicated by a solid line, and the target value of the junction temperature is indicated by a dashed line. As in the first embodiment, the power cycle test is started by current application to the specimen 100 (time t1 in FIG. 6), and at the same time the first switching unit 40 switches from the supply state to the bypass state.

図6に示すように、時間t1~t2の間は、ジャンクション温度の測定値がその目標値よりも小さい。この間、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値>測定値)に基づいて、第1切替部40をバイパス状態に維持する。これにより、冷却部10への冷却媒体の流入が停止されるため、ジャンクション温度の上昇勾配が次第に大きくなる。そして、ジャンクション温度の測定値がその目標値に近づき、図6中の時間t2の時点で目標値と同じになる。 As shown in FIG. 6, between times t1 and t2, the measured junction temperature is less than its target value. During this time, the first switching control unit 72 maintains the first switching unit 40 in the bypass state based on the determination result (target value>measured value) by the determination unit 78 . As a result, the inflow of the cooling medium into the cooling unit 10 is stopped, so that the junction temperature rise gradient gradually increases. Then, the measured value of the junction temperature approaches the target value and becomes the same as the target value at time t2 in FIG.

図6中の時間t2~t3の間は、ジャンクション温度の測定値がその目標値よりも大きくなっている。この間、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値<測定値)に基づいて、第1切替部40を供給状態に維持する。これにより、冷却媒体が冷却部10内へ流入し、試験体100の内部の熱が冷却媒体により奪われるため、ジャンクション温度の上昇勾配が次第に小さくなる。そして、ジャンクション温度の測定値が目標値に近づき、図6中の時間t3の時点で目標値と同じになる。 Between times t2 and t3 in FIG. 6, the measured value of the junction temperature is higher than its target value. During this time, the first switching control unit 72 maintains the first switching unit 40 in the supply state based on the determination result (target value<measured value) by the determination unit 78 . As a result, the cooling medium flows into the cooling section 10, and the heat inside the specimen 100 is taken away by the cooling medium, so that the rising gradient of the junction temperature gradually decreases. Then, the measured value of the junction temperature approaches the target value and becomes the same as the target value at time t3 in FIG.

図6中の時間t3~t4の間は、時間t1~t2の間と同様に、ジャンクション温度の測定値が目標値よりも小さくなっている。このため、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値>測定値)に基づいて、第1切替部40をバイパス状態に維持する。このように、実施形態2では、上記実施形態1のように試験体100への電流印加時に第1切替部40を常にバイパス状態に維持する場合と異なり、試験体100への電流印加時(図6中の時間t1~t4の間)にも、ジャンクション温度の測定値とその目標値との比較に基づいて、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。 Between times t3 and t4 in FIG. 6, the measured value of the junction temperature is lower than the target value, similarly to between times t1 and t2. Therefore, the first switching control section 72 maintains the first switching section 40 in the bypass state based on the determination result by the determining section 78 (target value>measured value). As described above, in the second embodiment, unlike the case where the first switching unit 40 is always maintained in the bypass state when the current is applied to the test object 100 as in the first embodiment, when the current is applied to the test object 100 (Fig. 6) also switches the first switching unit 40 between the supply state and the bypass state based on the comparison between the measured value of the junction temperature and its target value.

以上の通り、実施形態2では、試験体100のジャンクション温度の測定値を指標として、より具体的にはジャンクション温度の測定値とその目標値との差に基づいて、パワーサイクル試験中に第1切替部40が制御される。これにより、ジャンクション温度をより確実に目標温度に近づけることが可能になり、より適正な条件下でパワーサイクル試験を実施することが可能になる。 As described above, in the second embodiment, using the measured value of the junction temperature of the test piece 100 as an index, more specifically, based on the difference between the measured value of the junction temperature and its target value, the first The switching unit 40 is controlled. As a result, the junction temperature can be brought closer to the target temperature more reliably, and the power cycle test can be performed under more appropriate conditions.

(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を説明する。本実施形態では、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、バイパス経路42への冷却媒体の流入状態が切り替わるように第1切替部40を制御する。具体的には以下の通りである。
(Embodiment 3)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the first switching control section 72 controls the first switching section 40 so that the state of the cooling medium flowing into the bypass path 42 is switched at a predetermined timing in the power cycle test. Specifically, it is as follows.

まず、当該タイミングは、試験体100へ電流印加を行ったときの試験体100のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められており、記憶部77(図5)にその情報が記憶されている。すなわち、試験体100へ電流印加を行ったときのジャンクション温度の測定値(図6中の上段グラフの実線)とジャンクション温度の目標値(同グラフの破線)とを比較し、両値が一致するタイミング(図6中の時間t2,t3)が予め定められ、その情報が記憶部77に記憶される。 First, the timing is predetermined based on the temporal change in the junction temperature of the test piece 100 when current is applied to the test piece 100, and the information is stored in the storage unit 77 (FIG. 5). . That is, the measured value of the junction temperature (the solid line in the upper graph in FIG. 6) and the target value of the junction temperature (the dashed line in the same graph) when current is applied to the test body 100 are compared, and both values match. Timings (times t2 and t3 in FIG. 6) are determined in advance, and the information is stored in the storage unit 77. FIG.

そして、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験中において、予め定められた上記タイミングに基づいて第1切替部40を制御する。具体的には、図6中の時間t2のタイミングにおいて第1切替部40をバイパス状態から供給状態へ切り替え、同図中の時間t3のタイミングにおいて第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替える。なお、パワーサイクル試験中に試験体100へ印加される電流値は、上記の切替タイミングを決定するときに試験体100へ印加される電流値と同じである。 During the power cycle test, the first switching control section 72 controls the first switching section 40 based on the predetermined timing. Specifically, the first switching unit 40 is switched from the bypass state to the supply state at the timing of time t2 in FIG. 6, and the first switching unit 40 is switched from the supply state to the bypass state at the timing of time t3 in FIG. . The current value applied to the test object 100 during the power cycle test is the same as the current value applied to the test object 100 when determining the switching timing.

このように、実施形態3では、ジャンクション温度の測定値や目標値を指標とせず、パワーサイクル試験中における予め定められたタイミングで第1切替部40の状態を切り替える。これにより、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較する演算処理等を行わなくても、バイパス経路42への冷却媒体の流入状態を適切なタイミングで切り替えることが可能になる。 As described above, in the third embodiment, the state of the first switching unit 40 is switched at a predetermined timing during the power cycle test without using the measured value or the target value of the junction temperature as an index. This makes it possible to switch the flow state of the cooling medium to the bypass path 42 at an appropriate timing without performing arithmetic processing or the like for comparing the measured value of the junction temperature and its target value.

(実施形態4)
次に、本発明の実施形態4に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を、図7及び図8に基づいて説明する。実施形態4に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法は、基本的に上記実施形態1~3と同様であるが、試験体100が収容されるチャンバー80内の温度を周期的に変化させるサーマルサイクル試験をパワーサイクル試験に同期させて実行する点で異なっている。以下、上記実施形態1~3と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. The power cycle test apparatus and power cycle test method according to Embodiment 4 are basically the same as those in Embodiments 1 to 3 above, but a thermal power cycle tester that periodically changes the temperature in chamber 80 in which test piece 100 is accommodated is used. The difference is that the cycle test is executed in synchronization with the power cycle test. Only points different from the first to third embodiments will be described below.

図7に示すように、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置は、試験体100が収容されるチャンバー80と、チャンバー80内の空気を温調するチャンバー温調部82と、チャンバー温調部82により温調された空気をチャンバー80内で循環させるファン等の送風部85と、コントローラ70Bとを備えている。チャンバー温調部82は、チャンバー80内の空気を加熱するヒータ83と、当該空気を冷却する冷凍機の冷却器84(蒸発器)とを含む。チャンバー80内の空間は、仕切り板81によって、試験体100が収容される試験室80Aと、チャンバー温調部82及び送風部85が設置された空調室80Bとに仕切られている。なお、チャンバー80内の空気を冷却する冷却機構は、冷凍機に限定されない。 As shown in FIG. 7, the power cycle test apparatus according to the present embodiment includes a chamber 80 in which a specimen 100 is accommodated, a chamber temperature control section 82 for controlling the temperature of the air in the chamber 80, and a chamber temperature control section 82. and a controller 70B. The chamber temperature control unit 82 includes a heater 83 that heats the air in the chamber 80 and a refrigerator cooler 84 (evaporator) that cools the air. A space in the chamber 80 is partitioned by a partition plate 81 into a test chamber 80A in which the specimen 100 is accommodated and an air-conditioned chamber 80B in which a chamber temperature control section 82 and a blower section 85 are installed. Note that the cooling mechanism for cooling the air in the chamber 80 is not limited to a refrigerator.

コントローラ70Bは、上記実施形態1,2で説明した構成に加えて、チャンバー温調部82を制御するチャンバー温調制御部79をさらに含む。チャンバー温調制御部79は、温度センサ86による検知温度(試験室80A内の温度の測定値)が目標温度に近づくように、ヒータ83及び冷却器84の出力を制御する。チャンバー温調制御部79は、コントローラ70BのCPUにより実行される機能である。 The controller 70B further includes a chamber temperature control section 79 that controls the chamber temperature control section 82 in addition to the configurations described in the first and second embodiments. The chamber temperature control unit 79 controls outputs of the heater 83 and the cooler 84 so that the temperature detected by the temperature sensor 86 (the measured value of the temperature inside the test chamber 80A) approaches the target temperature. The chamber temperature control section 79 is a function executed by the CPU of the controller 70B.

本実施形態に係るパワーサイクル試験装置は、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させるスーパーインポーズ試験を実施可能に構成されている。図8は、当該スーパーインポーズ試験における、チャンバー80内の温度の時間変化(上段グラフ)、試験体100への電流印加のオン/オフのタイミング(中段グラフ)及びバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミング(下段グラフ)を示している。なお、同図における時間t1~t2の間は、例えば2分以上5分以下であるが、これに限定されない。また本発明のパワーサイクル試験装置は、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させるものに限定されず、チャンバー80内の温度が一定に維持された状態でパワーサイクル試験を実施するものでもよい。 The power cycle test apparatus according to this embodiment is configured to be able to perform a superimpose test that synchronizes the power cycle test and the thermal cycle test. FIG. 8 shows the time change of the temperature in the chamber 80 (upper graph), the on/off timing of the current application to the test body 100 (middle graph), and the cooling medium flow to the bypass path 42 in the superimpose test. The inflow on/off timing (bottom graph) is shown. Note that the time period from t1 to t2 in the figure is, for example, 2 minutes or more and 5 minutes or less, but is not limited to this. Moreover, the power cycle test apparatus of the present invention is not limited to synchronizing the power cycle test and the thermal cycle test, and may perform the power cycle test while the temperature inside the chamber 80 is kept constant.

図8に示すように、チャンバー温調制御部79は、チャンバー80内の温度が下限温度と上限温度との間で周期的に変化するように、チャンバー温調部82を制御する。電流印加制御部71(図1)は、チャンバー80内の温度が上昇傾向に転じるタイミング(図8中の時間t1)においてパワーサイクル試験が開始すると共に、チャンバー80内の温度が下降傾向に転じるタイミング(図8中の時間t2)においてパワーサイクル試験が終了するように、電流印加部60(図1)を制御する。 As shown in FIG. 8, the chamber temperature control section 79 controls the chamber temperature control section 82 so that the temperature inside the chamber 80 periodically changes between the lower limit temperature and the upper limit temperature. The current application control unit 71 (FIG. 1) starts the power cycle test at the timing (time t1 in FIG. 8) when the temperature inside the chamber 80 turns upward, and at the timing when the temperature inside the chamber 80 turns downward. The current applying unit 60 (FIG. 1) is controlled so that the power cycle test ends at (time t2 in FIG. 8).

第1切替制御部72(図1)は、パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、バイパス経路42へ冷却媒体が流入するように第1切替部40を制御する。具体的には、パワーサイクル試験の間(図8中の時間t1~t2の間)は第1切替部40が供給状態に維持され、パワーサイクル試験の終了時(図8中の時間t2)に、第1切替制御部72が第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替える。 The first switching control unit 72 (FIG. 1) controls the first switching unit 40 so that the cooling medium flows into the bypass path 42 after the power cycle test ends. Specifically, the first switching unit 40 is maintained in the supply state during the power cycle test (time t1 to t2 in FIG. 8), and at the end of the power cycle test (time t2 in FIG. 8) , the first switching control unit 72 switches the first switching unit 40 from the supply state to the bypass state.

排出制御部74(図1)は、パワーサイクル試験の終了タイミング以降であってバイパス経路42へ冷却媒体が流入するように第1切替部40が切り替わった後に、排出機構50を作動させる。具体的には、排出制御部74は、チャンバー80内の温度が下降傾向に転じた後であって冷却媒体の温度以下になったときに(図8中の時間t3)、排出機構50を作動させる(開閉バルブ52を開く)。また排出機構50を作動させるタイミングにおいて、第2切替制御部73が第2切替部41を戻り状態から回収状態へ切り替える。 The discharge control unit 74 ( FIG. 1 ) operates the discharge mechanism 50 after the power cycle test end timing and after the first switching unit 40 is switched so that the cooling medium flows into the bypass path 42 . Specifically, the discharge control unit 74 activates the discharge mechanism 50 after the temperature inside the chamber 80 has turned downward and becomes equal to or lower than the temperature of the cooling medium (time t3 in FIG. 8). (opens the on-off valve 52). At the timing of operating the discharge mechanism 50, the second switching control section 73 switches the second switching section 41 from the return state to the recovery state.

図9は、図8中の時間t3~t4の間における、パワーサイクル試験装置内での冷却媒体及び圧縮エアの流れをそれぞれ示している。同図中、冷却媒体の流れが破線矢印により示され、圧縮エアの流れが実線矢印により示されている。 FIG. 9 shows the flow of cooling medium and compressed air in the power cycle test apparatus during times t3 to t4 in FIG. 8, respectively. In the figure, the flow of cooling medium is indicated by dashed arrows, and the flow of compressed air is indicated by solid arrows.

図9に示すように、時間t3~t4の間、冷却媒体は、冷却媒体温調部20の出口21から流出した後、第1供給経路31A、バイパス経路42及び第2戻り経路32Bを順に流れて入口22に戻るため、冷却部10へは供給されない。一方、圧縮エアは、気体供給源53から分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10の内部(流路11)へ送り込まれる。 As shown in FIG. 9, between times t3 and t4, the cooling medium flows out from the outlet 21 of the cooling medium temperature control unit 20, and then flows through the first supply path 31A, the bypass path 42, and the second return path 32B in order. The cooling unit 10 is not supplied with the cooling unit 10 because the cooling unit 10 is not supplied. On the other hand, compressed air is sent from the gas supply source 53 into the interior of the cooling unit 10 (the flow path 11) via the branch path 51 and the second supply path 31B.

これにより、冷却部10内に残存した冷却媒体が、圧縮エアにより第1戻り経路32Aへ押し出される。この冷却媒体は、第1戻り経路32Aから回収経路44へ流入し、リザーバタンク43で貯留される。そして、リザーバタンク43に回収された冷却媒体は、供給口23から冷却媒体温調部20内へ戻される。なお、圧縮エアは、図8中の時間t3~t4の間に必ずしも常時供給される必要はなく、冷却部10内の冷却水が全て排出されたと考えられるタイミングで圧縮エアの供給が停止されてもよい。 As a result, the cooling medium remaining in the cooling section 10 is pushed out to the first return path 32A by the compressed air. This cooling medium flows from the first return path 32</b>A into the recovery path 44 and is stored in the reservoir tank 43 . Then, the cooling medium collected in the reservoir tank 43 is returned into the cooling medium temperature control section 20 through the supply port 23 . It should be noted that the compressed air does not necessarily need to be constantly supplied between times t3 and t4 in FIG. good too.

以上の通り、本実施形態では、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させたスーパーインポーズ試験において、パワーサイクル試験の終了後で且つチャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以下であるときに排出機構50を作動させ、冷却部10内の冷却媒体を排出する。これにより、冷却部10内に残存した冷却媒体が熱負荷となってサーマルサイクル試験による試験体100の温度制御が阻害されるのを抑制することができる。 As described above, in this embodiment, in the superimposed test in which the power cycle test and the thermal cycle test are synchronized, after the power cycle test is completed and when the temperature in the chamber 80 is equal to or lower than the temperature of the cooling medium, The discharge mechanism 50 is operated to discharge the cooling medium inside the cooling unit 10 . As a result, it is possible to prevent the cooling medium remaining in the cooling unit 10 from becoming a heat load and hindering the temperature control of the specimen 100 in the thermal cycle test.

(その他実施形態)
ここで、本発明のその他実施形態を説明する。
(Other embodiments)
Other embodiments of the invention will now be described.

図10に示すように、分岐経路51の一方端が第2供給経路31Bに接続されると共に、分岐経路51の他方端が大気開放されていてもよい。この場合、開閉バルブ52を開き、大気圧によって冷却部10内に空気を送り込むことにより、冷却部10内の冷却媒体を排出することができる。 As shown in FIG. 10, one end of the branch path 51 may be connected to the second supply path 31B and the other end of the branch path 51 may be open to the atmosphere. In this case, the cooling medium in the cooling unit 10 can be discharged by opening the on-off valve 52 and sending air into the cooling unit 10 by atmospheric pressure.

図11に示すように、冷却部10の内部から冷却媒体を吸引するポンプ44Aが、回収経路44に設置されていてもよい。排出機構50の作動時にポンプ44Aも作動させることにより、冷却部10内の冷却媒体をより確実に排出することができる。なお、ポンプ44Aは、第1戻り経路32Aに設置されていてもよい。 As shown in FIG. 11 , a pump 44A that sucks the cooling medium from inside the cooling unit 10 may be installed in the recovery path 44 . By operating the pump 44A when the discharge mechanism 50 is operated, the cooling medium in the cooling unit 10 can be discharged more reliably. In addition, the pump 44A may be installed in the first return path 32A.

上記実施形態4では、スーパーインポーズ試験においてチャンバー内温度が上昇傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を開始すると共に、チャンバー内温度が下降傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を終了したが、これに限定されない。例えば図12に示すように、スーパーインポーズ試験において、チャンバー内温度が下降傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を開始すると共に、チャンバー内温度が上昇傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を終了してもよい。この場合、図12中の時間t2以降(バイパス経路42への冷却媒体の流入を開始した後)に排出機構50を作動させてもよいし、同図中の時間t3以降(チャンバー内温度が上昇中であって冷却媒体の温度に到達したとき以降)に排出機構50を作動させてもよい。 In the above-described Embodiment 4, the power cycle test is started at the timing when the temperature inside the chamber turns to an upward trend in the superimpose test, and the power cycle test ends at the timing when the temperature inside the chamber turns to a downward trend, but it is limited to this. not. For example, as shown in FIG. 12, in the superimpose test, even if the power cycle test is started at the timing when the temperature inside the chamber turns to a downward trend, and the power cycle test ends at the timing when the temperature inside the chamber turns to an upward trend, good. In this case, the discharge mechanism 50 may be operated after time t2 in FIG. 12 (after the cooling medium starts to flow into the bypass path 42), or after time t3 in FIG. The discharge mechanism 50 may be operated after the temperature of the cooling medium is reached).

上記実施形態4では、スーパーインポーズ試験においてパワーサイクル試験の終了と同時に第1切替部40をバイパス状態へ切り替える場合を説明したが、サーマルサイクル試験と同期させずにパワーサイクル試験を実施している場合に、パワーサイクル試験の終了と同時に第1切替部40をバイパス状態へ切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。 In the above-described fourth embodiment, a case has been described in which the first switching unit 40 is switched to the bypass state at the same time as the power cycle test is completed in the superimpose test, but the power cycle test is performed without synchronizing with the thermal cycle test. In this case, the first switching unit 40 may be switched to the bypass state at the same time when the power cycle test is completed. This also applies to the case of FIG.

上記実施形態4(図8)では、スーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の実行中に冷却媒体を冷却部10へ供給しているがこれに限定されず、当該パワーサイクル試験の実行中に第1切替部40をバイパス状態としてもよい。また当該パワーサイクル試験の実行中に、試験体100への電流印加のタイミングに合わせて、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で適宜切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。 In the fourth embodiment (FIG. 8), the cooling medium is supplied to the cooling unit 10 during execution of the power cycle test in the superimposed test, but the present invention is not limited to this. The switching unit 40 may be put into a bypass state. Also, during execution of the power cycle test, the first switching unit 40 may be switched between the supply state and the bypass state as appropriate in accordance with the timing of current application to the test object 100 . This also applies to the case of FIG.

上記実施形態4のスーパーインポーズ試験において、図8中の時間t2~t3の間も第1切替部40を供給状態(バイパスOFF)に維持し、時間t3の冷却水の排出タイミングにおいて第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。 In the superimpose test of the fourth embodiment, the first switching unit 40 is maintained in the supply state (bypass OFF) during the time t2 to t3 in FIG. The unit 40 may be switched from the supply state to the bypass state. This also applies to the case of FIG.

第1切替部40は、冷却媒体温調部20から循環回路30(第1供給経路31A)へ流出した冷却媒体のうち、バイパス経路42へ流入する冷却媒体の流量と冷却部10へ供給される冷却媒体の流量との比率を調整可能に構成されていてもよい。具体的には、バイパス経路42の上流端が供給経路31に接続されており、第1切替部40は、供給経路31のうちバイパス経路42の接続部よりも冷却部10側に設置された流量調整バルブと、バイパス経路42に設置された流量調整バルブとにより構成されていてもよい。 The first switching unit 40 determines the flow rate of the cooling medium flowing into the bypass path 42 among the cooling medium flowing out from the cooling medium temperature control unit 20 to the circulation circuit 30 (first supply path 31A) and the flow rate of the cooling medium supplied to the cooling unit 10. The ratio with the flow rate of the cooling medium may be configured to be adjustable. Specifically, the upstream end of the bypass route 42 is connected to the supply route 31 , and the first switching unit 40 is installed on the cooling unit 10 side of the connection part of the bypass route 42 in the supply route 31 . It may be composed of an adjustment valve and a flow rate adjustment valve installed in the bypass path 42 .

この場合、例えば図2中の時間t1~t2の間に冷却部10への冷却媒体の供給を完全に停止せず、少量の冷却媒体(時間t2~t3の間に冷却部10へ供給される量よりも少ない量の冷却媒体)が冷却部10へ供給されてもよい。このことは、図6中の時間t1~t2の間及び時間t3~t4の間についても同様である。また図2中の時間t2~t3の間に、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。また図6中の時間t2~t3の間に、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。 In this case, for example, the supply of the cooling medium to the cooling unit 10 is not completely stopped during the time t1 to t2 in FIG. A lesser amount of cooling medium) may be supplied to the cooling unit 10 . This is the same for times t1 to t2 and times t3 to t4 in FIG. Also, a small amount of the cooling medium may flow into the bypass path 42 between times t2 and t3 in FIG. Also, a small amount of the cooling medium may flow into the bypass path 42 between times t2 and t3 in FIG.

また図8及び図12のスーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の間に、第1切替部40による冷却媒体の流量調整が行われてもよい。例えば、図8及び図12の時間t1~t2の間に、第1切替部40のバルブ開度を調整することにより、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。さらに、スーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の間に、試験体100への電流印加のタイミングに合わせて、第1切替部40による冷却媒体の流量調整が行われてもよい。例えば、図8及び図12の時間t1~t2の間において、試験体100への電流印加のオン時に、少量の冷却媒体が冷却部10へ供給されると共に残りの冷却媒体がバイパス経路42へ流入するように、第1切替部40のバルブ開度が調整されてもよい。一方、試験体100への電流印加のオフ時に、少量の冷却媒体がバイパス経路42へ流入すると共に残りの冷却媒体が冷却部10へ供給されるように、第1切替部40のバルブ開度が調整されてもよい。 Also, the flow rate of the cooling medium may be adjusted by the first switching unit 40 during the power cycle test in the superimposed test of FIGS. 8 and 12 . For example, a small amount of cooling medium may flow into the bypass path 42 by adjusting the valve opening degree of the first switching unit 40 between times t1 and t2 in FIGS. 8 and 12 . Furthermore, during the power cycle test in the superimpose test, the first switching unit 40 may adjust the flow rate of the cooling medium in accordance with the timing of current application to the specimen 100 . For example, between times t1 and t2 in FIGS. 8 and 12, when the current application to the specimen 100 is turned on, a small amount of cooling medium is supplied to the cooling unit 10 and the remaining cooling medium flows into the bypass path 42. The valve opening degree of the first switching unit 40 may be adjusted so as to do so. On the other hand, when the current application to the specimen 100 is turned off, the valve opening degree of the first switching unit 40 is adjusted so that a small amount of the cooling medium flows into the bypass path 42 and the remaining cooling medium is supplied to the cooling unit 10. may be adjusted.

上記実施形態4では、チャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以下になったときに冷却部10内の冷却媒体を排出する場合を説明したが、チャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以上であるときに冷却部10内の冷却媒体を排出してもよい。具体的には、パワーサイクル試験の終了時(図8の例では時間t2)やチャンバー80内の温度が上限温度に到達した後で且つ冷却媒体の温度以下になる前(図8中の時間t2~t3の間)に冷却部10内の冷却媒体を排出してもよい。 In the above-described fourth embodiment, the case where the cooling medium in the cooling unit 10 is discharged when the temperature in the chamber 80 becomes equal to or lower than the temperature of the cooling medium has been described. The cooling medium in the cooling unit 10 may be discharged at certain times. Specifically, at the end of the power cycle test (time t2 in the example of FIG. 8), after the temperature in the chamber 80 reaches the upper limit temperature and before the temperature of the cooling medium drops below (time t2 in FIG. 8). to t3), the cooling medium in the cooling unit 10 may be discharged.

気体供給源53から分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10内へ圧縮エアを供給する場合に限定されず、分岐経路51が冷却部10内の流路11へ直接連通していてもよい。 The supply of compressed air from the gas supply source 53 to the cooling unit 10 via the branch path 51 and the second supply path 31B is not limited, and the branch path 51 directly communicates with the flow path 11 in the cooling unit 10. may

1台の冷却媒体温調部20に複数の循環回路30が接続され、当該1台の冷却媒体温調部20から複数の冷却部10へ冷却媒体を供給可能であってもよい。 A plurality of circulation circuits 30 may be connected to one cooling medium temperature control unit 20 , and the cooling medium may be supplied from the single cooling medium temperature control unit 20 to the plurality of cooling units 10 .

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

1 パワーサイクル試験装置
10 冷却部
20 冷却媒体温調部
30 循環回路
40 第1切替部(切替部)
42 バイパス経路
50 排出機構
53 気体供給源
60 電流印加部
71 電流印加制御部
72 第1切替制御部
74 排出制御部
77 記憶部
78 判定部
80 チャンバー
100 試験体
I 電流
1 power cycle test device 10 cooling unit 20 cooling medium temperature control unit 30 circulation circuit 40 first switching unit (switching unit)
42 bypass path 50 discharge mechanism 53 gas supply source 60 current application unit 71 current application control unit 72 first switching control unit 74 discharge control unit 77 storage unit 78 determination unit 80 chamber 100 specimen I current

Claims (11)

試験体に電流を印加する電流印加部と、
前記試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、
前記冷却媒体温調部で温調された前記冷却媒体により前記試験体を冷却する冷却部と、
前記冷却媒体温調部と前記冷却部との間で前記冷却媒体を循環させる循環回路と、
前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路と、
前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態を切り替えるための切替部と、
前記試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように前記電流印加部を制御する電流印加制御部と、
前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて前記切替部を制御する切替制御部と、を備えた、パワーサイクル試験装置。
a current applying unit that applies a current to the test object;
a cooling medium temperature control unit for controlling the temperature of a cooling medium for cooling the test specimen;
a cooling unit for cooling the test body with the cooling medium temperature-controlled by the cooling medium temperature control unit;
a circulation circuit for circulating the cooling medium between the cooling medium temperature control section and the cooling section;
a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit;
a switching unit for switching an inflow state of the cooling medium to the bypass path;
a current application control unit that controls the current application unit to perform a power cycle test by repeatedly applying and stopping the current to the test object;
A power cycle test apparatus comprising: a switching control unit that controls the switching unit according to a predetermined timing in the power cycle test while maintaining the state in which the test object is thermally connected to the cooling unit.
前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験において、前記電流印加部から前記試験体へ電流が印加されているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入し且つ前記電流印加部から前記試験体への電流の印加が停止しているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入しないように、前記切替部を制御する、請求項1に記載のパワーサイクル試験装置。 In the power cycle test, the switching control unit causes the cooling medium to flow into the bypass path and flow from the current application unit to the test object when a current is being applied from the current application unit to the test object. 2. The power cycle test apparatus according to claim 1, wherein said switching unit is controlled so that said cooling medium does not flow into said bypass path when application of current is stopped. 前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記受付部で受信した前記試験体のジャンクション温度の値に基づいて前記切替部を制御する、請求項1又は2に記載のパワーサイクル試験装置。
Further comprising a reception unit for receiving data of the junction temperature of the test body,
3. The power cycle test apparatus according to claim 1, wherein said switching control section controls said switching section based on the value of the junction temperature of said test object received by said receiving section .
前記切替制御部は、前記受信した前記試験体のジャンクション温度の値と前記試験体のジャンクション温度の目標値との比較に基づいて、前記試験体のジャンクション温度の値が前記目標値に近づくように前記切替部を制御する、請求項3に記載のパワーサイクル試験装置。 The switching control unit causes the value of the junction temperature of the test object to approach the target value based on the comparison between the received value of the junction temperature of the test object and the target value of the junction temperature of the test object. 4. The power cycle test apparatus according to claim 3, wherein said switching unit is controlled so as to 前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態が切り替わるように前記切替部を制御し、
前記タイミングは、前記試験体へ電流印加を行ったときの前記試験体のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められている、請求項1又は2に記載のパワーサイクル試験装置。
Further comprising a reception unit for receiving data of the junction temperature of the test body,
The switching control unit controls the switching unit so as to switch the inflow state of the cooling medium to the bypass path at a predetermined timing in the power cycle test,
3. The power cycle test apparatus according to claim 1, wherein said timing is determined in advance based on a temporal change in junction temperature of said test object when current is applied to said test object.
前記切替部は、前記冷却媒体温調部から前記循環回路へ流出した前記冷却媒体のうち、前記バイパス経路へ流入する前記冷却媒体の流量と前記冷却部へ供給される前記冷却媒体の流量との比率を調整可能に構成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載のパワーサイクル試験装置。 The switching unit controls the flow rate of the cooling medium that flows into the bypass path and the flow rate of the cooling medium that is supplied to the cooling unit, among the cooling medium that has flowed out from the cooling medium temperature control unit to the circulation circuit. The power cycle test apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio is adjustable. 前記冷却部の内部から前記冷却媒体を排出する排出機構をさらに備えた、請求項1~6のいずれか1項に記載のパワーサイクル試験装置。 The power cycle test apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a discharge mechanism for discharging said cooling medium from inside said cooling section. 前記排出機構は、前記冷却部の内部へ気体を供給する気体供給源を含む、請求項7に記載のパワーサイクル試験装置。 8. The power cycle test apparatus according to claim 7, wherein said exhaust mechanism includes a gas supply source that supplies gas to the interior of said cooling unit. 前記排出機構を制御する排出制御部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部を制御し、
前記排出制御部は、前記終了タイミング以降であって前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部が切り替わった後に、前記排出機構を作動させる、請求項7又は8に記載のパワーサイクル試験装置。
further comprising an ejection control unit that controls the ejection mechanism,
The switching control unit controls the switching unit so that the cooling medium flows into the bypass path after the timing at which the power cycle test ends,
9. The power cycle according to claim 7, wherein the discharge control unit operates the discharge mechanism after the end timing and after the switching unit switches such that the cooling medium flows into the bypass path. test equipment.
前記試験体が収容されるチャンバーをさらに備え、
前記排出制御部が前記排出機構を作動させるタイミングは、前記チャンバー内の温度が前記冷却媒体の温度に到達したとき以降である、請求項9に記載のパワーサイクル試験装置。
Further comprising a chamber in which the test body is accommodated,
10. The power cycle test apparatus according to claim 9, wherein the timing at which said discharge control unit operates said discharge mechanism is after the temperature in said chamber reaches the temperature of said cooling medium.
試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行する方法であって、
試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記試験体を冷却する冷却部と、の間で冷却媒体を循環回路に循環させ、
前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路に前記冷却媒体が流通するように、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ記冷却部への冷却媒体の流入状態を切り替える、パワーサイクル試験方法。
A method for performing a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object,
circulating a cooling medium in a circulation circuit between a cooling medium temperature control unit for controlling the temperature of a cooling medium for cooling a test object and a cooling unit for cooling the test object;
According to a predetermined timing in the power cycle test, the test body is thermally transferred to the cooling unit so that the cooling medium flows through a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit. A power cycle test method for switching the inflow state of the cooling medium to the cooling unit while maintaining the connected state .
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