KR102505760B1 - 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102505760B1
KR102505760B1 KR1020200115154A KR20200115154A KR102505760B1 KR 102505760 B1 KR102505760 B1 KR 102505760B1 KR 1020200115154 A KR1020200115154 A KR 1020200115154A KR 20200115154 A KR20200115154 A KR 20200115154A KR 102505760 B1 KR102505760 B1 KR 102505760B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor device
power semiconductor
test
current
jig
Prior art date
Application number
KR1020200115154A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220033143A (ko
Inventor
곽봉우
김명복
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020200115154A priority Critical patent/KR102505760B1/ko
Publication of KR20220033143A publication Critical patent/KR20220033143A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102505760B1 publication Critical patent/KR102505760B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/127—Arrangements for measuring electric power or power factor by using pulse modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0007—Frequency selective voltage or current level measuring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/14—Compensating for temperature change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치는 정전압 모드 또는 정전류 모드로 전원을 공급하는 전원공급장치, 분석 대상 전력반도체소자를 포함하는 이중 펄스 테스트를 수행하는 테스트 지그, 이중 펄스 테스트에 의한 전력반도체소자의 상태를 측정하는 센서부, 센서부에서 측정된 전력반도체소자의 상태 정보를 전송하고, 테스트 지그의 상태 정보를 수신하며 테스트 지그로 전력반도체소자의 게이트 신호를 전송하는 DAQ 모듈, 및 DAQ 모듈을 통하여 전력반도체소자의 상태 정보 및 테스트 지그의 상태 정보를 수신하여 전력반도체소자의 상태 정보를 특성 정보로서 저장하며 전력반도체소자의 테스트에 대응하는 게이트 신호를 생성하고 테스트 지그의 상태 정보에 따라 전력반도체소자의 테스트를 제어하는 PC를 포함한다.

Description

이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법{Apparatus for analyzing characteristic of power semiconductor device using double pulse test and method for controlling thereof}
본 발명은 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력반도체소자는 제조사에서 정격 사양을 제공한다. 이러한 정격 사양은 실험적 데이터가 아닌 계산에 의한 것이다. 추가적으로, 애플리케이션 노트를 통하여 실부하 실험 데이터를 제공하기도 하지만, 이 또한 특정된 애플리케이션 회로를 통한 실험 데이터로서 다양한 애플리케이션에 적합한 데이터가 아니다.
한편, 전력반도체소자를 사용한 전력변환시스템의 개발과정에서는 애플리케이션 회로, 스위칭 주파수, 방열 조건 등에 의해 특성이 달라지기 때문에 전력반도체소자는 이와 같이 제공되는 사양과 상이한 특성을 나타내는 문제가 빈번하다. 아울러, 전력반도체소자의 스위칭 주파수에 따른 온도특성, 게이트 손실, 오실레이션 문제 등으로 인해 개발 기간 및 개발 비용이 증가된다.
KR 2011-0045405 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 시스템 사양에 따른 실부하 조건에서 정확한 특성을 측정할 수 있는 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 정전압 모드 또는 정전류 모드로 전원을 공급하는 전원공급장치; 분석 대상 전력반도체소자를 포함하는 이중 펄스 테스트를 수행하는 테스트 지그; 상기 이중 펄스 테스트에 의한 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하는 센서부; 상기 센서부에서 측정된 상기 전력반도체소자의 상태 정보를 전송하고, 상기 테스트 지그의 상태 정보를 수신하며 상기 테스트 지그로 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 전송하는 DAQ 모듈; 및 상기 DAQ 모듈을 통하여 상기 전력반도체소자의 상태 정보 및 상기 테스트 지그의 상태 정보를 수신하여 상기 전력반도체소자의 상태 정보를 특성 정보로서 저장하며 상기 전력반도체소자의 테스트에 대응하는 상기 게이트 신호를 생성하고 상기 테스트 지그의 상태 정보에 따라 상기 전력반도체소자의 테스트를 제어하는 PC;를 포함하는 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 센서부는 상기 테스트 지그 내의 전류를 측정하는 전류 센서; 상기 테스트 지그 내의 전압을 측정하는 전압 센서; 및 상기 전력반도체소자의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트 지그는 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 전원입력단과 상기 전력반도체소자 사이에 직렬로 연결되는 인덕터; 및 상기 인덕터에 병렬로 연결되며 양극이 상기 전력반도체소자에 연결되고 음극이 상기 전원입력단에 연결되는 다이오드를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트 지그는 상기 전력반도체소자, 상기 인덕터 및 상기 다이오드를 수용하는 지그 케이스; 및 상기 지그 케이스의 개폐 상태에 따라 온오프되는 스위치;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트 지그는 상기 스위치의 온오프 상태를 상기 테스트 지그의 상태 정보로서 상기 DAQ 모듈을 통하여 상기 PC로 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 PC는 상기 전력반도체소자의 상태 정보에 따라 턴온/오프 특성 파라미터 및 역회복 특성 파라미터를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 턴온/오프 특성 파라미터는 턴온-오프 시간, 상승시간, 하강 시간, 전압 변화율(dv/dt) 및 전류 변화율(di/dt)을 포함하고, 상기 역회복 특성 파라미터는 역회복 시간 및 역회복 전류를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 PC는 실부하 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 턴온 시간을 가변하여 상기 인덕터의 피크 전류(ΔIL)의 크기를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인덕터의 피크 전류(ΔIL)의 크기는 하기의 식에 의해 산출한다:
Figure 112020095408990-pat00001
,
Figure 112020095408990-pat00002
여기서, VDC는 상기 전원공급장치로부터 제공하는 전원의 직류 전압, L은 상기 인덕터의 인덕턴스, TON은 상기 전력반도체소자의 턴온 시간, IL *는 실부하 조건에 따른 사용자 설정값일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 PC는 상기 전력반도체소자의 턴온 시점에서 소스-드레인간 전압 및 전류 변화에 의한 에너지 손실을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 바와 같은 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법으로서, 테스트를 위한 테스트 모드 및 전원공급장치를 설정하는 테스트 설정 단계; 상기 설정에 따라 이중 펄스 테스트를 위한 테스트 조건을 설정하는 이중 펄스 테스트 설정 단계; 상기 이중 펄스 테스트를 위한 테스트 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 출력하는 단계; 상기 전력반도체소자가 파손되는지 확인하는 단계; 상기 전력반도체소자가 파손되지 않은 경우, 이중 펄스 테스트를 수행하는 단계; 및 상기 전력반도체소자가 파손된 경우 테스트를 종료하는 단계를 포함하고, 상기 이중 펄스 테스트를 수행하는 단계는 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하여 상기 전력반도체소자의 특성 파라미터를 산출한다.
일 실시예에서, 상기 제어 방법은 상기 테스트 지그의 지그 케이스의 상태를 판단하는 단계; 상기 지그 케이스가 개방된 경우, 테스트 지그 에러를 알람하는 단계; 및 상기 지그 케이스가 닫힌 경우, 이중 펄스 테스트를 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 방법은 상기 테스트 설정 단계의 테스트 모드를 판단하는 단계; 상기 테스트 모드가 전류 도통 테스트인 경우, 상기 설정에 따라 전류 도통 테스트를 위한 테스트 조건을 설정하는 전류 도통 테스트 설정 단계; 상기 전류 도통 테스트를 위한 테스트 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 출력하는 단계; 상기 전력반도체소자가 파손되는지 확인하는 단계; 및 상기 전력반도체소자가 파손되지 않은 경우, 전류 도통 테스트를 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전류 도통 테스트를 수행하는 단계는 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하여 상기 전력반도체소자의 특성 파라미터를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 방법은 상기 전력반도체소자의 현재 온도가 설정 온도 이상인지의 여부를 판단하는 제1판단 단계; 및 상기 전력반도체소자가 파손되거나, 상기 현재 온도가 상기 설정 온도보다 큰 경우 테스트를 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 방법은 현재 시간이 테스트 설정 시간보다 큰지의 여부를 판단하는 제2판단 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 현재 시간이 상기 테스트 설정 시간보다 큰 경우 테스트를 종료할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법은 센서부와 PC를 이용하여 전력변환 시스템의 사양에 따른 실부하 조건에서 이중 펄스 테스트를 활용하여 전력반도체소자의 특성을 분석함으로써, 별도의 전용 측정 장비를 구비하지 않고도 전력반도체소자의 실부하 조건에 대한 특성을 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은 PC를 이용하여 전력반도체소자의 특성 분석을 제어함으로써, 고가의 전용 측정 장비와 활용도가 상대적으로 낮은 신호발생기를 구비할 필요가 없어 분석 장치를 간소화하는 동시에 전력반도체소자의 측정 비용을 경감할 수 있다.
또한, 본 발명은 공급 전압과 인덕터의 인덕턴스 및 실부하 조건에 따른 사용자 설정값에 따라 전력반도체소자의 특성 분석 테스트를 수행함으로써, 전력반도체소자를 분석하기 위한 실부하 조건을 용이하게 변경할 수 있으므로 다양한 애플리케이션에 대한 전력반도체소자의 특성을 용이하게 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은 실부하 조건을 간단하게 변경함으로써, 다양한 실부하 조건에서 전력반도체소자의 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로 전력반도체소자를 이용한 전력변환 시스템의 개발 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 테스트 지그(120)가 지그 케이스(121)로 완전히 폐쇄된 상태에서만 테스트를 수행함으로써, 전력반도체소자의 파손 조건까지 측정하는 경우에도 전력반도체소자의 파손에 따른 사용자의 안전을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 온도 센서를 구비하여 전력반도체소자의 온도 특성을 측정함으로써, 온도 계측을 위한 추가적인 데이터 로거가 필요 없이 전력반도체소자의 온도 특성을 용이하고 저비용을 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은 측정 데이터를 PC에 저장하고 이를 기초로 측성 파라미터를 산출함으로써, 전력반도체소자에 대한 데이터 측정과 특성 파라미터 산출을 함께 수행할 수 있으므로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 동시에 측정 데이터를 통한 연산에 의해 전력반도체소자의 특성 파라미터를 용이하게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 테스트 지그의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 전류 도통 테스트를 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 이중 펄스 테스트를 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 턴-온 에너지 손실의 산출을 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 GUI의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 이중 펄스 테스트 절차의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 전류 도통 테스트 절차의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 테스트 지그의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전원공급장치(110), 테스트 지그(120), 센서부(130), DAQ 모듈(140) 및 PC(150)를 포함할 수 있다.
전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전압, 전류, 및 스위칭 주파수 등과 같은 전력변환 시스템의 사양에 따른 실부하 조건에서 이중 펄스 테스트를 활용하여 전력반도체소자의 특성을 분석하기 위한 것으로서, PC(150)와 테스트를 전반을 제어하기 위한 소프트웨어를 기반으로 한다. 여기서, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 제조사에서 제공하는 사양 이외에 설계하고자 하는 전력변환 시스템의 사양에 따른 전력반도체소자의 실부하 조건에 대하여 전력반도체소자의 특성을 측정하여 저장하고 이를 기초로 전력반도체소자의 특성을 분석할 수 있다.
종래에는 측정 장비를 통한 측정 결과를 확인한 후 이를 기초로 외부적인 계산을 통하여 전력반도체소자의 특성 파라미터를 산출하였다. 즉, 종래의 전력반도체소자 분석 장치는 전력반도체소자의 데이터 측정과 특성 파라미터의 산출이 별개로 이루어졌다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자에 대한 데이터 측정과 특성 파라미터 산출을 동시에 수행할 수 있으므로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 저장된 측정 데이터를 통한 연산에 의해 전력반도체소자의 특성 파라미터를 용이하게 산출할 수 있다.
전원공급장치(110)는 특성을 분석하고자 하는 전력반도체소자에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 전원공급장치(110)는 테스트 지그(120)에 직류 전원을 제공할 수 있다. 이때, 전원공급장치(110)는 정전압 모드 또는 정전류 모드로 전원을 공급할 수 있다.
테스트 지그(120)는 이중 펄스 테스트 및 전류 도통 테스트를 수행하기 위한 것으로, 실부하 조건을 제공할 수 있다. 여기서, 테스트 지그(120)는 분석 대상 전력반도체소자를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 테스트 지그(120)는 지그 케이스(121), 스위치(SW), 인덕터(L), 다이오드(D) 및 전력반도체소자(S)를 포함할 수 있다.
지그 케이스(121)는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 전력반도체소자(S)를 수용할 수 있다. 일례로, 지그 케이스(121)는 내부에 공간을 갖는 박스 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 지그 케이스(121)는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 전력반도체소자(S)를 수용하는 본체와 본체를 덮는 커버를 포함할 수 있다.
스위치(SW)는 지그 케이스(121)의 개폐 상태에 따라 온오프될 수 있다. 일례로, 스위치(SW)는 지그 케이스(121)의 커버 또는 본체에 구비될 수 있다. 이때, 스위치(SW)는 누름식 스위치일 수 있다. 스위치(SW)는 본체에 구비되고 커버에 의해 스위치(SW)가 눌려져 턴온 상태를 유지할 수 있다. 커버가 본체로부터 개방되면 스위치(SW)는 눌림이 해제되어 오프 상태가 될 수 있다. 다른 예로서, 스위치(SW)는 광학식 스위치일 수 있다.
여기서, 테스트 지그(120)는 스위치(SW)의 온오프 상태를 테스트 지그(120)의 상태 정보로서 DAQ 모듈(140)을 통하여 PC(150)로 전송할 수 있다.
인덕터(L)는 전원공급장치(110)로부터 전원(VDC)을 공급받는 전원입력단과 분석 대상 전력반도체소자(S) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.
다이오드(D)는 인덕터(L)에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 다이오드(D)는 양극이 전력반도체소자(S)에 연결되고, 음극이 전원입력단에 연결될 수 있다. 즉, 다이오드(D)는 전력반도체소자(S)의 턴온시 오프되고, 전력반도체소자의 턴오프시 턴온될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 센서부(130)는 실부하 조건에 따른 전력반도체소자의 상태를 측정할 수 있다. 일례로, 센서부(130)는 이중 펄스 테스트 또는 전류 도통 테스트를 통하여 전력반도체소자의 상태를 측정할 수 있다.
이때, 센서부(130)는 높은 해상도를 갖는 고정밀 센서를 포함할 수 있다. 센서부(130)는 전류 센서, 전압 센서 및 온도 센서를 포함할 수 있다.
상기 전류 센서는 테스트 지그(120) 내의 전류를 측정할 수 있다. 일례로, 상기 전류 센서는 후술하는 바와 같이 테스트 지그(120) 내에 구비되는 인덕터의 전류 및 다이오드의 전류 및 분석 대상 전력반도체소자의 전류를 측정할 수 있다.
상기 전압 센서는 테스트 지그(120) 내의 전압을 측정할 수 있다. 일례로, 상기 전압 센서는 분석 대상 전력반도체소자의 게이트 인가 전압 및 드레인-소스 양단 전압을 측정할 수 있다.
상기 온도 센서는 분석 대상 전력반도체소자의 온도를 측정할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 종래와 같이 전력반도체소자의 온도 계측을 위한 추가적인 데이터 로거가 필요 없이 전력반도체소자의 온도 특성을 용이하고 저비용을 분석할 수 있다.
DAQ(data acquisition) 모듈(140)은 전력반도체소자에 대한 측정 데이터를 획득하기 위한 것으로, 테스트 지그(120) 및 센서부(130)와 PC(150) 사이의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 즉, DAQ 모듈(140)은 센서부(130)에서 측정된 전력반도체소자의 상태 정보를 PC(150)로 전송할 수 있다. 여기서, 전력반도체소자의 상태 정보는 테스트 데이터로서, 전력반도체소자와 관련한 전류, 전압 및 온도일 수 있다.
또한, DAQ 모듈(140)은 전력반도체소자의 분석을 위해 PC(150)로부터 제공되는 게이트 출력을 분석 대상 전력반도체소자로 제공하고, 테스트 지그(120)의 상태 정보를 수신하여 PC(150)로 전송할 수 있다.
PC(150)는 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)의 전반을 제어하기 위한 것으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)에 의해 측정되는 테스트 데이터를 저장할 수 있다. 일례로, PC(150)는 키입력부, 모니터, 메모리와 같은 저장부 및 중앙처리장치(CPU)와 같은 제어부를 포함할 수 있다.
이때, PC(150)는 전력반도체소자의 특성 분석을 위한 전용 소프트웨어가 제어부에 구비될 수 있다. 여기서, 전용 소프트웨어는 센서부(130)에서 측정된 데이터의 저장, 측정된 데이터를 기반으로 한 전력반도체소자의 특성 산출 및 분석을 일괄적으로 수행할 수 있다.
일례로, PC(150)는 전력반도체소자의 상태 정보에 따라 전력반도체소자의 특성을 산출할 수 있다. 일례로, PC(150)는 전력반도체소자의 턴온/오프 특성 파라미터 및 역회복 특성 파라미터를 산출할 수 있다.
여기서, 턴온/오프 특성 파라미터는 전력반도체소자의 턴온-오프 시간, 상승 시간, 하강 시간, 전압 변환율(dv/dt) 및 전류 변화율(di/dt)을 포함할 수 있다. 아울러, 역회복 특성 파라미터는 전력반도체소자의 역회복 시간 및 역회복 전류를 포함할 수 있다.
이때, PC(150)는 설계하고자 하는 전력변환 시스템의 실부하 조건에 따라 피크 전류를 산출할 수 있다. 아울러, PC(150)는 전력반도체소자의 턴온 시점에서 소스-드레인간 전압 및 전류 변화에 의한 에너지 손실을 산출할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 별도의 측정 장비와 신호발생기를 구비할 필요 없이 고정밀의 센서부(130)와 전용 소프트웨어가 구비된 PC(150)를 이용하여 전력반도체소자의 특성을 용이하게 측정할 수 있다.
아울러, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 고가의 측정 장비와 활용도가 상대적으로 낮은 신호발생기를 구비할 필요가 없어 전력반도체소자의 측정 비용을 경감할 수 있다.
더욱이, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 다양한 실부하 조건에서 전력반도체소자의 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로 전력반도체소자를 이용한 전력변환 시스템의 개발 시간을 단축할 수 있다.
이를 위해, PC(150)는 DAQ 모듈(140)을 통하여 센서부(130)로부터 전력반도체소자(S)의 상태 정보를 수신하여 특성 정보로서 저장할 수 있다.
또한, PC(150)는 DAQ 모듈(140)을 통하여 테스트 지그(120)로부터 테스트 지그(120)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 이때, PC(150)는 전력반도체소자(S)의 테스트에 대응하는 게이트 신호를 생성하고 테스트 지그(120)의 상태 정보에 따라 전력반도체소자(S)의 테스트를 제어할 수 있다. 여기서, PC(150)는 테스트 지그(120)가 완전히 폐쇄된 경우에만 테스트를 수행할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 파손 조건까지 측정하는 경우 전력반도체소자의 파손에 의해 파편이 테스트 지그(120) 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있으므로 사용자의 안전을 보장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 전류 도통 테스트를 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 3을 참조하면, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 도통 전류 사양에 따른 온도 특성을 측정할 수 있다.
보다 구체적, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 도통 손실에 의한 열특성을 측정하기 위해 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)를 하이 상태로 일정 시간 유지할 수 있다. 즉, 전력반도체소자는 게이트 신호(GS)에 따라 턴온 상태를 유지할 수 있다. 이때, 테스트 지그(120) 내의 인덕터 전류(IL)는 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)가 하이 상태로 전환되는 시점부터 정격 전류 값까지 증가한다.
여기서, 인덕터 전류(IL)는 전원공급장치(110)의 공급 전압(VDC)과 인덕터의 인덕턴스(L)의 비례식에 따른 기울기로 증가할 수 있다. 인덕터 전류(IL)의 증가 기간 동안, 전원공급장치(110)는 정전압 모드로 전원을 공급하고, 인덕터 전류(IL)가 정격 전류에 도달하면, 전원공급장치(110)는 정전압 모드로 전원을 공급할 수 있다.
이때, 전력반도체소자의 온도(DT)는 전력반도체소자의 턴온 저항(Rds)에 의해 상승한다. 이를 기초로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 과전류 도통 시간, 파손 온도 등 과부하 사양을 측정할 수 있다. 일례로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자 온도의 정상 상태 도달 시간을 측정할 수 있다.
이에 의해, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 턴온 저항(Rds) 값에 따라 전원공급장치(110)의 전압 및 전류를 설정할 수 있다. 일례로, 전원공급장치(110)의 전압은 설정 전류와 턴온 저항(Rds)의 곱으로 결정될 수 있다. 여기서, 설정 전류를 전력반도체소자에 대한 실부하 조건일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 이중 펄스 테스트를 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 4를 참조하면, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 이중 펄스 테스트에 의해 전력반도체소자의 파라미터를 측정할 수 있다.
보다 구체적으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)를 하이-로우-하이 상태로 일정 간격으로 출력할 수 있다. 즉, 전력반도체소자는 게이트 신호(GS)에 따라 순차적으로 턴온-턴오프-턴온될 수 있다. 여기서, 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)는 TON1 및 TON2의 펄스 폭으로 하이 상태이고, TOFF1의 펄스 폭으로 로우 상태이다.
이때, 테스트 지그(120) 내의 인덕터 전류(IL)는 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)가 하이 상태인 동안 일정 크기(ΔIL)만큼 증가한다.
아울러, 테스트 지그(120) 내의 인덕터(L)와 병렬 구비되는 다이오드(D)의 전류(ID)는 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)가 로우 상태인 동안 일정한 값을 갖는다. 이때, 전력반도체소자의 게이트 신호(GS)가 로우 상태에서 다시 하이 상태로 전환되는 시점에서, 다이오드(D)의 전류(ID)가 반대 방향으로 흐르는 역회복 시간(trr)이 형성될 수 있다.
이와 같은 이중 펄스 테스트를 이용하여, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자의 턴온-오프시 파라미터를 측정할 수 있다. 여기서, 턴온/오프 특성 파라미터는 턴온-오프 시간, 상승 시간, 하강 시간, 전압 변화율(dv/dt) 및 전류 변화율(di/dt)을 포함할 수 있다. 아울러, 역회복 특성 파라미터는 역회복 시간(trr) 및 역회복 전류를 포함할 수 있다.
이때, 전력반도체소자의 턴온 시간 동안 증가하는 인덕터(L)의 피크 전류(ΔIL)의 크기는 하기의 수학식 1과 같이 실부하 조건에 따른 결정될 수 있다.
Figure 112020095408990-pat00003
여기서, VDC는 전원공급장치(110) 제공하는 전원의 직류 전압, L은 인덕터(L)의 인덕턴스, TON은 전력반도체소자(S)의 턴온 시간, IL *는 실부하 조건에 따른 사용자 설정값이다.
즉, 실부하 조건에 따라 인덕터에 대한 사용자 설정값이 결정되고, 이에 따라 전력반도체소자의 턴온 시간이 결정되며, 결과적으로 인덕터(L)의 피크 전류(ΔIL)가 결정될 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자를 분석하기 위한 실부하 조건을 용이하게 변경할 수 있으므로 다양한 애플리케이션에 대한 전력반도체소자의 특성을 용이하게 분석할 수 있다.
이때, 전력반도체소자의 턴온 시간은 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)의 클록과 관련될 수 있다. 즉, 전력반도체소자의 턴온 시간이 너무 짧으면, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)의 클록이 높아져야 하기 때문에, 전력반도체소자의 턴온 시간은 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)의 클록에 따라 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 턴-온 에너지 손실의 산출을 설명하기 위한 특성 그래프이다.
도 5를 참조하면, 이중 펄스 시험에서, 전력반도체소자가 턴온되는 시점에서, 즉, 전력반도체소자의 게이트가 하이 상태로 전환하는 시점에서, 전력반도체소자의 소스-드레인간 전압(Vds) 및 전류(Ids)의 변화에 의해 에너지 손실이 산출될 수 있다.
여기서, 전력반도체소자가 턴온되는 시점에서, 전력반도체소자의 소스-드레인간 전압(Vds) 및 전류(Ids)는 연속적으로 변화하기 때문에 그로 인해 손실이 발생할 수 있다. 이때, 에너지 손실(EON)은 하기의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112020095408990-pat00004
이와 유사하게, 전력반도체소자가 턴오프되는 시점에서 에너지 손실은 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
이와 같이, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자에 대하여 측정된 데이터(데이터 파형)를 저장한 후 저장된 데이터를 이용하여 파라미터를 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 GUI의 일례이다.
도 6을 참조하면, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 PC(150)에 구비된 전용 소프트웨어를 위한 GUI(Graphical User Interface)를 제공할 수 있다. 일례로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)의 GUI는 설정값의 입력 및 표시와 그에 따른 측정 그래프 및 그에 대응하는 시간별 측정값을 포함할 수 있다.
전압 및 전류 설정값과 최대 통전 시간은 백색 박스로 표시되며, 사용자의 의한 입력 박스일 수 있다. 전압 및 전류 설정값의 우측에 회색 박스로 표시되는 것은 사용자 입력한 설정값을 표시할 수 있다.
GUI는 테스트 시작 및 중간을 위한 버튼을 포함할 수 있다.
GUI는 해당 테스트에 대한 전류 또는 전압 측정값을 그래프로 표시할 수 있다. 여기서, 그래프는 센서부(130)에 의해 측정하여 저장한 값을 시간에 따라 디스플레이한 것일 수 있다.
GUI는 인덕턴스, DC 전압, 전류, 모드, 전력반도체소자의 턴오프 시간 간격, 전력반도체소자의 제1턴온 시간 간격, 제2턴온 시간 간격이 표시될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 순서도이다.
전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법(200)은 테스트를 설정하는 단계(S210), 지그 케이스의 상태를 확인하는 단계(S220 및 S230) 및 테스트를 수행하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)의 테스트를 위한 모드 및 장치들을 설정한다(단계 S210). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 사용자의 입력에 따라 테스트 모드 및 그에 따른 전원공급장치(110)를 설정할 수 있다. 여기서, 테스트 모드는 이중 펄스 테스트 모드 및 전류 도통 테스트 모드를 포함할 수 있다. 아울러, 전원공급장치(110)의 설정은 피크 전류(ΔIL)일 수 있다.
아울러, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 사용자의 입력에 따라 전력반도체소자(S)에 대한 테스트 시간을 설정할 수 있다. 또한, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 사용자의 입력에 따라 전력반도체소자(S)에 측정 데이터의 저장 경로를 설정할 수 있다.
다음으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 지그 케이스(121)가 닫힌 상태인지의 여부를 판단한다(단계 S220). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 스위치(SW)의 상태에 따라 지그 케이스(121)가 닫힌 상태인지 개방된 상태인지를 판단할 수 있다.
단계 S220의 판단 결과, 지그 케이스(121)가 개방된 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 테스트 지그(120) 에러 알람을 수행할 수 있다. 일례로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 모니터와 같은 시각적 알람 또는 스피커를 통한 청각적 알람을 수행할 수 있다.
단계 S220의 판단 결과, 지그 케이스(121)가 닫힌 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)의 테스트 모드를 확인한다(단계 S240). 일례로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 설정된 테스트 모드가 전력반도체소자(S)의 이중 펄스 테스트인지의 여부를 판단할 수 있다.
단계 S240의 판단 결과, 전력반도체소자(S)의 테스트 모드가 이중 펄스 테스트인 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 도 8과 같은 이중 펄스 테스트를 수행할 수 있다. 또한, 이중 펄스 테스트 모드가 아닌 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 도 9와 같은 전류 도통 테스트를 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 이중 펄스 테스트 절차의 순서도이다.
도 8을 참조하면, 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 이중 펄스 테스트 절차(250)는 먼저, 이중 펄스 테스트의 테스트 조건을 설정한다(단계 S251). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 단계 S210에서 사용자에 의해 입력된 전류 설정, 테스트 시간, 및 저장 경로 등에 따라 이중 펄스 테스트에 대한 조건을 설정할 수 있다.
다음으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 설정된 이중 펄스 테스트를 위한 테스트 조건에 따라 전력반도체소자(S)의 게이트 신호를 출력한다(단계 S252). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 턴온-시간 및 턴-오프 시간에 따른 게이트 신호를 분석 대상 전력반도체소자(S)의 게이트에 인가할 수 있다.
다음으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 테스트 조건에 따른 전력반도체소자(S)의 상태를 모니터링한다. 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)가 파손되는지 혹은 정상적으로 유지되는지를 판단한다(단계 S253).
단계 S253의 판단 결과, 전력반도체소자(S)가 파손되지 않고 유지된 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 테스트 펄스 수가 2펄스 이상인지를 판단한다(단계 S254).
단계 S254의 판단 결과, 테스트 펄스 수가 2 펄스 미만인 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 이중 펄스 테스트를 지속적으로 수행한다. 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)의 상태를 측정하여 측정된 상태를 기초로 전력반도체소자(S)의 특성 파라미터를 산출할 수 있다.
단계 S253의 판단 결과, 전력반도체소자(S)가 파손된 경우, 또는 단계 S254의 판단 결과, 테스트 펄스 수가 2 펄스를 초과한 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 이중 펄스 테스트를 종료한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 전류 도통 테스트 절차의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 전력반도체소자 특성 분석 장치의 제어 방법의 전류 도통 테스트 절차(260)는 먼저, 전류 도통 테스트의 테스트 조건을 설정한다(단계 S261). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 단계 S210에서 사용자에 의해 입력된 전류 설정, 테스트 시간, 및 저장 경로 등에 따라 전류 도통 테스트에 대한 조건을 설정할 수 있다.
다음으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 설정된 전류 도통 테스트를 위한 테스트 조건에 따라 전력반도체소자(S)의 게이트 신호를 출력한다(단계 S262). 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 설정된 턴온 시간 및 테스트 시간에 따른 게이트 신호를 분석 대상 전력반도체소자(S)의 게이트에 인가할 수 있다.
다음으로, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 테스트 조건에 따른 전력반도체소자(S)의 상태를 모니터링한다. 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)가 파손되는지 혹은 정상적으로 유지되는지를 판단한다(단계 S263).
단계 S263의 판단 결과, 전력반도체소자(S)가 파손되지 않고 유지된 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)의 현재 온도가 설정 온도 이상인지의 여부를 판단한다(단계 S264).
단계 S264의 판단 결과, 전력반도체소자(S)의 현재 온도가 설정 온도 미만이면, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 현재 시간이 테스트 설정 시간보다 큰지의 여부를 판단한다(단계 S265).
단계 S265의 판단 결과, 현재 시간이 테스트 설정 시간보다 작은 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전류 도통 테스트를 지속적으로 수행한다. 이때, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)의 상태를 측정하여 측정된 상태를 기초로 전력반도체소자(S)의 특성 파라미터를 산출할 수 있다.
단계 S263의 판단 결과, 전력반도체소자(S)가 파손된 경우, 또는 현재 시간이 테스트 설정 시간 보다 큰 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전류 도통 테스트를 종료한다.
또한, 단계 S264의 판단 결과, 전력반도체소자(S)의 현재 온도가 설정 온도를 초과한 경우, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전류 도통 테스트를 종료한다. 이에 의해, 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)는 전력반도체소자(S)가 파손되기 전까지의 설정된 온도까지만 전류 도통 테스트를 수행하기 때문에 전력반도체소자(S)의 파손되지 않도록 하여 테스트의 안정성을 보장할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치
110 : 전원공급장치 120 : 테스트 지그
121 : 지그 케이스 130 : 센서부
140 : DAQ 모듈 150 : PC

Claims (15)

  1. 테스트 지그로 전원을 공급하는 전원공급장치;
    분석 대상 전력반도체소자를 포함하고, 이중 펄스 테스트 또는 전류 도통 테스트를 수행하기 위한 실부하 조건을 상기 전력반도체소자에 제공하여 이중 펄스 테스트 또는 전류 도통 테스트를 수행하는 상기 테스트 지그;
    상기 이중 펄스 테스트 또는 상기 전류 도통 테스트에 따라 상기 전력반도체소자에 관련된 전류, 전압 및 온도에 대한 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하는 센서부;
    상기 센서부에서 측정된 상기 전력반도체소자의 상태 정보를 PC로 전송하고, 상기 테스트 지그의 상태 정보를 수신하며, 상기 PC로부터 제공되는 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 상기 테스트 지그로 전송하는 DAQ 모듈; 및
    상기 DAQ 모듈을 통하여 상기 전력반도체소자의 상태 정보 및 상기 테스트 지그의 상태 정보를 수신하여 상기 전력반도체소자의 상태 정보를 특성 정보로서 저장하며 상기 전력반도체소자의 테스트에 대응하는 상기 게이트 신호를 생성하여 상기 DAQ 모듈로 전송하고 상기 테스트 지그의 상태 정보에 따라 상기 전력반도체소자의 테스트를 제어하는 상기 PC;를 포함하며,
    상기 테스트 지그는,
    상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 전원입력단과 상기 전력반도체소자 사이에 직렬로 연결되는 인덕터;
    상기 인덕터에 병렬로 연결되며 양극이 상기 전력반도체소자에 연결되고 음극이 상기 전원입력단에 연결되는 다이오드;
    상기 전력반도체소자, 상기 인덕터 및 상기 다이오드를 수용하는 본체와, 상기 본체를 덮는 커버를 각각 구비한 지그 케이스; 및
    상기 커버의 개폐 상태에 따라 온오프되는 스위치;를 포함하며,
    상기 스위치는 상기 커버에 의해 눌려져 턴온 상태가 유지되고, 상기 커버가 본체로부터 개방되면 눌림이 해제되어 오프 상태가 되고,
    상기 스위치의 온오프 상태는 상기 테스트 지그의 상태 정보로서 상기 DAQ 모듈을 통하여 상기 PC로 전송되고,
    상기 PC는 수신된 상기 테스트 지그의 상태 정보를 통해 상기 커버의 개방 여부 상태를 판단하고, 상기 커버가 개방된 경우에는 테스트 지그 에러를 알람하며, 상기 지그 케이스가 닫힌 경우에만 기 설정된 테스트 모드에 따라 상기 이중 펄스 테스트 또는 상기 전류 도통 테스트가 수행되도록 제어하고,
    상기 PC는 상기 이중 펄스 테스트의 제어 시, 상기 이중 펄스 테스트의 테스트 조건을 설정하여 해당 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 출력한 후, 상기 전력반도체소자가 파손되는지 확인하며, 상기 전력반도체소자가 파손되지 않은 경우에 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하여 상기 전력반도체소자의 특성 파라미터를 산출하도록 제어하되, 상기 전력반도체소자가 파손된 경우에 테스트를 종료하도록 제어하며,
    상기 PC는 상기 전류 도통 테스트의 제어 시, 상기 전류 도통 테스트를 위한 테스트 조건을 설정하여 해당 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 게이트 신호를 출력한 후, 상기 전력반도체소자가 파손되는지 확인하며, 상기 전력반도체소자가 파손되지 않은 경우에 상기 전력반도체소자의 상태를 측정하여 상기 전력반도체소자의 특성 파라미터를 산출하도록 제어하되, 상기 전력반도체소자가 파손되거나 상기 전력반도체소자의 현재 온도가 설정 온도보다 큰 경우에 테스트를 종료하도록 제어하고,
    상기 커버가 개방된 경우에만 상기 이중 펄스 테스트 또는 상기 전류 도통 테스트가 수행됨으로써, 상기 전력반도체소자의 파손 조건까지 테스트가 수행되는 경우, 상기 전력반도체소자의 파손에 의한 파편이 상기 테스트 지그의 외부로 방출되는 것을 방지하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 테스트 지그 내의 전류를 측정하는 전류 센서;
    상기 테스트 지그 내의 전압을 측정하는 전압 센서; 및
    상기 전력반도체소자의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 PC는 상기 전력반도체소자의 상태 정보에 따라 턴온/오프 특성 파라미터 및 역회복 특성 파라미터를 산출하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 턴온/오프 특성 파라미터는 턴온-오프 시간, 상승시간, 하강 시간, 전압 변화율(dv/dt) 및 전류 변화율(di/dt)을 포함하고,
    상기 역회복 특성 파라미터는 역회복 시간 및 역회복 전류를 포함하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 PC는 실부하 조건에 따라 상기 전력반도체소자의 턴온 시간을 가변하여 상기 인덕터의 피크 전류(ΔIL)의 크기를 제어하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인덕터의 피크 전류(ΔIL)의 크기는 하기의 식에 의해 산출하고,
    Figure 112022108732425-pat00005
    ,
    Figure 112022108732425-pat00006

    여기서, VDC는 상기 전원공급장치로부터 제공하는 전원의 직류 전압,
    L은 상기 인덕터의 인덕턴스,
    TON은 상기 전력반도체소자의 턴온 시간,
    IL *는 실부하 조건에 따른 사용자 설정값인 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 PC는 상기 전력반도체소자의 턴온 시점에서 소스-드레인간 전압 및 전류 변화에 의한 에너지 손실을 산출하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 PC는 현재 시간이 테스트 설정 시간보다 큰지의 여부를 판단하고,
    상기 현재 시간이 상기 테스트 설정 시간보다 큰 경우 테스트를 종료하도록 제어하는 전력반도체소자 특성 분석 장치.
KR1020200115154A 2020-09-09 2020-09-09 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법 KR102505760B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200115154A KR102505760B1 (ko) 2020-09-09 2020-09-09 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200115154A KR102505760B1 (ko) 2020-09-09 2020-09-09 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220033143A KR20220033143A (ko) 2022-03-16
KR102505760B1 true KR102505760B1 (ko) 2023-03-06

Family

ID=80937682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200115154A KR102505760B1 (ko) 2020-09-09 2020-09-09 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102505760B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117368624B (zh) * 2023-12-08 2024-02-20 悦芯科技股份有限公司 一种具有主动保护功能可调参数的双脉冲测试储能装置
CN117872080A (zh) * 2024-01-29 2024-04-12 海信家电集团股份有限公司 功率半导体器件测试装置、方法及设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101386139B1 (ko) * 2013-04-15 2014-04-18 한국전기연구원 전력반도체의 동특성 측정전류 조건 설정을 위한 교정 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727308A (en) * 1986-08-28 1988-02-23 International Business Machines Corporation FET power converter with reduced switching loss
KR101034446B1 (ko) * 2009-10-01 2011-05-12 한국수력원자력 주식회사 통합형 전자 부품 테스트 장치
KR101100512B1 (ko) 2009-10-26 2011-12-29 엘에스산전 주식회사 전력 반도체 모듈 테스트 장치에서의 전류 측정 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101386139B1 (ko) * 2013-04-15 2014-04-18 한국전기연구원 전력반도체의 동특성 측정전류 조건 설정을 위한 교정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220033143A (ko) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102505760B1 (ko) 이중 펄스 테스트를 이용한 전력반도체소자 특성 분석 장치 및 그 제어 방법
CN102150054A (zh) 测试装置、测试方法、电路系统、以及电源装置、电源评价装置、电源环境的仿真方法
JP2010107432A (ja) 半導体統合試験方法、および半導体試験装置
KR101924149B1 (ko) 전자기기를 위한 통합 성능검사 시스템
CN109752637B (zh) 用于检测多芯片并联瞬态电流不均匀度的方法及装置
US20230152389A1 (en) Method for Detecting Storage Battery of Vehicle and Battery Detection Device
KR20210063376A (ko) 전기 또는 전자 시스템의 특성 온도를 결정하는 방법
CN114216581B (zh) 一种短路工况下功率器件的实时结温无损测量方法
CN110133472B (zh) 一种igbt芯片的非接触式工作参数测量方法
US20220349947A1 (en) Semiconductor device and method of monitoring battery remaining capacity
US6766485B1 (en) Integrated circuit fault tester, integrated circuit fault test method and recording medium recorded with fault test control program
US10955464B2 (en) Health monitoring of a circuit
CN113933694A (zh) 光耦继电器的运行状态检测方法和装置
CN112763880B (zh) 重复雪崩耐量测试系统
JP2012083142A (ja) 二次電池の内部抵抗演算装置
CN116430202A (zh) 芯片老化测试系统、方法、存储介质、电子设备
US20040085059A1 (en) Method and apparatus to provide accurate high speed wide range current measurement in automated testing equipment
CN105372467B (zh) 信号监测方法和系统
US11150308B2 (en) Battery management device, method and chip
US11275105B2 (en) Reliability test device for coil
KR101386139B1 (ko) 전력반도체의 동특성 측정전류 조건 설정을 위한 교정 방법
CN108627710B (zh) 一种电气设备动作特性的检测方法及其系统
KR101701733B1 (ko) 감시진단기기의 시험 평가 장치
KR20220001355A (ko) 배터리 시험 장치 및 이를 이용한 배터리 온도 승온 방법
CN112763881B (zh) 雪崩测试参数选取方法、装置、计算机设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant