KR20210115391A - Test apparatus for checking temperature of power semiconductor and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치 및 그 온도측정 시험방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열판의 열역학적 모델링에 오차가 있거나 그 상수가 변화하는 경우에도 전력반도체의 실제 정크션 온도를 정확하게 추정할 수 있는, 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치 및 그 온도측정 시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device and a temperature measuring test method thereof, and more particularly, even if there is an error in the thermodynamic modeling of a heat sink or the constant changes, the actual junction temperature of the power semiconductor is measured. It relates to a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device, which can be accurately estimated, and a temperature measuring test method therefor.
일반적으로, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 전기 흐름을 막거나 통하게 하는 스위칭 기능을 빠르게 수행할 수 있도록 만들어진 고전력 스위칭 반도체 소자이다.In general, an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) is a high-power switching semiconductor device designed to quickly perform a switching function of blocking or passing an electric current.
전기의 흐름을 막거나 통하게 하는 스위칭 기능은 다른 부품이나 회로로도 구현할 수 있지만, 정밀한 동작을 필요로 하는 제품일수록 동작속도가 빠르고 전력의 손실이 적은 전용 부품을 필요로 하게 된다.The switching function to block or allow the flow of electricity can be implemented with other components or circuits, but the more precise the product, the faster the operation speed and the less power loss is required.
그런데, 고압, 고전류의 전력을 변환하는 IGBT는 저항으로 인한 고온의 발열이 필연적으로 발생하며, 이러한 IGBT의 발열은 전력 변환장치의 안정성과 전력 효율에 영향을 미치게 된다.However, IGBTs that convert high-voltage and high-current power inevitably generate high-temperature heat due to resistance, and such heat generation of the IGBT affects the stability and power efficiency of the power converter.
따라서, IGBT와 같은 전력 반도체의 발열에 의한 문제를 제어하기 위하여 일반적으로 전력반도체의 주변에 방열판을 장착하여 전력 반도체에서 발생되는 열이 방출되도록 하고 있으며, 방열판에 온도 센서를 부착하여 방열판의 온도를 측정한 다음 이로부터 전력 반도체의 실제의 정크션(junction) 온도를 추정하는 방식이 사용되고 있다.Therefore, in order to control the problem caused by heat generation of power semiconductors such as IGBTs, a heat sink is generally mounted around the power semiconductor to dissipate the heat generated from the power semiconductor, and a temperature sensor is attached to the heat sink to control the temperature of the heat sink. A method of estimating the actual junction temperature of the power semiconductor from the measurement is used.
그러나, 방열판에 온도 센서를 부착하여 방열판의 온도를 측정한 다음 이로부터 전력반도체의 실제의 정크션 온도를 추정하는 방식은 방열판의 열역학적 모델링에 오차가 있거나 그 상수가 변화하는 경우에 전력 반도체의 실제 정크션 온도를 정확하게 추정하는데 한계가 있다는 문제점이 있다.However, in the method of attaching a temperature sensor to the heat sink to measure the temperature of the heat sink and then estimating the actual junction temperature of the power semiconductor from this, there is an error in the thermodynamic modeling of the heat sink or the constant change of the power semiconductor. There is a problem in that there is a limit in accurately estimating the junction temperature.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 방열판의 열역학적 모델링에 오차가 있거나 그 상수가 변화하는 경우에도 전력반도체의 실제 정크션 온도를 정확하게 추정할 수 있는, 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치 및 그 온도측정 시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and even if there is an error in the thermodynamic modeling of the heat sink or the constant is changed, the actual junction temperature of the power semiconductor can be accurately estimated. The purpose of this is to provide a test apparatus and its temperature measurement test method for
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치는, 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치에 있어서, 상기 전력반도체 소자에 구동신호를 전송하며, 전송된 상기 구동신호에 따라 동작하는 상기 전력반도체 소자의 응답신호를 수신하는 구동부; 상기 전력반도체 소자에 부착되는 방열판의 온도를 측정하는 방열판온도 측정부; 상기 방열판온도 측정부에 의해 측정되는 상기 방열판의 온도와 상기 구동부에 의해 수신되는 응답신호를 분석하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 온도 추정부; 상기 전력반도체 소자의 외부에서 비접촉 방식으로 상기 전력반도체 소자의 표면온도를 측정하는 표면온도 측정부; 및 상기 표면온도 측정부에 의해 측정되는 표면온도에 대응하여, 상기 온도 추정부에 의해 추정되는 온도를 보상하는 온도 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor element according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor element, transmits a driving signal to the power semiconductor element, a driving unit for receiving a response signal of the power semiconductor device operating according to the transmitted driving signal; a heat sink temperature measuring unit for measuring a temperature of a heat sink attached to the power semiconductor device; a temperature estimation unit estimating the temperature of the power semiconductor device by analyzing the temperature of the heat sink measured by the heat sink temperature measuring unit and a response signal received by the driving unit; a surface temperature measuring unit for measuring a surface temperature of the power semiconductor device in a non-contact manner from the outside of the power semiconductor device; and a temperature compensator for compensating for the temperature estimated by the temperature estimating unit in response to the surface temperature measured by the surface temperature measuring unit.
전술한 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치는, 상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 제어하는 전류 제어부; 및 상기 전류 제어부에 의해 제어되어 상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 측정하는 전류 측정부;를 더 포함할 수 있다.The test apparatus for measuring the temperature of the above-described power semiconductor device includes: a current controller for controlling a current flowing into the power semiconductor device; and a current measurement unit controlled by the current control unit to measure the current flowing into the power semiconductor device.
여기서, 상기 온도 추정부는 상기 전류 측정부에 의해 측정되는 전류에 기반하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정할 수도 있다.Here, the temperature estimation unit may estimate the temperature of the power semiconductor device based on the current measured by the current measurement unit.
전술한 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치는, 상기 구동부에 의해 수신되는 응답신호, 상기 표면온도 측정부에 의해 측정되는 표면온도, 상기 전류 측정부에 의해 측정되는 유입전류, 및 상기 방열판온도 측정부에 의해 측정되는 상기 방열판의 온도를 취득하는 데이터 취득부;를 더 포함할 수도 있다.The test apparatus for measuring the temperature of the power semiconductor device described above includes a response signal received by the driving unit, a surface temperature measured by the surface temperature measuring unit, an inrush current measured by the current measuring unit, and the heat sink temperature It may further include a data acquisition unit for acquiring the temperature of the heat sink measured by the measurement unit.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 온도측정 시험방법은, 전력반도체 소자의 온도측정 시험장치에 의해 수행되는 온도측정 시험방법에 있어서, 상기 전력반도체 소자에 구동신호를 전송하며, 전송된 상기 구동신호에 따라 동작하는 상기 전력반도체 소자의 응답신호를 수신하는 단계; 상기 전력반도체 소자에 부착되는 방열판의 온도를 측정하는 단계; 상기 방열판의 온도와 수신되는 상기 응답신호를 분석하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 단계; 상기 전력반도체 소자의 외부에서 비접촉 방식으로 상기 전력반도체 소자의 표면온도를 측정하는 단계; 및 측정되는 상기 전력반도체 소자의 표면온도에 대응하여, 추정되는 상기 전력반도체 소자의 온도를 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A temperature measurement test method according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the temperature measurement test method performed by a temperature measurement test apparatus of a power semiconductor device, transmits a driving signal to the power semiconductor device, receiving a response signal of the power semiconductor device operating according to the transmitted driving signal; measuring a temperature of a heat sink attached to the power semiconductor device; estimating the temperature of the power semiconductor device by analyzing the temperature of the heat sink and the received response signal; measuring the surface temperature of the power semiconductor device in a non-contact manner from the outside of the power semiconductor device; and compensating for the estimated temperature of the power semiconductor device in response to the measured surface temperature of the power semiconductor device.
전술한 온도측정 시험방법은, 상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 제어하는 단계; 및 제어되는 상기 유입전류를 측정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The above-described temperature measurement test method includes the steps of controlling a current flowing into the power semiconductor device; and measuring the controlled inrush current.
여기서, 상기 전력반도체의 온도를 추정하는 단계는 측정되는 상기 유입전류에 기반하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정할 수도 있다.Here, the estimating of the temperature of the power semiconductor may include estimating the temperature of the power semiconductor device based on the measured inflow current.
전술한 온도측정 시험방법은, 수신되는 상기 전력반도체 소자의 응답신호, 측정되는 상기 전력반도체 소자의 표면온도, 측정되는 상기 전력반도체 소자의 유입전류, 측정되는 상기 방열판의 온도를 취득하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.The above-described temperature measurement test method includes the steps of: acquiring a response signal of the power semiconductor device received, the measured surface temperature of the power semiconductor device, the measured inrush current of the power semiconductor device, and the measured temperature of the heat sink; It may include more.
본 발명에 따르면, 방열판의 열역학적 모델링에 오차가 있거나 그 상수가 변화하는 경우에도 전력반도체의 실제 정크션 온도를 정확하게 추정할 수 있게 된다.According to the present invention, even when there is an error in the thermodynamic modeling of the heat sink or the constant changes, it is possible to accurately estimate the actual junction temperature of the power semiconductor.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도측정 시험방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a diagram schematically showing a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a temperature measurement test method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to exemplary drawings. In describing the reference numerals for the components of each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected, coupled, or connected to the other component, but the component and the other component It should be understood that another element may be “connected”, “coupled” or “connected” between elements.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치는 구동부(110), 온도 추정부(120), 표면온도 측정부(130), 온도 보상부(140), 전류 제어부(150), 전류 측정부(160), 방열판온도 측정부(170) 및 데이터 취득부(180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1 , a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a
구동부(110)는 전력반도체 소자(10)에 구동신호를 전송하며, 전송된 구동신호에 따라 동작하는 전력반도체 소자의 응답신호를 수신한다. 예를 들어, 구동부(110)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 구동하기 위한 광 신호, 전류, 전압 중의 적어도 하나를 포함하는 구동신호를 IGBT 내에 입력하며, 그에 따라 동작하는 IGBT의 전류파형, 전압파형, 온도변화 등의 신호를 응답신호로 수신할 수 있다.The
방열판온도 측정부(170)는 전력반도체 소자(10)에 부착되는 방열판(20)의 온도를 측정한다. 예를 들어, IGBT는 그 주변에 방열판(20)을 장착하여 IGBT의 구동 시에 발생되는 열이 방출되도록 할 수 있는데, 이 경우, 방열판온도 측정부(170)는 방열판(20)의 표면에 부착되어 방열판(20)의 온도를 측정할 수 있다.The heat sink
온도 추정부(120)는 방열판온도 측정부(170)에 의해 측정되는 방열판(20)의 온도와, 구동부(110)에 의해 수신되는 응답신호를 분석하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정한다. 이때, 온도 추정부(120)는 전력반도체 소자(10)에 인가되는 구동신호에 따른 전력반도체 소자(10)의 온도변화의 시험 데이터를 저장하며, 현재 전력반도체 소자(10)에 인가되는 구동신호에 대응하는 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수 있다. 예를 들어, 온도 추정부(120)는 전력반도체(10)에 A 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 a ℃ 이며, 전력반도체(10)에 B 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 b ℃ 이고, 전력반도체(10)에 C 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 c ℃ 등과 같은 실험적으로 얻어진 데이터를 저장할 수 있으며, 현재 전력반도체(10)에 인가되는 전압이 얼마인지에 따라 그에 대응하는 전력반도체(10)의 온도를 추정할 수 있다.The
표면온도 측정부(130)는 전력반도체 소자(10)의 외부에서 비접촉 방식으로 전력반도체 소자(10)의 표면온도를 측정한다. 이때, 표면온도 측정부(130)는 비접촉식 온도계, 열화상 카메라 등으로 구현될 수 있으며, 전력반도체 소자(10)의 구동 시의 표면온도를 측정한다.The surface
온도 보상부(140)는 표면온도 측정부(130)에 의해 측정되는 표면온도에 대응하여, 온도 추정부(120)에 의해 추정되는 온도를 보상한다. 즉, 온도 추정부(120)에 의해 추정되는 전력반도체 소자(10)의 온도는 방열판(20)의 열역학적 모델링의 오차, 방열판(20)의 열역학적 모델 상수의 변화, 실험 데이터의 오차 등의 이유로, 구동되는 전력반도체 소자(10)의 실제의 온도와 다를 수 있다. 따라서, 온도 보상부(140)는 표면온도 측정부(130)에 의해 측정되는 전력반도체 소자(10)의 표면온도를 기반으로, 온도 추정부(120)에 의해 추정되는 온도를 보상한다.The
전류 제어부(150)는 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 제어한다. 이때, 전류 제어부(150)는 설정된 값 이상의 전압과 설정된 값 이하의 전류로 이루어진 고압소전류, 및 설정된 값 이하의 전압과 설정된 값 이상의 전류로 이루어진 저압대전류로 이루어진 복수의 전원공급장치, 전류를 제한하기 위한 서로 다른 값의 다수의 저항 등을 구비하며, 각각을 조합하여 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 다양한 값으로 제어할 수 있다. 여기서는, 이해를 돕기 위하여, 전류 제어부(150)가 두개의 전원공급장치를 구비하는 것으로 설명하였지만, 전류 제어부(150)는 다양한 범위의 전압값 및 전류값에 기반한 셋 이상의 다양한 전원공급장치로 구현될 수도 있다.The
전류 측정부(160)는 전류 제어부(150)에 의해 제어되어 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 측정한다. 이때, 전류 측정부(160)는 전류 제어부(150)에 의해 제어되는 전류가 전력반도체 소자(10)에 유입되는 전류와 실제로 동일한지의 여부를 확인하기 위한 것으로서, 전류 제어부(150)에 의해 제어되는 전류가 정확하다고 가정하면 전류 측정부(160)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 온도 추정부(120)는 전류 측정부(160)에 의해 측정되는 전류 또는 전류 제어부(150)에 의해 제어되는 전류에 기반하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수도 있다. 즉, 온도 추정부(120)는 입력되는 전류를 다양한 값으로 설정하여 각각의 전류 값에 대응하는 전력반도체 소자(10)의 온도 변화를 실험으로 측정하여 그에 대한 결과 데이터를 저장하며, 저장되는 데이터와 현재 전력반도체 소자(10)로 입력되는 전류를 비교하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수 있다.The
데이터 취득부(180)는 구동부(110)에 의해 수신되는 응답신호, 표면온도 측정부(130)에 의해 측정되는 표면온도, 전류 측정부(160)에 의해 측정되는 유입전류, 및 방열판온도 측정부(170)에 의해 측정되는 방열판(20)의 온도를 취득한다. 이 경우, 온도 보상부(140)는 취득되는 각각의 데이터를 이용하여 온도 추정부(120)에 의해 추정되는 온도를 보상할 수 있다. 또한, 온도 추정부(120)는 각각의 데이터에 기반하여 온도 보상부(140)에 의해 개별적으로 보상된 전력반도체 소자(10)의 온도 추정값과, 적어도 둘 이상의 데이터를 서로 조합하였을 때에 온도 보상부(140)에 의해 보상된 전력반도체 소자(10)의 온도 추정값을 서로 비교할 수 있다. 이 경우, 온도 추정부(120)는 각각의 비교되는 결과에 기반하여 분포값을 산출하며, 산출된 분포값에서 가장 많은 온도 추정값을 추정값으로 설정할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도측정 시험방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 온도측정 시험방법은 도 1에 나타낸 전력반도체의 온도 측정을 위한 시험장치(이하, '시험장치'라고 한다)에 의해 수행될 수 있다.2 is a flowchart illustrating a temperature measurement test method according to an embodiment of the present invention. The temperature measurement test method according to the embodiment of the present invention may be performed by a test apparatus (hereinafter referred to as a 'test apparatus') for measuring the temperature of the power semiconductor shown in FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 시험장치는 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 제어한다(S110). 이때, 시험장치는 설정된 값 이상의 전압과 설정된 값 이하의 전류로 이루어진 고압소전류, 및 설정된 값 이하의 전압과 설정된 값 이상의 전류로 이루어진 저압대전류로 이루어진 복수의 전원공급장치, 전류를 제한하기 위한 서로 다른 값의 다수의 저항 등을 구비하며, 각각을 조합하여 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 다양한 값으로 제어할 수 있다. 여기서는, 이해를 돕기 위하여, 시험장치가 두 개의 전원공급장치를 구비하는 것으로 설명하였지만, 시험장치는 다양한 범위의 전압값 및 전류값에 기반한 셋 이상의 다양한 전원공급장치로 구현될 수도 있다.1 and 2, the test apparatus controls the current flowing into the power semiconductor device 10 (S110). At this time, the test apparatus consists of a plurality of power supplies consisting of a high voltage and small current consisting of a voltage equal to or greater than a set value and a current equal to or less than a set value, and a low voltage large current composed of a voltage equal to or greater than the set value and a current equal to or greater than the set value, and each other for limiting the current. It is provided with a plurality of resistors of different values, and by combining them, the current flowing into the
시험장치는 전력반도체 소자(10)에 구동신호를 전송하며, 전송된 구동신호에 따라 동작하는 전력반도체 소자의 응답신호를 수신한다(S120). 예를 들어, 시험장치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 구동하기 위한 광 신호, 전류, 전압 중의 적어도 하나를 포함하는 구동신호를 IGBT 내에 입력하며, 그에 따라 동작하는 IGBT의 전류파형, 전압파형, 온도변화 등의 신호를 응답신호로 수신할 수 있다.The test apparatus transmits a driving signal to the
시험장치는 제어되어 전력반도체 소자(10)로 유입되는 전류를 측정한다(S130). 이때, 시험장치는 제어되는 전류가 전력반도체 소자(10)에 유입되는 전류와 실제로 동일한지의 여부를 확인하기 위한 것으로서, 제어되는 전류가 정확하다고 가정하면 유입되는 전류를 측정하는 과정은 생략될 수도 있다. The test apparatus is controlled and measures the current flowing into the power semiconductor device 10 (S130). At this time, the test apparatus is for checking whether the controlled current is actually the same as the current flowing into the
시험장치는 전력반도체 소자(10)에 부착되는 방열판(20)의 온도를 측정한다(S140). 예를 들어, IGBT는 그 주변에 방열판(20)을 장착하여 IGBT의 구동 시에 발생되는 열이 방출되도록 할 수 있는데, 이 경우, 시험장치는 방열판(20)의 표면에 부착되어 방열판(20)의 온도를 측정할 수 있다.The test apparatus measures the temperature of the
시험장치는 측정되는 방열판(20)의 온도와, 수신되는 응답신호를 분석하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정한다(S150). 이때, 시험장치는 전력반도체 소자(10)에 인가되는 구동신호에 따른 전력반도체 소자(10)의 온도변화의 시험 데이터를 저장하며, 현재 전력반도체 소자(10)에 인가되는 구동신호에 대응하는 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수 있다. 예를 들어, 시험장치는 전력반도체(10)에 A 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 a ℃ 이며, 전력반도체(10)에 B 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 b ℃ 이고, 전력반도체(10)에 C 전압이 인가되었을 때에 그에 대응하여 실험적으로 얻어진 전력반도체(10)의 온도 값이 c ℃ 등과 같은 실험적으로 얻어진 데이터를 저장할 수 있으며, 현재 전력반도체(10)에 인가되는 전압이 얼마인지에 따라 그에 대응하는 전력반도체(10)의 온도를 추정할 수 있다.The test apparatus estimates the temperature of the
또한, 시험장치는 측정되는 전류 또는 제어되는 전류에 기반하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수도 있다. 즉, 시험장치는 입력되는 전류를 다양한 값으로 설정하여 각각의 전류 값에 대응하는 전력반도체 소자(10)의 온도 변화를 실험으로 측정하여 그에 대한 결과 데이터를 저장하며, 저장되는 데이터와 현재 전력반도체 소자(10)로 입력되는 전류를 비교하여 전력반도체 소자(10)의 온도를 추정할 수 있다.Also, the test apparatus may estimate the temperature of the
시험장치는 전력반도체 소자(10)의 외부에서 비접촉 방식으로 전력반도체 소자(10)의 표면온도를 측정한다(S160). 이때, 시험장치는 비접촉식 온도계, 열화상 카메라 등을 구비할 수 있으며, 전력반도체 소자(10)의 구동 시의 표면온도를 측정한다.The test apparatus measures the surface temperature of the
시험장치는 수신되는 전력반도체 소자(10)의 응답신호, 측정되는 전력반도체 소자(10)의 유입전류, 및 측정되는 방열판(20)의 온도를 취득하며, 취득되는 각각의 데이터를 분석한다(S170). 이 경우, 시험장치는 취득되는 각각의 데이터를 이용하여 전력반도체 소자(10)의 실제 온도를 추정할 수 있다. 또한, 시험장치는 각각의 데이터에 기반하여 개별적으로 보상된 전력반도체 소자(10)의 온도 추정값과, 적어도 둘 이상의 데이터를 서로 조합하였을 때에의 전력반도체 소자(10)의 온도 추정값을 서로 비교할 수 있다. 이 경우, 시험장치는 각각의 비교되는 결과에 기반하여 분포값을 산출하며, 산출된 분포값에서 가장 많은 온도 추정값을 추정값으로 설정할 수 있다.The test apparatus acquires the received response signal of the
시험장치는 측정되는 전력반도체 소자(10)의 표면온도에 대응하여, 추정되는 온도를 보상한다(S180). 즉, 추정되는 전력반도체 소자(10)의 온도는 방열판(20)의 열역학적 모델링의 오차, 방열판(20)의 열역학적 모델 상수의 변화, 실험 데이터의 오차 등의 이유로, 구동되는 전력반도체 소자(10)의 실제의 온도와 다를 수 있다. 따라서, 시험장치는 측정되는 전력반도체 소자(10)의 표면온도를 기반으로, 추정되는 온도를 보상한다.The test apparatus compensates the estimated temperature in response to the measured surface temperature of the power semiconductor element 10 (S180). That is, the estimated temperature of the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Accordingly, the protection scope of the present invention should be defined by the following claims as well as their equivalents.
Claims (8)
상기 전력반도체 소자에 구동신호를 전송하며, 전송된 상기 구동신호에 따라 동작하는 상기 전력반도체 소자의 응답신호를 수신하는 구동부;
상기 전력반도체 소자에 부착되는 방열판의 온도를 측정하는 방열판온도 측정부;
상기 방열판온도 측정부에 의해 측정되는 상기 방열판의 온도와 상기 구동부에 의해 수신되는 응답신호를 분석하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 온도 추정부;
상기 전력반도체 소자의 외부에서 비접촉 방식으로 상기 전력반도체 소자의 표면온도를 측정하는 표면온도 측정부; 및
상기 표면온도 측정부에 의해 측정되는 표면온도에 대응하여, 상기 온도 추정부에 의해 추정되는 온도를 보상하는 온도 보상부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치.In the test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device,
a driving unit that transmits a driving signal to the power semiconductor device and receives a response signal of the power semiconductor device operating according to the transmitted driving signal;
a heat sink temperature measuring unit for measuring a temperature of a heat sink attached to the power semiconductor device;
a temperature estimation unit estimating the temperature of the power semiconductor device by analyzing the temperature of the heat sink measured by the heat sink temperature measuring unit and a response signal received by the driving unit;
a surface temperature measuring unit for measuring the surface temperature of the power semiconductor device in a non-contact manner from the outside of the power semiconductor device; and
a temperature compensator for compensating for the temperature estimated by the temperature estimating unit in response to the surface temperature measured by the surface temperature measuring unit;
A test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device comprising a.
상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 제어하는 전류 제어부; 및
상기 전류 제어부에 의해 제어되어 상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 측정하는 전류 측정부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치.According to claim 1,
a current controller for controlling the current flowing into the power semiconductor device; and
a current measurement unit controlled by the current control unit to measure a current flowing into the power semiconductor device;
A test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device, characterized in that it further comprises.
상기 온도 추정부는 상기 전류 측정부에 의해 측정되는 전류에 기반하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도 측정을 위한 시험장치.3. The method of claim 2,
The temperature estimating unit is a test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device, characterized in that for estimating the temperature of the power semiconductor device based on the current measured by the current measuring unit.
상기 구동부에 의해 수신되는 응답신호, 상기 표면온도 측정부에 의해 측정되는 표면온도, 상기 전류 측정부에 의해 측정되는 유입전류, 및 상기 방열판온도 측정부에 의해 측정되는 상기 방열판의 온도를 취득하는 데이터 취득부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체소자의 온도 측정을 위한 시험장치.4. The method of claim 3,
Data for acquiring the response signal received by the driving unit, the surface temperature measured by the surface temperature measuring unit, the inrush current measured by the current measuring unit, and the temperature of the heat sink measured by the heat sink temperature measuring unit acquisition department;
A test apparatus for measuring the temperature of a power semiconductor device, characterized in that it further comprises a.
상기 전력반도체 소자에 구동신호를 전송하며, 전송된 상기 구동신호에 따라 동작하는 상기 전력반도체 소자의 응답신호를 수신하는 단계;
상기 전력반도체 소자에 부착되는 방열판의 온도를 측정하는 단계;
상기 방열판의 온도와 수신되는 상기 응답신호를 분석하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 단계;
상기 전력반도체 소자의 외부에서 비접촉 방식으로 상기 전력반도체 소자의 표면온도를 측정하는 단계; 및
측정되는 상기 전력반도체 소자의 표면온도에 대응하여, 추정되는 상기 전력반도체 소자의 온도를 보상하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도측정 시험방법.In the temperature measurement test method performed by the temperature measurement test apparatus of the power semiconductor device,
transmitting a driving signal to the power semiconductor device and receiving a response signal of the power semiconductor device operating according to the transmitted driving signal;
measuring a temperature of a heat sink attached to the power semiconductor device;
estimating the temperature of the power semiconductor device by analyzing the temperature of the heat sink and the received response signal;
measuring a surface temperature of the power semiconductor device in a non-contact manner from the outside of the power semiconductor device; and
compensating for the estimated temperature of the power semiconductor device in response to the measured surface temperature of the power semiconductor device;
Temperature measurement test method of a power semiconductor device, characterized in that it comprises a.
상기 전력반도체 소자로 유입되는 전류를 제어하는 단계; 및
제어되는 상기 유입전류를 측정하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도측정 시험방법.6. The method of claim 5,
controlling the current flowing into the power semiconductor device; and
measuring the controlled inrush current;
Temperature measurement test method of a power semiconductor device, characterized in that it further comprises.
상기 전력반도체의 온도를 추정하는 단계는 측정되는 상기 유입전류에 기반하여 상기 전력반도체 소자의 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자의 온도측정 시험방법.7. The method of claim 6,
The estimating of the temperature of the power semiconductor device comprises estimating the temperature of the power semiconductor device based on the measured inflow current.
수신되는 상기 전력반도체 소자의 응답신호, 측정되는 상기 전력반도체 소자의 표면온도, 측정되는 상기 전력반도체 소자의 유입전류, 측정되는 상기 방열판의 온도를 취득하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력반도체소자의 온도측정 시험방법.
8. The method of claim 7,
acquiring the received response signal of the power semiconductor device, the measured surface temperature of the power semiconductor device, the measured inrush current of the power semiconductor device, and the measured temperature of the heat sink;
Temperature measurement test method of the power semiconductor device, characterized in that it further comprises.
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|---|---|---|---|---|
| KR20170122058A (en) | 2016-04-26 | 2017-11-03 | 엘에스산전 주식회사 | Apparatus for correcting of temperature measurement signal |
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