SU890515A1

SU890515A1 - Method of heat protection of semiconductor devices from overloads

Info

Publication number: SU890515A1
Application number: SU802909048A
Authority: SU
Inventors: Сергей Георгиевич Бузыкин; Игорь Германович Недолужко; Николай Александрович Снетков
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1981-12-15

Description

54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ОТ ПЕРЕГРУЗОК54) METHOD OF THERMAL PROTECTION OF SEMICONDUCTOR DEVICES FROM OVERLOADS

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты полупроводниковых приборов .The invention relates to electrical engineering and can be used in semiconductor protection devices.

Известен способ защиты полупроводниковых приборов, при котором фиксируют мгновенное значение тока через прибор на допустимом уровне, затем снижают этот уровень тока по мере роста мгновенного или среднего значени напр жени на приборе по определенному закону, при котором температура прибора не превыщает предельно допустимого значени 1.A known method of protecting semiconductor devices in which the instantaneous value of the current through the device is fixed at an acceptable level, then this current level decreases as the instantaneous or average voltage on the device increases according to a certain law, in which the device temperature does not exceed the maximum permissible value 1.

Недостатком этого способа вл етс низка помехоустойчивость и медленное самовосстановление после сн ти перегрузки .The disadvantage of this method is low noise immunity and slow self-recovery after removal of the overload.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ защиты полупроводниковых приборов от перегрузки, заключающийс в том, что измер ют сигнал перегрузки, моделируют его, сравнивают с заданным уровнем, после чего запирают прибор и снимают перегрузку 2.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a method of protecting semiconductor devices against overload, which consists in measuring the overload signal, simulating it, comparing it with a predetermined level, and then locking the device and removing the overload 2.

Недостатком известного способа вл етс низка надежность.The disadvantage of this method is low reliability.

Цель изобретени - повышение надежности .The purpose of the invention is to increase reliability.

Цель достигаетс тем, что в известном способе фиксируют ток перегрузки прибора на допустимом уровне, в качестве модулируемого сигнала используют сигнал, про-порциональный напр жению на приборе, после запирани прибора и сн ти перегрузки моделируемый сигнал сравнивают с другим, меньшим по величине допустимым уровнем, и при их равенстве отпирают ,0 прибор.The goal is achieved by the fact that, in a known method, the device overload current is fixed at a permissible level; a signal proportional to the voltage on the device is used as a modulated signal; after locking the device and removing the overload, the simulated signal is compared with another, lower-level acceptable level, and if they are equal, unlock, 0 device.

Уровень сигнала, при котором запирают прибор, линейно снижают с повышением температуры окружающей среды, а сигнал пропорциональный напр жению на приборе, делают равным нулю при запертом приборе. 15 На чертеже представлена схема устройства .The signal level at which the device is locked is linearly reduced with an increase in the ambient temperature, and the signal is proportional to the voltage on the device, made equal to zero when the device is locked. 15 The drawing shows the scheme of the device.

Устройство содержит защищаемый прибор 1 с последовательно включенными с ним нагрузкой 2 и блоком бистабилизации тока через прибор 3, выключатель 4 выходом 20 св занный с переключателем 5, электрический аналог теплофизической модели полупроводникового прибора 6, пороговый элемент 7 и термодатчик 8. Выход термодатчика 8 соединен с одним входом порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом аналога б, выход порогового элемента соединен со входом выключател 4, Защита полупроводникового прибора осуществл етс следующим образом.The device contains a protected device 1 with a load 2 connected in series with it and a current stabilizing device through device 3, switch 4 with output 20 connected to switch 5, an electrical analogue of the thermophysical model of semiconductor device 6, threshold element 7 and temperature sensor 8. Output of temperature sensor 8 is connected to one input of the threshold element, the second input of which is connected to the output of analog b, the output of the threshold element is connected to the input of switch 4, the protection of the semiconductor device is as follows .

ilpH возникновении перегрузки с помощью устройства 3 фиксируют ток через прибор 1 путем соответствующего изменени сигнала управлени . При этом напр жение на приборе практически эквивалентно мощности, рассеиваемой в нем. Подава напр жение (или ток, пропорциональный этому напр жению, в зависимости от структуры аналога) на электрический RC-эквивалент теплофизической модели прибора, на его выходе можно получить сигнал, величина которого пропорциональна мгновенной температуре кристалла защищаемого прибора. При запертом приборе напр жение на нем перестает быть эквивалентом мощности , поэтому с помощью переключател 5 сигнал на входе аналога делают равным нулю, моделиру таким образом остывание прибора. Электрический эквивалент мгновенной температуры кристалла защищаемого прибора подают на пороговое устройство 7 и по достижении его порога срабатывани выключают прибор 1 посредством сн ти управл ющего сигнала выключателем 4. Одновременно с этим производ т отключение электрического аналога, сигнал на его выходе начинает уменьщатьс по величине и по достижении порога отпускани устройства 7 выключатель 4 вновь замыкаетс и если на входе имеетс отпирающий сигнал, то прибор вновь включитс . Дл компенсации вли ни температуры окружающей среды с помощью термодатчика 8 линейно снижают порог срабатывани устройства 7. За счет того, что в данном способе ток через прибор контролируетс .и ограничиваетс непрерывно и при этом напр жение на приборе несет полную информацию о мощности, рассеиваемой в приборе, надежность защиты повыщаетс .If an overload occurs with the device 3, the current through the device 1 is fixed by means of a corresponding change in the control signal. At the same time, the voltage on the device is almost equivalent to the power dissipated in it. Applying a voltage (or a current proportional to this voltage, depending on the structure of the analog) to an electric RC equivalent of the thermophysical model of the device, a signal can be obtained at its output, the value of which is proportional to the instantaneous temperature of the crystal of the protected device. When the device is locked, the voltage on it is no longer equivalent to the power, therefore, using switch 5, the signal at the analogue input is made equal to zero, thus simulating the cooling of the device. The electrical equivalent of the instantaneous temperature of the crystal of the protected device is supplied to the threshold device 7 and when it reaches its threshold of operation, the device 1 is turned off by removing the control signal by the switch 4. At the same time, the electrical analog is disconnected, the output signal begins to decrease in size and upon reaching the release threshold of the device 7, the switch 4 is closed again, and if there is an unlocking signal at the input, the device will turn on again. To compensate for the effect of the ambient temperature using a temperature sensor 8, the response threshold of the device 7 is linearly reduced. Due to the fact that in this method the current through the device is controlled and limited continuously and the voltage on the device carries full information about the power dissipated in the device , protection reliability increases.

Применение изобретени позвол ет повысить надежность защиты полупроводникового прибора от перегрузки и автоматически восстановить его работоспособность после сн ти перегрузки.The application of the invention allows to increase the reliability of protection of the semiconductor device against overload and automatically restore its operability after the removal of the overload.

Claims

1. A method of thermal protection of semiconductor devices against overloads, which consists in measuring an overload signal, simulating it, comparing it with a predetermined level, then locking the device and removing the overload, characterized in that, in order to increase reliability, the overload current of the device is recorded at a permissible level, a signal proportional to the voltage on the device is used as a simulated signal; after locking the device and removing the overload, the simulated signal is compared with another, lower in value, acceptable level Vnem, and at their equality unlock the device.

2. A method according to claim 1. characterized in that the signal level at which the device is locked is linearly reduced with an increase in the ambient temperature, and the signal proportional to the voltage on the device is made equal to zero when the device is locked.

Sources of information taken into account in the examination

1. Protection switching transistor by limiting current and power. “Electronics, 1975, № 12.

2. USSR author's certificate number 179823, cl. H 02 H 7/12.

.J