Устройство для контроля силового полупроводникового прибора в сборке с охладителем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и направлено на контроль качества сборки силового полупроводникового прибора и охладителя. Цель изобретения - повышение производительности контроля - достигается тем, что в устройстве использован управляемый источник греющего тока, который обеспечивает интенсивный нагрев контролируемого силового прибора до заданной температуры, сразу после чего производится измерение установившегося действующего значения греющего тока, обратно пропорционального тепловому сопротивлению между контролируемым силовым полупроводниковым прибором и охладителем. Устройство содержит клеммы 1, 2 для подключения выводов контролируемого полупроводникового прибора, источник 3 греющего тока, датчик 4 действующего значения греющего тока, блок 5 измерения температуры полупроводниковой структуры, блок 6 индикации, дифференциальные усилители 7, 12, усилитель - ограничитель 8, блок 9 синхронизации, элемент 10 пуска, источник 11 опорного напряжения и автоматический регулятор 13. Использование данного устройства позволяет повысить производительность контроля силовых полупроводниковых приборов в сборке с охладителями в 7-12 раз. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК б1) 4 С 01 R 31/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4340533/24-21 (22) 03.11.87 (46) 07.08.89. Бюл. У 29 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта, Производственное объединение "Таллиннский электротехнический завод им. М.И.Калинина" и Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельше (72) В.М.Антюхин, Г.В.Лаужа, В.Я.Узарс, В.Д.Туфляков, В.П.Феоктистов, О.Г.Чаусов и Ю.Ю.Чуверин (53) 621.382.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 918903, кл. G 01 R 31/26, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИЛОВОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА В СБОРКЕ С ОХЛАДИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и направлено на контроль качества сборки силового полупроводникового прибора и охладителя. Цель изобретения - повышение производительности контроля— достигается тем, что в устройстве использован управляемый источник. „„SU„„14 284 А1

2 греющего тока, который обеспечивает интенсивный нагрев контролируемого силового прибора до заданной температуры, сразу после чего производится измерение установившегося действующего значения греющего тока, обратно, пропорционального тепловому сопротивлению между контролируемым сиговым полупроводниковым прибором и охпадителем. Устройство содержит клеммы 1 и 2 для подключения выводов контролируемого полупроводникового прибора, источник 3 греющего тока, датчик 4 действующего значения греющего тока, блок 5 измерения температуры полупроводниковой структуры, блок 6 индикации, дифференциальные усилители 7 и 12, усилитель-ограничитель 8, блок 9 синхронизации, элемент 10 гуска, источник ll опорного напряжения и автоматический регулятор 13. Использование данного устройства позволяет повысить производительность контроля силовых полупроводниковых приборов в сборке с охладителями в 7-12 раз. 3 ил.

3 1499284

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и направлено на контроль качества сборки силового полупроводникового прибора и ох5 ладителя.

Цель изобретения — повышение производительности контроля путем использования управляемого источника греющего тока, который обеспечивает 10 интенсивный нагрев контролируемого силового прибора до заданной температуры, сразу после чего производится измерение установившегося действующего значения греющего тока, об- 15 ратно пропорционального тепловому сопротивлению между контролируемым силовым полупроводниковым прибором и охладителем.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — времен- . ные диаграммы импульсов греющего и измерительного тока; на фиг.3 - временные зависимости температуры полупроводниковой структуры и греющего тока.

Устройство для контроля силового полупроводникового прибора в сборке с охладителем содержит клеммы 1 и 2 для подключения выводор контролируеV мого полупроводникового прибора, источник 3 греющего тока, датчик 4 действующего значения греющего тока, блок 5 измерения температуры полупроводниковой структуры, блок 6 индика- 35 ции, первый дифференциальный усили. тель 7, усилитель-огракучитель 8, блок 9 синхронизации, элемент 10 пуска, источник 11 опорного напряжения, второй дифференциальный усилитель 12 40 и автоматический регулятор 13. Первый выход источника 3 греющего тока соединен с первой клеммой. 1 для подключения выводов контролируемого прибора и первым входом блока 5 изме- 45 рения температуры полупроводниковой структуры, второй вход которого соединен с второй клеммой 2 для подключения выводов контролируемого прибора и через датчик 4 действующего значения греющего тока - с вторым выходом источника 3 греющего тока, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к входам блока 9 синхРОниэаЦии lIBPBbIH u BTQPQfl ВыхОДЫ ко 55 торого через элемент пуска соединены с соответственно с управляющим входом блока 5 измерения температуры полупроводниковой структуры и первым, 4 входом источника 3 греющего тока, второй вход которого подключен к выходу автоматического регулятора 13, вход которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя 12, первый вход которого подключен к выходу датчика 4 действующего значения греющего тока и входу блока 6 индикации.

Выход источника 11 опорного напряжения подключен к первому входу первого дифференциального усилителя 7, второй вход которого соединен с выходом блока 5 измерения температуры полупроводниковой структуры. Выход первого дифференциального усилителя 6 через усилитель-ограничитель- 8 подключен к второму входу второго дифференциального усилителя 12.

Источник 3 греющего тока выполнен в виде последовательно соединенных сетевоro трансформатора 14 и управляемого выпрямителя 15, управляющие входы которого подключены соответ- ° ственно к выходам блока 16 фазового управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами источника 3 греющего тока, первый и второй выходы управляемого выпрямителя 15 соединены с первым и вторым выходами источника 3 греющего тока, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с выводами первичной обмотки сетевого трансформатора 14.

Устройство работает следующим образом.

После подключения испытуемого модуля к клеммам 1 и 2 запускают устройство включением элемента 10 пуска.

При этом от источника 3, питающегося от сети переменного тока (фиг.2а) пропускаются .через прибор импульсы тока 1, показанные на фиг.2б. Угол управления eL устанавливается автоматическим регулятором 13 в зависимости от рассогласования по току bI „ =

1 r-y — Ir» где I 1, Т„- соответственно заданное и фактическое значения действующего значения греющего тока. Значение I „> поступает с выхода усилителя-огр"-.íè÷èòåëÿ 8, а

I — с датчика 4.

В промежутки, когда мгновенное значение 1. равно нулю, через прибор пропускают измерительные импульсы тока „ (фиг.2в) амплитудой 200-300 мА.

По падению напряжения 5U„ на структуре определяют ее температуру, по5 149 скольку перегрев О структуры пропорционален изменению падения напряжения от импульса i<, т.е.

9 = К Ы1,, где k — коэффициент пропорциональности.

С помощью источника 11 опорного напряжения предварительно должно быть задано требуемое значение температуры перегрева 9 структуры, например 90 С (желательно брать максимально возможное значение). Сразу после включения элемента 10 пуска имеем (фиг.3) 0 = 8) — 8, =0, где 6 q- фактическое значение температуры перегрева, вследствие чего усилитель-ограничитель 8 обеспечивает максимальное значение скорости нарастания температуры полупроводниковой структуры. В результате происходит быстрый прогрев структуры, поскольку гм „ в 4 6 раз превышает номинальный греющий ток контролируемого прибора. По мере прогрева прибора величина g 9 уменьшается и усилитель-ограничитель 8 начинает снижать I „ .

Соответственно регулятор 13 уменьшает нагрев прибора. Система приходит к стационарному состоянию, при котором

8 в 9 = const;

Iг Ir ) = const»

Поскольку для всех испытуемых модулей (хороших и плохих ) соблюдается условие постоянства .температуры структуры, то изменение теплового сопротивления между полупроводниковым прибором и охладителем приводит к существенному изменению потребления мощности от источника 3. У плохого модуля с большими значениями теплового сопротивления потребление мощности незначительно, т.е. ток Ir после завершения переходного процесса про- . грева прибора будет небольшим. Для поддержания того же значения температуры.структуры 6 хорошего модуля нужна гораздо большая мощность, т.е. ток Т

Значение тока I, обратно пропорциональное тепловому сопротивлению, регистрируется после момента (фиг.3) блоком 6 индикации, в качестве которого может быть. использован

9284 6

10

55 типовой цифровой измерительный прибор. Момент t> заранее рассчитывают для каждого тйпа испытуемых модулей:

t должен быть равен (4-5)С, где постоянная времени прогрева полупроводникового прибора (беэ охладителей). Благодаря этому нет необходимости в значительных затратах времени на контроль теплового сопротивления модуля, а производительность контроля повышается в 7-12 раз, Формула иэ обретения

Устройство для контроля силового полупроводникового прибора в сборке с охладителем, содержащее источник греющего тока, первый выход которого соединен с первой клеммой для подключения выводов контролируемого прибора и первым входом блока измерения температуры полупроводниковой структуры, второй вход которого соединен с второй клеммой для подключения выводов контролируемого прибора и через датчик действующего значения греющего тока — с вторым выходом источника греющего тока, источник опорного на- . пряжения, выход которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя,BTopoH дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к выходу датчика действую- . щего значения греющего тока, блок синхронизации и блок индикации, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, " целью повышения производительности контроля оно снабжено автоматическим регулятором, элементом пуска и усилителем-ограничителем, источник греющего тока выполнен в виде последовательно соединенных сетевого TpGHc форматора и управляемого выпрямителя, управляющие входы которого подключены соответственно к выходам блока фазового управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами источника грекщего тока, первый и второй выходы управляемого выпрямителя соединены с первым и вторым выходами источника греющего тока, выводы первичной обмотки сетевого трансформатора соединены с третьим и четвертым выходами источника греющего тока, при этом третий и четвертый выходы исФ точника греющего тока соединены соот ветственно с входами блока синхронизации, первый и второй выходы которо1499284 л а) в).

1 ГнякГ

О tp

Фиг.S

Составитель С.Фоменко

Редактор С.Патрушева Техред И.Ходанич

Корректор М.Максимишинец

Заказ 4687/44 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.умгор д, у чь ее

У о л. Гага ина 101

P го через элемент пуска соединены соответственно с управляющим входом блока измерения температуры полупроводниковой структуры и с первым входом источника греющего тока, второй вход которого подключен.к выходу автоматического регулятора, выход блока измерения температуры полупроводниковой структуры подключен к второму входу первого дифференциального усилителя, выход которого через усилитель-ограничитель соединен с вторым входом второго дифференциального уси5 лителя, выход которого подключен к входу автоматического регулятора, вход блока индикации соединен с выходом датчика действующего значения греющего тока.