PL197351B1 - System for and method of measuring thermal resistance of integrated pwn controllers - Google Patents
System for and method of measuring thermal resistance of integrated pwn controllersInfo
- Publication number
- PL197351B1 PL197351B1 PL351013A PL35101301A PL197351B1 PL 197351 B1 PL197351 B1 PL 197351B1 PL 351013 A PL351013 A PL 351013A PL 35101301 A PL35101301 A PL 35101301A PL 197351 B1 PL197351 B1 PL 197351B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- thermal resistance
- stage
- pwm
- regulator
- measurement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
1. Sposób pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM, realizowany pośrednio, w trzech etapach, znamienny tym, że parametrem termoczułym jest czas trwania impulsu tw na wyjściu sterownika, a w pierwszym etapie pomiaru mierzy się zależność czasu tw od temperatury Ta regulowanej za pomocą termostatu, przy czym w czasie pomiaru napięcie zasilające ma przebieg opisany uskokiem Heaviside'a a czas tw mierzony jest po upływie 1 ms od chwili włączenia zasilania, w drugim etapie regulator PWM zasilany jest stałym napięciem USUP, a po uzyskaniu stanu ustalonego mierzona jest wartość prądu zasilania ISUP badanego regulatora PWM oraz czas trwania impulsu tw0, w trzecim etapie wylicza się wartość rezystancji termicznej Rth, jako iloraz nadwyżki temperatury wnętrza elementu Tj ponad temperaturę otoczenia przez iloczyn napięcia zasilającego USUP oraz prądu zasilania ISUP, gdzie Tj jest wartością temperatury, odpowiadającą na charakterystyce termometrycznej tw(Ta), czasowi trwania impulsu tw0, wyznaczonemu w drugim etapie pomiaru. 2. Układ do pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM zawierający źródło napięcia zasilania, badany regulator PWM, amperomierz, woltomierz, termostat, oscyloskop cyfrowy, znamienny tym, że zasilacz napięciowy (1) połączony jest przez amperomierz (2) z wejściem zasilającym regulatora (3) oraz z woltomierzem (4), regulator (3) wraz z elementami jego układu aplikacyjnego...1. A method of measuring the thermal resistance of integrated PWM regulators, carried out indirectly, in three stages, characterized in that the thermally sensitive parameter is the pulse duration tw at the controller output, and in the first stage of the measurement the dependence of the time tw on the temperature Ta regulated by a thermostat is measured, wherein during the measurement the supply voltage has a course described by the Heaviside step and the time tw is measured after 1 ms from the moment of switching on the power supply, in the second stage the PWM regulator is supplied with a constant voltage USUP, and after achieving a steady state, the value of the supply current ISUP of the tested PWM regulator and the pulse duration tw0 are measured, in the third stage the value of the thermal resistance Rth is calculated as the quotient of the excess temperature of the interior of the element Tj over the ambient temperature by the product of the supply voltage USUP and the supply current ISUP, where Tj is the temperature value corresponding on the thermometric characteristic tw(Ta), to the pulse duration tw0, determined in in the second stage of measurement. 2. A system for measuring the thermal resistance of integrated PWM regulators, comprising a power supply voltage source, the PWM regulator under test, an ammeter, a voltmeter, a thermostat, and a digital oscilloscope, characterized in that the voltage supply (1) is connected via an ammeter (2) to the power supply input of the regulator (3) and to the voltmeter (4), the regulator (3) together with the elements of its application system...
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 351013 51 )Int.Cl.(12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) (13) B1 ( 21 ) Application number: 351013 51 )Int.Cl.
G01R 31/26 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 03.12.2001 (54) Sposób i układ dopomiaru rezystancji termicznejscalonych i^egula^oi^ć^wF^WMG01R 31/26 (2006.01) (22) Date of submission: 03.12.2001 (54) Method and system for measuring thermal resistance of integrated circuits and their regulations
(57) 1. Sposób pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM, realizowany pośrednio, w trzech etapach, znamienny tym, że parametrem termoczułym jest czas trwania impulsu tw na wyjściu sterownika, a w pierwszym etapie pomiaru mierzy się zależność czasu tw od temperatury Ta regulowanej za pomocą termostatu, przy czym w czasie pomiaru napięcie zasilające ma przebieg opisany uskokiem Heaviside'a a czas tw mierzony jest po upływie 1 ms od chwili włączenia zasilania, w drugim etapie regulator PWM zasilany jest stałym napięciem Usup, a po uzyskaniu stanu ustalonego mierzona jest wartość prądu zasilania Isup badanego regulatora PWM oraz czas trwania impulsu two, w trzecim etapie wylicza się wartość rezystancji termicznej Rth, jako iloraz nadwyżki temperatury wnętrza elementu Tj ponad temperaturę otoczenia przez iloczyn napięcia zasilającego Usup oraz prądu zasilania Isup, gdzie Tj jest wartością temperatury, odpowiadającą na charakterystyce termometrycznej tw(Ta), czasowi trwania impulsu two, wyznaczonemu w drugim etapie pomiaru.(57) 1. Method of measuring the thermal resistance of integrated PWM regulators, carried out indirectly, in three stages, characterized in that the thermally sensitive parameter is the pulse duration tw at the controller output, and in the first stage of the measurement the dependence of the time tw on the temperature Ta regulated by a thermostat is measured, wherein during the measurement the supply voltage has a course described by the Heaviside shift and the time tw is measured after 1 ms from the moment of switching on the power supply, in the second stage the PWM regulator is supplied with a constant voltage Usup, and after achieving a steady state, the value of the supply current Isup of the tested PWM regulator and the pulse duration two are measured, in the third stage the value of the thermal resistance Rth is calculated as the quotient of the excess temperature of the interior of the element Tj over the ambient temperature by the product of the supply voltage Usup and the supply current Isup, where Tj is the temperature value corresponding on the thermometric characteristic tw(Ta), to the pulse duration two, determined in second stage of measurement.
2. Układ do pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM zawierający źródło napięcia zasilania, badany regulator PWM, amperomierz, woltomierz, termostat, oscyloskop cyfrowy, znamienny tym, że zasilacz napięciowy (1) połączony jest przez amperomierz (2) z wejściem zasilającym regulatora (3) oraz z woltomierzem (4), regulator (3) wraz z elementami jego układu aplikacyjnego...2. A system for measuring the thermal resistance of integrated PWM regulators, comprising a power supply voltage source, a PWM regulator under test, an ammeter, a voltmeter, a thermostat, a digital oscilloscope, characterized in that the voltage supply (1) is connected via an ammeter (2) to the power supply input of the regulator (3) and to the voltmeter (4), the regulator (3) together with the elements of its application system...
PL 197 351 B1PL 197 351 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM zasilaczy impulsowych, mający zastosowanie przy kontroli jakości układów w przemyśle elektronicznym.The subject of the invention is a method and system for measuring the thermal resistance of integrated PWM regulators of switching power supplies, applicable to the quality control of systems in the electronics industry.
Znane są z opisu patentowego US nr 4.713.612 „Metoda i urządzenie do wyznaczania rezystancji termicznej złącze-obudowa hybrydowych układów scalonych. W metodzie tej wykorzystuje się złącze p-n zawarte w tym układzie w charakterze elementu termoczułego, a obudowa ma ustaloną temperaturę dzięki umieszczeniu badanego układu na dużym radiatorze. Realizacja metody wymaga pomiaru napięcia na złączu p-n spolaryzowanym w kierunku przewodzenia przy dwóch wartościach mocy wydzielanej w hybrydowym układzie scalonym i wykonania obliczeń według znanego wzoru. Układ pomiarowy zawiera badany hybrydowy układ scalony, multimetry cyfrowe oraz źródło zasilania.They are known from U.S. Patent No. 4,713,612, "Method and apparatus for determining the junction-to-case thermal resistance of hybrid integrated circuits." This method uses the p-n junction contained in the circuit as a thermally sensitive element, and the casing temperature is maintained by placing the circuit under test on a large heat sink. Implementation of the method requires measuring the voltage across the forward-biased p-n junction at two values of power dissipated in the hybrid integrated circuit and performing calculations according to a known formula. The measurement system includes the hybrid integrated circuit under test, digital multimeters, and a power source.
Niedogodnością znanej metody jest konieczność stosowania nietypowej polaryzacji badanego układu w trakcie trwania pomiaru oraz ograniczenie zakresu stosowalności metody tylko do hybrydowych układów scalonych.The disadvantage of the known method is the need to use an unusual polarization of the tested system during the measurement and the limitation of the scope of applicability of the method only to hybrid integrated circuits.
Znana jest z opisu patentowego US nr 5.027.064 „Metoda pomiaru temperatury pracy przyrządów półprzewodnikowych za pomocą obserwacji ich charakterystyk częstotliwościowych. Metoda ta umożliwia wyznaczanie temperatury aktywnego obszaru elementu półprzewodnikowego, pracującego w zakresie wysokich częstotliwości, np, hybrydowych układów mikrofalowych, zawierających tranzystory polowe z arsenku galu. Układ do realizacji tej metody składa się z generatora sygnałowego, detektora, układu polaryzacji, układu próbkująco-pamiętającego i układu ekspozycji. Badany element pracuje w obszarze aktywnym, wymuszonym przez układ polaryzacji. Sygnał zmienny o znanej amplitudzie i częstotliwości podawany jest z generatora sygnałowego na wejście badanego elementu. Do wyjścia badanego elementu podłączony jest detektor, na którego wyjściu napięcie proporcjonalne jest do amplitudy napięcia na wejściu badanego elementu. Sygnał ten mierzony jest po przejściu przez układ próbkująco-pamiętający, a wynik wyświetlany jest przez układ ekspozycji.It is known from U.S. Patent No. 5,027,064, "Method of measuring the operating temperature of semiconductor devices by observing their frequency characteristics. This method allows for determining the temperature of the active region of a semiconductor element operating in the high-frequency range, e.g., hybrid microwave systems containing gallium arsenide field-effect transistors. The system for implementing this method consists of a signal generator, a detector, a bias circuit, a sample-and-hold circuit, and an exposure circuit. The element under test operates in the active region, forced by the bias circuit. An alternating signal of known amplitude and frequency is fed from the signal generator to the input of the element under test. A detector is connected to the output of the element under test, whose output voltage is proportional to the voltage amplitude at the input of the element under test. This signal is measured after passing through the sample-and-hold circuit, and the result is displayed by the exposure circuit."
Niedogodnością znanej metody i układu jest skomplikowana struktura i niebezpieczeństwo wzbudzania się układu pomiarowego.The disadvantage of the known method and system is the complicated structure and the risk of excitation of the measuring system.
Znana jest z opisu patentowego US nr 5.302.022 „Metoda pomiaru rezystancji termicznej materiałów półprzewodnikowych i obudów. W znanej metodzie podłoże układu scalonego, zawierającego złącza p-n, umieszczone jest wewnątrz badanej obudowy wraz z warstwą zawierającą elementy grzejne. Prąd przepływający przez elementy grzejne nagrzewa badane podłoże, a zmiany jego temperatury są rejestrowane przez czujniki diodowe.It is known from U.S. Patent No. 5,302,022, "Method of measuring the thermal resistance of semiconductor materials and enclosures." In the known method, an integrated circuit substrate containing p-n junctions is placed inside the enclosure being tested, along with a layer containing heating elements. Current flowing through the heating elements heats the tested substrate, and changes in its temperature are recorded by diode sensors.
Niedogodnością znanej metody jest możliwość pomiaru rezystancji termicznej tylko dla struktur testowych.The disadvantage of the known method is the ability to measure thermal resistance only for test structures.
Znana jest z opisu patentowego US nr 5.927.853 „Metoda pomiaru impedancji termicznej obudowanych elementów półprzewodnikowych. W znanej metodzie badany element półprzewodnikowy umieszczany jest w płynie dielektrycznym o dużej wartości współczynnika przejmowania ciepła i pobudzany ciągiem impulsów prostokątnych mocy o zmiennym czasie trwania. Na końcu każdego impulsu mierzona jest wartość wybranego parametru termoczułego.It is known from U.S. Patent No. 5,927,853, "Method of measuring the thermal impedance of encapsulated semiconductor elements." In the known method, the semiconductor element under test is placed in a dielectric fluid with a high heat transfer coefficient and excited with a train of rectangular power pulses of variable duration. At the end of each pulse, the value of a selected thermally sensitive parameter is measured.
Niedogodnością znanej metody jest wyznaczanie wartości rezystancji termicznej tylko między złączem a obudową oraz znaczny stopień komplikacji aparatury pomiarowej niezbędnej przy realizacji tej metody.The disadvantage of the known method is that the thermal resistance value is determined only between the connector and the housing and the significant complexity of the measuring equipment necessary to implement this method.
Znana jest z opisu patentowego US nr 6.092.927 „Detekcja temperatury półprzewodnikowych elementów mocy umieszczonych we wspólnej obudowie z analogowymi układami scalonymi.It is known from the description of US patent No. 6,092,927 "Temperature detection of power semiconductor elements placed in a common housing with analog integrated circuits.
Znana metoda polega na tym, że za pomocą układu zawierającego źródła prądowe i napięciowe, w elemencie mocy wydzielana jest moc o stałej wartości. Wartość temperatury wnętrza tego elementu wyznaczana jest pośrednio, przy wykorzystaniu w charakterze parametru termoczułego wzmocnienia wzmacniacza umieszczonego we wspólnej obudowie lub na wspólnym radiatorze z badanym elementem mocy.A well-known method involves dissipating constant power in a power component using a circuit containing current and voltage sources. The internal temperature of this component is determined indirectly, using the gain of an amplifier housed in a shared enclosure or on a shared heat sink with the power component under test as a thermally sensitive parameter.
Niedogodnością znanej metody jest niedokładne określenie wartości temperatury wnętrza elementu mocy, wynikające z istnienia skończonej i nieznanej wartości rezystancji termicznej między strukturą tego elementu a wspólną podkładką molibdenową lub radiatorem, którego temperatura wpływa na wartość parametru termoczułego. Metoda ta stosowana jest jedynie w układach zabezpieczenia temperaturowego elementu mocy.The disadvantage of this method is the imprecise determination of the internal temperature of the power component, resulting from the existence of a finite and unknown thermal resistance between the component's structure and the common molybdenum pad or heat sink, whose temperature affects the value of the thermally sensitive parameter. This method is used only in power component temperature protection systems.
PL 197 351 B1PL 197 351 B1
Znane są z opisu patentowego JP nr 8.285.925 „Metoda i urządzenie do testowania półprzewodnikowych układów scalonych. Urządzenie to zawiera badany układ scalony i układ odniesienia. Układy te są pobudzane sygnałami cyfrowymi, sygnałami PWM i sygnałami telewizyjnymi. W oparciu o przebiegi czasowe sygnałów zmierzonych oscyloskopem na zaciskach obu układów scalonych, urządzenie informuje, czy badany układ scalony nie jest uszkodzony.They are known from the JP patent description No. 8,285,925 "Method and apparatus for testing semiconductor integrated circuits. This apparatus comprises an integrated circuit under test and a reference circuit. These circuits are excited by digital signals, PWM signals, and television signals. Based on the time histories of the signals measured with an oscilloscope at the terminals of both integrated circuits, the apparatus indicates whether the integrated circuit under test is faulty.
Niedogodnością znanej metody jest brak możliwości pomiaru rezystancji termicznej badanego układu.The disadvantage of the known method is the inability to measure the thermal resistance of the tested system.
Znany jest z opisu patentowego PL nr 187.668 „Sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej inteligentnego unipolarnego obwodu scalonego mocy. Znany sposób pomiaru obejmuje trzy etapy: kalibrację charakterystyki termometrycznej, pobudzenie badanego układu scalonego falą prostokątnego mocy oraz wyznaczenie wartości rezystancji termicznej ze wzoru analitycznego.It is known from the patent description PL No. 187,668 "Method and system for measuring the thermal resistance of an intelligent unipolar integrated power circuit. The known measurement method includes three stages: calibration of the thermometric characteristic, excitation of the tested integrated circuit with a square-wave power wave, and determination of the thermal resistance value from an analytical formula.
Znany układ pomiarowy zawiera źródła prądu pomiarowego i grzejnego, dwa przełączniki, wzmacniacz pomiarowy, przetwornik A/C oraz komputer. W czasie realizacji pomiaru, na wejście sterujące badanego układu scalonego podawane są odpowiednie sygnały cyfrowe, których sekwencja jest zależna od typu badanego układu scaIonego.A well-known measurement system includes a measuring and heating current source, two switches, a measuring amplifier, an A/D converter, and a computer. During the measurement, appropriate digital signals are applied to the control input of the integrated circuit under test, the sequence of which depends on the type of integrated circuit being tested.
Niedogodnością znanego rozwiązania jest ograniczenie zakresu stosowalności znanej metody tylko do układów scalonych typu SMART-POWER.The disadvantage of the known solution is that the scope of applicability of the known method is limited only to SMART-POWER integrated circuits.
Znane są z opisu patentowego PL nr 191.944 „Sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej elementów półprzewodnikowych zawierających złącze p-n. W znanym sposobie pomiar wykonywany jest w trzech etapach. Pierwszy etap obejmuje pomiary współrzędnych czterech punktów leżących na izotermicznych charakterystykach spolaryzowanego w kierunku przewodzenia złącza p-n, zawartego w badanym elemencie, drugi etap polega na pomiarze współrzędnych jednego punktu na nieizotermicznej charakterystyce tego złącza, zaś w trzecim etapie obliczana jest wartość rezystancji termicznej przy wykorzystaniu znanego wzoru.They are known from the patent description PL No. 191,944 "Method and system for measuring the thermal resistance of semiconductor elements containing a p-n junction. In the known method, the measurement is performed in three stages. The first stage involves measuring the coordinates of four points lying on the isothermal characteristics of a forward-biased p-n junction contained in the tested element, the second stage involves measuring the coordinates of one point on the non-isothermal characteristic of this junction, and in the third stage, the thermal resistance value is calculated using a known formula.
Znany układ pomiarowy zawiera badany układ scalony, wzmacniacz pomiarowy, przełącznik, źródło prądu pomiarowego i grzejnego, przetwornik A/C oraz komputer.The known measuring system includes the integrated circuit under test, a measuring amplifier, a switch, a measuring and heating current source, an A/D converter and a computer.
Niedogodnością znanej metody jest skomplikowana i czasochłonna procedura pomiarowa oraz konieczność pracy badanego układu scalonego w nietypowych dla niego warunkach zasilania.The disadvantage of the known method is the complicated and time-consuming measurement procedure and the need to operate the tested integrated circuit in unusual power supply conditions.
Znane są z opisu patentowego PL nr 194.602 „Sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów zasilaczy impulsowych. Znany sposób obejmuje trzy etapy: pomiar napięcia na spolaryzowanym w kierunku przewodzenia złączu p-n zawartym w bloku oscylatora przy odłączonym zasilaniu badanego regulatora i w ustalonej temperaturze otoczenia. W drugim etapie mierzy się w stanie ustalonym, przy włączonym zasilaniu regulatora, napięcie na tym samym złączu oraz napięcie i prąd zasilania regulatora w tej samej temperaturze otoczenia. W trzecim etapie wylicza się wartość rezystancji termicznej przy użyciu znanego wzoru.They are known from the patent description PL No. 194,602 "Method and system for measuring the thermal resistance of integrated regulators of switched-mode power supplies. The known method comprises three stages: measuring the voltage at a forward-biased p-n junction contained in the oscillator block with the power supply to the regulator under test disconnected and at a fixed ambient temperature. In the second stage, the voltage at the same junction is measured in a steady state, with the regulator power supply turned on, as well as the voltage and current supplying the regulator at the same ambient temperature. In the third stage, the thermal resistance value is calculated using a known formula.
Znany układ składa się z badanego regulatora, zawierającego oscylator ze złączem p-n, którego katoda jest uziemiona, a anoda połączona z woltomierzem i źródłem prądu pomiarowego. Wyprowadzenie zasilania regulatora połączone jest z amperomierzem. Przełącznik łączy lub rozłącza amperomierz ze źródłem zasilania. Źródło prądu pomiarowego polaryzuje w kierunku przewodzenia złącze p-n zawarte w oscylatorze badanego regulatora. Napięcie na tym złączu mierzone jest przez woltomierz.The known circuit consists of a regulator under test, containing an oscillator with a p-n junction, the cathode of which is grounded and the anode connected to a voltmeter and a measuring current source. The regulator's power supply lead is connected to an ammeter. A switch connects or disconnects the ammeter from the power source. The measuring current source forward-biases the p-n junction contained in the oscillator of the regulator under test. The voltage at this junction is measured by the voltmeter.
Niedogodnością znanej metody jest konieczność przełączania układu zasilania badanego regulatora, co utrudnia jego badania w typowym układzie aplikacyjnym.The disadvantage of the known method is the need to switch the power supply system of the tested regulator, which makes its testing difficult in a typical application system.
Istotą wynalazku jest sposób, w którym parametrem termoczułym jest czas trwania impulsu na wyjściu sterownika. W pierwszym etapie pomiaru mierzy się zależność tego czasu od temperatury regulowanej za pomocą termostatu. W czasie tego pomiaru napięcie zasilające regulator PWM ma przebieg opisany uskokiem Heaviside'a, czas trwania impulsu jest mierzony po upływie 1 ms od chwili załączenia zasilania. W drugim etapie regulator PWM zasilany jest stałym napięciem Usup, a po uzyskaniu stanu ustalonego mierzona jest wartość prądu zasilania badanego regulatora oraz czas trwania impulsu tw. W trzecim etapie wylicza się wartość rezystancji termicznej Rth jako iloraz nadwyżki temperatury wnętrza elementu Tj ponad temperaturę otoczenia przez iloczyn napięcia zasilającego Usup oraz prądu zasilania Isup, gdzie Tj jest wartością temperatury, odpowiadającą na charakterystyce termometrycznej tw(Ta), czasowi trwania impulsu tw, wyznaczonemu w drugim etapie pomiaru.The essence of the invention is a method in which the thermally sensitive parameter is the pulse duration at the controller output. In the first measurement stage, the dependence of this duration on the temperature regulated by the thermostat is measured. During this measurement, the voltage supplying the PWM controller follows a Heaviside step pattern, with the pulse duration measured 1 ms after the power is turned on. In the second stage, the PWM controller is supplied with a constant voltage Usup, and after achieving a steady state, the supply current of the tested controller and the pulse duration tw are measured. In the third stage, the thermal resistance Rth is calculated as the quotient of the excess temperature of the component's interior Tj over the ambient temperature by the product of the supply voltage Usup and the supply current Isup, where Tj is the temperature value corresponding to the pulse duration tw determined in the second measurement stage on the thermometric characteristic tw( Ta ).
Korzystnym skutkiem zastosowania sposobu według wynalazku jest możliwość wyznaczenia wartości rezystancji termicznej Rth regulatora PWM w typowych warunkach jego polaryzacji.A beneficial effect of using the method according to the invention is the possibility of determining the value of the thermal resistance Rth of the PWM controller under typical conditions of its polarization.
PL 197 351 B1PL 197 351 B1
Istotą wynalazku jest układ, w którym zasilacz napięciowy połączony jest przez amperomierz z wejściem zasilającym regulatora oraz z woltomierzem. Regulator usytuowany jest w termostacie i pracuje w katalogowym układzie testowym, a wejście oscyloskopu cyfrowego podłączone jest do wyjścia regulatora.The essence of the invention is a circuit in which a voltage power supply is connected via an ammeter to the regulator's power input and a voltmeter. The regulator is located in a thermostat and operates in a catalog test setup, while the input of a digital oscilloscope is connected to the regulator's output.
Korzystnym skutkiem zastosowania układu według wynalazku jest możliwość pomiaru rezystancji termicznej scalonych regulatorów PWM.A beneficial effect of using the system according to the invention is the ability to measure the thermal resistance of integrated PWM regulators.
Przedmiot wynalazku wyjaśnia przykład wykonania sposobu pomiaru rezystancji termicznej Rw scalonego regulatora PWM. Sposób ten obejmuje trzy etapy: pomiar charakterystyki termometrycznej, to znaczy zależności czasu trwania impulsu tw na wyjściu scalonego regulatora PWM od temperatury otoczenia. W drugim etapie mierzy się w stanie ustalonym wartość napięcia zasilania regulatora Usup, prądu zasilania Isup oraz czasu trwania impulsu tw. W etapie trzecim wylicza się wartość rezystancji termicznej na podstawie opracowanego wzoru. W czasie pomiaru charakterystyki termometrycznej najpierw należy ustawić żądaną wartość temperatury otoczenia za pomocą termostatu, następnie włączyć zasilanie badanego regulatora i zmierzyć czas tw za pomocą oscyloskopu cyfrowego po upływie około 1 ms od chwili włączenia zasilania, gdyż po tym czasie zanikają elektryczne stany przejściowe w badanym układzie, a temperatura wnętrza regulatora PWM nie zdąży wzrosnąć na skutek samonagrzewania. Pomiary czasu tw należy wykonać co najmniej w pięciu temperaturach, obejmujących cały dopuszczalny zakres temperatur pracy badanego regulatora PWM.The invention explains an example of a method for measuring the thermal resistance R w of an integrated PWM controller. This method comprises three stages: measuring the thermometric characteristic, i.e., the dependence of the pulse duration t w at the output of the integrated PWM controller on the ambient temperature. In the second stage, the steady-state values of the controller's supply voltage Usup, the supply current Isup, and the pulse duration tw are measured. In the third stage, the thermal resistance value is calculated based on a developed formula. When measuring the thermometric characteristic, first set the desired ambient temperature using a thermostat, then turn on the power to the controller under test, and measure the time tw using a digital oscilloscope approximately 1 ms after power-up. This is because after this time, electrical transients in the tested system disappear, and the internal temperature of the PWM controller does not have time to increase due to self-heating. The time tw measurements should be performed at at least five temperatures, covering the entire permissible operating temperature range of the PWM controller under test.
W trakcie trwania drugiego etapu pomiaru należy ustawić wybraną wartość napięcia zasilania Usup i obserwować na oscyloskopie wartość czasu tw. Gdy ten czas w ciągu minuty nie zmieni się bardziej niż o 1%, to znaczy, że w regulatorze panuje stan ustalony. Wówczas należy odczytać wartość tw0 tego czasu w stanie ustalonym oraz prąciu zasilania Isup. Wartość rezystancji termicznej należy wyliczyć ze wzoruDuring the second stage of the measurement, set the desired supply voltage Usup and observe the tw time value on the oscilloscope. If this time does not change by more than 1% within a minute, it means that the regulator is in a steady state. Then, read the tw0 value of this time in the steady state and the supply voltage Isup. The thermal resistance value should be calculated using the formula
Rth Tj - Ta usup -sup przy czym wartość Tj temperatury wnętrza regulatora PWM należy odczytać z wyznaczonej w pierwszym etapie pomiaru zależności tw(Ta) dla czasu two.Rth Tj - T a u sup -sup, where the value of Tj of the temperature inside the PWM controller should be read from the dependence tw(T a ) determined in the first stage of measurement for time two.
przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, przedstawiającym schemat blokowy układu do pomiaru rezystancji termicznej scalonego regulatora pWM.the subject of the invention is shown in the drawing showing a block diagram of a system for measuring the thermal resistance of an integrated pWM regulator.
układ ten składa się z zasilacza napięciowego 1, którego dodatni zacisk połączony jest przez amperomierz 2 z wejściom zasilającym badanego regulatora 3, pracującego w katalogowym układzie testowym 7 i z woltomierzem 4. Wyjście badanego regulatora pWM 3 połączone jest z wejściem oscyloskopu cyfrowego 5. stałą wartość temperatury otoczenia w czasie pomiaru zapewnia termostat 6. Z badanym regulatorem pWM 3 połączone są elementy układu aplikacyjnego 7.this system consists of a voltage power supply 1, the positive terminal of which is connected via an ammeter 2 to the power supply input of the tested regulator 3, operating in the catalog test system 7, and to a voltmeter 4. The output of the tested pWM regulator 3 is connected to the input of a digital oscilloscope 5. A constant value of the ambient temperature during the measurement is ensured by a thermostat 6. Elements of the application system 7 are connected to the tested pWM regulator 3.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL351013A PL197351B1 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | System for and method of measuring thermal resistance of integrated pwn controllers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL351013A PL197351B1 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | System for and method of measuring thermal resistance of integrated pwn controllers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL351013A1 PL351013A1 (en) | 2003-06-16 |
| PL197351B1 true PL197351B1 (en) | 2008-03-31 |
Family
ID=27786503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL351013A PL197351B1 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | System for and method of measuring thermal resistance of integrated pwn controllers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL197351B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL447058A1 (en) * | 2023-12-11 | 2025-06-16 | Uniwersytet Morski W Gdyni | Method of measuring the thermal resistance of a ferromagnetic core of an inductor and a system for measuring the thermal resistance of a ferromagnetic core of an inductor |
-
2001
- 2001-12-03 PL PL351013A patent/PL197351B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL447058A1 (en) * | 2023-12-11 | 2025-06-16 | Uniwersytet Morski W Gdyni | Method of measuring the thermal resistance of a ferromagnetic core of an inductor and a system for measuring the thermal resistance of a ferromagnetic core of an inductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL351013A1 (en) | 2003-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9562943B2 (en) | Wafer temperature sensing methods and related semiconductor wafer | |
| US20040042529A1 (en) | Device for sensing temperature of an electronic chip | |
| Avenas et al. | Evaluation of IGBT thermo-sensitive electrical parameters under different dissipation conditions–Comparison with infrared measurements | |
| JP3214766B2 (en) | Equipment for connection inspection | |
| JP2013113649A (en) | Measuring method and measuring device for thermal resistance in semiconductor device | |
| Siegal | Practical considerations in high power LED junction temperature measurements | |
| EP2746790B1 (en) | Method and circuit for measuring own and mutual thermal resistances of a magnetic device | |
| Christiaens et al. | Transient thermal modeling and characterization of a hybrid component | |
| Chen et al. | Evaluation of thermal performance of packaged GaN HEMT cascode power switch by transient thermal testing | |
| Carducci et al. | High accuracy testbed for thermoelectric module characterization | |
| Cain et al. | Electrical measurement of the junction temperature of an RF power transistor | |
| Zahn | Steady state thermal characterization of multiple output devices using linear superposition theory and a non-linear matrix multiplier | |
| Baker et al. | Experimental evaluation of IGBT junction temperature measurement via a modified-VCE (ΔVCE_ΔVGE) method with series resistance removal | |
| McAfee et al. | Zener diode reverse breakdown voltage as a simultaneous heating and temperature sensing element | |
| PL224783B1 (en) | Method and system for measuring the thermal resistance of the bipolar power transistor with the insulated gate | |
| PL234140B1 (en) | Method and the system for measuring thermal resistance and optical radiation intensity of the LED power diode | |
| PL225429B1 (en) | Method and system for measuring self-and mutual- thermal resistance of a choke | |
| Bäumler et al. | Modeling of the temperature-dependent On-State-Resistance of GaN-HEMTs considering self-heating during measurement | |
| US3355666A (en) | R. f. measuring device using a solid state heat pump calorimeter | |
| Zarebski et al. | A new method for the measurement of the thermal resistance of the monolithic switched regulator LT1073 | |
| Glavanovics et al. | Indirect In-Situ Junction Temperature Measurement for Condition Monitoring of GaN HEMT Devices during Application Related Reliability Testing | |
| Peterson et al. | Beol resistive sensors for high resolution thermal fingerprinting | |
| RU2787328C1 (en) | Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product | |
| PL187668B1 (en) | Method of and system for measuring thermal resistance of intelligent unipolar integrated power circuit | |
| PL206218B1 (en) | System and method for the measurement of thermal resistance of integrated pulse generator operating in the BOOST converter configuration |