KR101258957B1 - Deciding damage apparatus for power semiconductor device - Google Patents

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KR101258957B1
KR101258957B1 KR1020120030980A KR20120030980A KR101258957B1 KR 101258957 B1 KR101258957 B1 KR 101258957B1 KR 1020120030980 A KR1020120030980 A KR 1020120030980A KR 20120030980 A KR20120030980 A KR 20120030980A KR 101258957 B1 KR101258957 B1 KR 101258957B1
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유현재
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Abstract

PURPOSE: A power semiconductor device damage judgment device is provided to reduce cost by immediately checking damage of a power semiconductor device and by analyzing a cause of damage a power semiconductor device. CONSTITUTION: A power semiconductor device damage judgment device(300) includes a detection circuit(310), a comparator(330), a power source(333), a switch(350) and a judgment device(370). The detection circuit detects voltage of both ends of a power semiconductor device and outputs the detected voltage. The comparator compares the detection voltage and the reference voltage and outputs a comparison signal. The switch controls power supply voltage to an output node in response to the comparison signal. The judgment device judges damage to the power semiconductor device based on the output node voltage. [Reference numerals] (310) Detection circuit; (370) Judgment device;

Description

전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치{DECIDING DAMAGE APPARATUS FOR POWER SEMICONDUCTOR DEVICE}DETECTION DAMAGE APPARATUS FOR POWER SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치에 관한 것으로, 특히 전력 반도체 소자의 출력 노드 전압에 기초하여 상기 전력 반도체 소자의 파손 여부 및 파손 원인을 판단하는 판단 장치를 포함하는 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치에 관한 것이다.An embodiment according to the concept of the present invention relates to an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged, and in particular, a power including a determination device that determines whether the power semiconductor device is damaged or the cause of the damage based on an output node voltage of the power semiconductor device. The present invention relates to a semiconductor device damage determination device.

전력 반도체 소자는 전력 변환이나 전력 제어에 최적화되어 있어 전력 변환 시스템의 핵심 소자이다. 상기 전력 변환 시스템의 실험 단계에서부터 양산 단계까지 다양한 시험을 수행하는 동안 비정상적인 동작, 예컨대 과전압, 과전류, 또는 과열에 의해 상기 전력 반도체 소자가 파손되는 경우가 많다. 상기 전력 반도체 소자는 다양한 조건에서 보호가 되도록 설계되어 있지만, 상기 전력 변환 시스템의 상기 실험 단계에서는 예상치 못한 경우로 파손되는 경우가 많은 것이다. 그러나, 일반적으로 상기 전력 반도체 소자가 파손되면 폭발을 하거나 불에 타 버리게 되어 그 원인을 분석하는 것이 쉽지 않으며 최종 원인을 찾는 데는 많은 노력과 시간이 필요하게 된다. Power semiconductor devices are optimized for power conversion and power control, and thus are key elements of power conversion systems. The power semiconductor device is often damaged by abnormal operation such as overvoltage, overcurrent, or overheating during various tests from the experimental stage to the mass production stage of the power conversion system. Although the power semiconductor device is designed to be protected under various conditions, the power semiconductor device is often broken in an unexpected case in the experimental stage of the power conversion system. However, in general, when the power semiconductor device is broken, it is exploded or burned out, so it is not easy to analyze the cause and it takes a lot of effort and time to find the final cause.

일반적으로 상기 전력 반도체 소자는 상기 과전압 또는 상기 과전류에 의해 파손되는 경우가 대부분이고, 큰 에너지에 의해 상기 전력 반도체 소자는 형체를 판단하기 힘들 정도로 타버리는 경우가 많기 때문에 사용자의 입장에서는 원인 분석이 매우 힘들다. 상기 전력 변환 시스템의 실험 단계에서 상기 전력 반도체 소자가 상기 과전압 또는 상기 과전류에 의해 파손되었는지에 대한 정보는 정확한 상기 원인 분석에 상당한 도움을 준다. 상기 전력 반도체 소자의 업체에 의뢰를 해서 상기 원인 분석할 수 있으나 여러 단계가 필요하기 때문에 상당한 시간과 많은 비용이 든다.In general, the power semiconductor device is mostly damaged by the overvoltage or the overcurrent, and the power semiconductor device is often burned to a degree that is difficult to determine the shape due to large energy, so the cause analysis is very difficult from the user's point of view. Hard. Information on whether the power semiconductor device is damaged by the overvoltage or the overcurrent in the experimental stage of the power conversion system greatly assists in the accurate cause analysis. The cause can be analyzed by requesting the manufacturer of the power semiconductor device. However, since several steps are required, a considerable amount of time and cost are required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 전력 반도체 소자의 출력 노드 전압에 기초하여 전력 반도체 소자의 파손 여부 및 파손 원인을 판단하는 판단 장치를 포함하는 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a power semiconductor device damage determination device comprising a determination device for determining whether the power semiconductor device is damaged or the cause of the damage based on the output node voltage of the power semiconductor device.

본 발명의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치는 전력 반도체 소자의 양단 전압을 감지하고, 감지 전압을 출력하는 감지 회로, 상기 감지 전압과 기준 전압을 비교하고, 비교 신호를 출력하는 비교기, 상기 비교 신호에 응답하여, 전원 전압을 출력 노드로 공급할지를 제어하는 스위치, 및 상기 출력 노드의 전압에 기초하여 상기 전력 반도체 소자의 파손 여부를 판단하는 판단 장치를 포함할 수 있다.An apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a sensing circuit configured to sense a voltage at both ends of a power semiconductor device, output a sensing voltage, compare the sensing voltage with a reference voltage, and output a comparison signal; And a switch configured to control whether to supply a power supply voltage to an output node in response to the comparison signal, and a determination device to determine whether the power semiconductor device is damaged based on the voltage of the output node.

상기 판단 장치는 스피커일 수 있다.The determination device may be a speaker.

상기 판단 장치는 조명 기구일 수 있다.The determination device may be a lighting fixture.

상기 판단 장치는 상기 출력 노드와 접지 사이에 직렬로 접속된 제너 다이오드와 퓨즈를 포함할 수 있다.The determination device may include a zener diode and a fuse connected in series between the output node and ground.

본 발명의 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치는 전력 반도체 소자의 출력 노드 전압에 기초하여 상기 전력 반도체 소자의 파손 여부 및 파손 원인을 판단하는 판단장치를 이용하여 상기 전력 반도체 소자의 파손 여부를 신속히 확인하고 효과적으로 상기 전력 반도체 소자의 파손 원인을 분석할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged is determined whether the power semiconductor device is damaged by using a determination device that determines whether the power semiconductor device is damaged or the cause of the damage based on an output node voltage of the power semiconductor device. It is possible to quickly identify and effectively analyze the cause of breakage of the power semiconductor device has the effect of reducing the cost.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 변환 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 판단 장치의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치 의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a power conversion system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a circuit diagram of the determination device shown in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating an operating method of an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are only for the purpose of illustrating embodiments of the inventive concept, But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are intended to distinguish one element from another, for example, without departing from the scope of the invention in accordance with the concepts of the present invention, the first element may be termed the second element, The second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between," or "neighboring to," and "directly neighboring to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 변환 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a power conversion system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전력 변환 시스템(10)은 전력 반도체 소자(100), 보호 회로(200), 및 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)를 포함할 수 있다. 전력 변환 시스템(10)은 전동기의 가변속 구동, 철도 분야에의 응용, 전기 자동차의 구동, 무정전 전원 장치, 전력 계통에의 응용, 또는 신에너지용 변환 장치 등에 적용되기 위해 서 개발 단계에서부터 양산 단계까지 다양한 조건하에서 실험이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 1, the power conversion system 10 may include a power semiconductor device 100, a protection circuit 200, and an apparatus 300 for determining whether a power semiconductor device is damaged. The power conversion system 10 is used from the development stage to the mass production stage to be applied to the variable speed drive of an electric motor, the application to the railway field, the drive of an electric vehicle, an uninterruptible power supply, an application to a power system, or a conversion device for new energy. Experiments can be performed under various conditions.

전력 반도체 소자(100)는 일반 반도체 소자에 비해서 고내압화, 고전류화, 고주파수화, 및 대용량화된 것이 특징이다. 따라서, 전력 반도체 소자(100)는 전력 변환이나 전력 제어에 최적화되어 있어 전력 변환 시스템(10)에 폭넓게 이용되고 있다. The power semiconductor device 100 is characterized by higher withstand voltage, higher current, higher frequency, and larger capacity than a general semiconductor device. Therefore, the power semiconductor element 100 is optimized for power conversion and power control, and is widely used in the power conversion system 10.

전력 반도체 소자(100)는 정격 전압 및 정격 전류를 갖춘 소자, 예컨대 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor), 사이리스터(Thyristor) 등 일수 있다. 전력 반도체 소자(100)의 양단, 예컨대 제1노드(ND1)와 제2노드(ND2)에는 양단 전압(Vd)이 생성되고, 양단 전류(Id)가 흐를 수 있다. 실시 예에 따라, 제1노드(ND1)은 출력 노드이고, 제2노드(ND2)는 접지 노드 또는 플로팅(floating) 노드 일 수 있다. 전원 전압(Vdd)는 전력 반도체 소자의 제1노드(ND1)로 공급될 수 있다. The power semiconductor device 100 may be a device having a rated voltage and a rated current, for example, an insulated gate bipolar transistor, a thyristor, or the like. Both ends of the power semiconductor device 100, for example, the first node ND1 and the second node ND2, may generate a voltage Vd at both ends, and both ends of the current Id may flow. According to an embodiment, the first node ND1 may be an output node, and the second node ND2 may be a ground node or a floating node. The power supply voltage Vdd may be supplied to the first node ND1 of the power semiconductor device.

보호 회로(200)는 과전류, 과전압, 또는 과열 상태하에서 전력 반도체 소자(100)의 전류 흐름을 차단하기 위한 안전 장치이다. 보호 회로(200)는 전력 반도체 소자(100)의 양단, 예컨대 제1노드(ND1)와 제2노드(ND2)에 연결될 수 있다. 예컨대, 전력 반도체 소자(100)의 양단 전압(Vd) 또는 양단 전류(Id)가 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압 또는 정격 전류를 초과하는 경우, 보호 회로(200)는 전력 반도체 소자(100)가 파손되지 않도록 전력 반도체 소자(100)를 보호할 수 있다. The protection circuit 200 is a safety device for blocking the current flow of the power semiconductor device 100 under an overcurrent, overvoltage, or overheat condition. The protection circuit 200 may be connected to both ends of the power semiconductor device 100, for example, the first node ND1 and the second node ND2. For example, when the voltage Vd or the both ends Id of the power semiconductor device 100 exceeds the rated voltage or the rated current of the power semiconductor device 100, the protection circuit 200 includes the power semiconductor device 100. The power semiconductor device 100 may be protected from being damaged.

다만, 보호 회로(200)는 과전류, 과전압, 또는 과열 상태에서 전력 반도체 소자(100)의 전류 흐름을 차단하여 전력 반도체 소자(100)의 파손을 우선 방지할 뿐이고, 전력 반도체 소자(100)의 파손 원인을 판단하는데 이용되지는 않는다. 또한, 전력 반도체 소자(100)의 양단 전압(Vd) 또는 양단 전류(Id)가 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압 또는 정격 전류를 초과하는 경우, 보호 회로(200)가 동작하지 않는 경우도 많다. However, the protection circuit 200 only prevents damage of the power semiconductor device 100 by first blocking the current flow of the power semiconductor device 100 in an overcurrent, overvoltage, or overheating state, and breaks the power semiconductor device 100. It is not used to determine the cause. In addition, when the voltage Vd or the current Id of the power semiconductor device 100 exceeds the rated voltage or the current of the power semiconductor device 100, the protection circuit 200 may not operate in many cases. .

전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 전력 변환 시스템(10)의 개발 단계에서부터 양산 단계까지 다양한 조건하에서 실험이 수행되는 동안, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 상기 다양한 조건 하에서 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 판단할 수 있다. 실시 예에 따라, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압보다 높거나 같은 전압에서 동작할 수 있다. 따라서, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 전력 반도체 소자(100)의 과전압에 의한 파손 원인을 판단할 수 있다. The apparatus 300 for determining whether the power semiconductor device is damaged may determine whether the power semiconductor device 100 is damaged. For example, while the experiment is performed under various conditions from the development stage to the mass production stage of the power conversion system 10, the power semiconductor device damage determining apparatus 300 determines whether the power semiconductor device 100 is damaged or damaged under the various conditions. The cause can be determined. According to an embodiment, the apparatus 300 for determining whether the power semiconductor element is damaged may operate at a voltage higher than or equal to the rated voltage of the power semiconductor element 100. Accordingly, the apparatus 300 for determining whether the power semiconductor device is damaged may determine the cause of damage due to the overvoltage of the power semiconductor device 100.

실시 예에 따라, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 전력 반도체 소자(100)의 양단, 예컨대 제1노드(ND1)와 제2노드(ND2)에 병렬 연결될 수 있다. 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)에는 전력 반도체 소자(100)와 같이 양단 전압(Vd)이 동일하게 생성될 수 있다. 예컨대, 전력 반도체 소자(100)와 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)를 연결하는 리드(lead)선은 가능한 한 짧게 하여야 전력 반도체 소자(100)에 생성되는 양단 전압(Vd)과 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치에 걸리는 양단 전압(Vd)을 거의 같게 유지할 수 있다. According to an embodiment, the apparatus 300 for determining whether the power semiconductor device is damaged may be connected in parallel to both ends of the power semiconductor device 100, for example, the first node ND1 and the second node ND2. The voltage Vd at both ends of the power semiconductor device breakage determining apparatus 300 may be generated in the same manner as the power semiconductor device 100. For example, the lead line connecting the power semiconductor device 100 and the power semiconductor device damage determining device 300 should be as short as possible, so that both ends of the voltage Vd generated in the power semiconductor device 100 and the power semiconductor device are reduced. Both ends of the voltage Vd applied to the damage determination device can be kept almost the same.

실시 예에 따라, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 전력 반도체 소자(100)에 탈/부착이 가능하다.According to an embodiment, the power semiconductor device damage determining apparatus 300 may be attached / removed to the power semiconductor device 100.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged according to an embodiment of the present disclosure.

도 1과 도 2를 참조하면, 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치(300)는 감지 회로(310), 비교기(330), 전압원(333), 스위치(350), 및 판단 장치(370)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the power semiconductor device damage determining apparatus 300 may include a sensing circuit 310, a comparator 330, a voltage source 333, a switch 350, and a determining apparatus 370. Can be.

감지 회로(310)는 회로에 손상을 주지 않고서 넓은 동작 전압 범위를 감지할 수 있다. 예컨대, 감지 회로(310)는 네거티브(negative) 전압에서 파지티브(positive) 고전압까지의 넓은 동작 전압 범위를 감지할 수 있다. 감지 회로(310)는 전력 반도체 소자(100)의 양단, 예컨대 제1노드(ND1)와 제2노드(ND2)에 병렬 연결될 수 있다. 제1노드(ND1)와 제2노드(ND2)에 병렬 연결된 감지 회로(310)는 전력 반도체 소자(100)의 양단 전압(Vd)을 감지하고, 감지 전압(Vdet)을 비교기(330)로 출력할 수 있다. The sensing circuit 310 can sense a wide operating voltage range without damaging the circuit. For example, the sensing circuit 310 can sense a wide operating voltage range from negative voltage to positive high voltage. The sensing circuit 310 may be connected in parallel to both ends of the power semiconductor device 100, for example, the first node ND1 and the second node ND2. The sensing circuit 310 connected in parallel to the first node ND1 and the second node ND2 senses the voltage Vd of both ends of the power semiconductor device 100, and outputs the sensing voltage Vdet to the comparator 330. can do.

비교기(330)는 감지 전압(Vdet)과 전압원(333)으로부터 출력된 기준 전압(Vref)을 수신하고, 감지 전압(Vdet)과 기준 전압(Vref)을 비교하고, 비교 결과에 따라 비교 신호(SW)를 스위치(350)로 출력할 수 있다.The comparator 330 receives the sensing voltage Vdet and the reference voltage Vref output from the voltage source 333, compares the sensing voltage Vdet with the reference voltage Vref, and compares the comparison signal SW according to the comparison result. ) May be output to the switch 350.

실시 예에 따라, 감지 전압(Vdet)이 기준 전압(Vref)보다 크거나 같을 때 비교신호(SW)는 하이 레벨, 예컨대 5V이고, 감지 전압(Vdet)이 기준 전압(Vref)보다 작을 때 비교신호(SW)는 로우레벨, 예컨대 0V일 수 있다.According to an embodiment, the comparison signal SW is at a high level, for example, 5V when the sensing voltage Vdet is greater than or equal to the reference voltage Vref, and the comparison signal when the sensing voltage Vdet is less than the reference voltage Vref. SW may be at a low level, for example, 0V.

전압원(333)은 기준 전압(Vref)을 비교기(330)로 출력할 수 있다. 전압원(333)은 접지(Vss)에 연결되고, 전압원(333)으로부터 출력되는 기준 전압(Vref)은 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압 기초하여 조정될 수 있다. The voltage source 333 may output the reference voltage Vref to the comparator 330. The voltage source 333 is connected to the ground Vss, and the reference voltage Vref output from the voltage source 333 may be adjusted based on the rated voltage of the power semiconductor device 100.

스위치(350)는 비교기(303)로부터 출력된 비교 신호(SW)를 수신하여, 전원 전압(Vdd)을 출력 노드, 예컨대 제1노드(ND1)에 연결된 판단 장치(370)로 공급할지 제어할 수 있다. The switch 350 receives the comparison signal SW output from the comparator 303 and controls whether the power supply voltage Vdd is supplied to the determination device 370 connected to the output node, for example, the first node ND1. have.

실시 예에 따라, 스위치(350)는 하이레벨을 갖는 비교신호(SW)에 기초하여 전원 전압(Vdd)을 판단 장치(370)로 공급하고, 로우레벨을 갖는 비교신호(SW)에 기초하여 전원 전압(Vdd)을 판단 장치(370)로 공급하지 않을 수 있다. 예컨대, 스위치(350)는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the switch 350 supplies the power supply voltage Vdd to the determination device 370 based on the comparison signal SW having a high level, and supplies the power based on the comparison signal SW having a low level. The voltage Vdd may not be supplied to the determination device 370. For example, the switch 350 may be implemented as an NMOS transistor.

즉, 스위치(350)는 비교기(303)로부터 출력된 비교 신호(SW)에 응답하여 전력 반도체 소자(100)에 생성되는 양단 전압(Vd)이 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압 이상인 때에 전원 전압(Vdd)을 판단 장치(370)로 공급할 수 있다.That is, the switch 350 is a power supply voltage when the voltage Vd at both ends generated in the power semiconductor device 100 is greater than or equal to the rated voltage of the power semiconductor device 100 in response to the comparison signal SW output from the comparator 303. Vdd can be supplied to the determination device 370.

판단 장치(370)는 접지(Vss)에 연결되고, 스위치(350)의 동작에 따라 제1노드로 연결되어 공급되는 전원 전압(Vdd)에 기초하여 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 판단할 수 있다. 스위치(350)가 공급되는 전원 전압(Vdd) 의해 파손되는 경우에도, 판단 장치(370)는 순간적으로 인가되는 전원 전압(Vdd)에 기초하여 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 판단할 수 있다. The determination device 370 is connected to the ground Vss and is connected to the first node according to the operation of the switch 350 to determine whether the power semiconductor device 100 is damaged or the cause of the damage based on the supply voltage Vdd supplied. Can be judged. Even when the switch 350 is damaged by the supplied power supply voltage Vdd, the determination device 370 determines whether the power semiconductor element 100 is damaged or the cause of damage based on the power supply voltage Vdd that is instantaneously applied. can do.

실시 예에 따라, 양단 전압(Vd)이 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압보다 크거나 같을 때 판단 장치(370)는 공급되는 전원 전압(Vdd)에 기초하여 과전압에 의한 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 판단할 수 있다. According to an embodiment, when the voltage Vd at both ends is greater than or equal to the rated voltage of the power semiconductor device 100, the determination device 370 may perform the power semiconductor device 100 due to an overvoltage based on the supplied power voltage Vdd. It is possible to determine whether or not the cause of damage.

실시 예에 따라, 판단 장치(370)는 간단하게 탈/부착이 가능하다. 따라서, 사용자는 간단하게 판단 장치(370)를 교환할 수 있고, 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압에 따라 쉽게 구현할 수 있다.   According to an exemplary embodiment, the determination device 370 may be detachably attached or detached. Therefore, the user can simply exchange the determination device 370 and can easily implement the device according to the rated voltage of the power semiconductor device 100.

도 3은 도 2에 도시된 판단 장치의 실시 예에 따른 회로도이다.3 is a circuit diagram according to an embodiment of the determination apparatus shown in FIG. 2.

도 1내지 도 3을 참조하면, 판단 장치(370)는 제너 다이오드(373)와 퓨즈(375)를 포함할 수 있다. 제너 다이오드(373)와 퓨즈(375)는 제1노드(ND1)와 접지 사이에 직렬로 접속될 수 있다. 스위치(370)의 동작에 의해서 전원 전압(Vdd)이 제1노드(ND1)로 공급되는 때, 제너 다이오드(373)는 브레이크-다운(break-down)되고, 제너 다이오드(373)와 직렬로 연결된 퓨즈(375)는 순간적으로 상당한 전류로 인해서 끊어질 수 있다. 따라서, 사용자는 퓨즈(375)의 커팅(cutting) 여부를 판단하여 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부를 확인할 수 있고, 과전압으로 인한 전력 반도체 소자(100)의 파손 원인을 판단할 수 있다. 1 to 3, the determination device 370 may include a zener diode 373 and a fuse 375. The zener diode 373 and the fuse 375 may be connected in series between the first node ND1 and ground. When the power supply voltage Vdd is supplied to the first node ND1 by the operation of the switch 370, the zener diode 373 is break-down and connected in series with the zener diode 373. Fuse 375 may be blown due to a significant current instantaneously. Accordingly, the user may determine whether the power semiconductor device 100 is damaged by determining whether the fuse 375 is cut, and determine the cause of damage of the power semiconductor device 100 due to an overvoltage.

실시 예에 따라, 판단 장치(370)는 클래핑 다이오드(미도시)로 구현될 수 있다. 스위치(370)의 동작에 의해서 전원 전압(Vdd)이 제1노드(ND1)로 공급되는 때, 클래핑 다이오드(미도시)는 파손될 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 클래핑 다이오드의 파손 여부를 판단하여 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부를 확인할 수 있고, 과전압으로 인한 전력 반도체 소자(100)의 파손 원인을 판단할 수 있다. 예컨대, 상기 클래핑 다이오드의 정격 전압은 전력 반도체 소자(100)의 정격 전압보다 낮아야 한다. According to an embodiment, the determination device 370 may be implemented with a clapping diode (not shown). When the power supply voltage Vdd is supplied to the first node ND1 by the operation of the switch 370, the clapping diode (not shown) may be broken. Therefore, the user can determine whether the power semiconductor device 100 is damaged by determining whether the clapping diode is damaged, and determine the cause of damage of the power semiconductor device 100 due to an overvoltage. For example, the rated voltage of the clapping diode should be lower than the rated voltage of the power semiconductor device 100.

실시 예에 따라, 판단 장치(370)는 스피커(미도시)로 구현될 수 있다. 스위치(350)의 동작에 의해서 전원 전압(Vdd)이 제1노드(ND1)로 공급되는 때, 스피커는 경고음을 발생하여 사용자에게 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 알려 줄 수 있다. 스위치(350)가 공급되는 전원 전압(Vdd) 의해 파손되는 경우에도, 상기 스피커는 순간적으로 인가되는 전원 전압(Vdd)에 불구하고 계속해서 상기 경고음을 발생하도록 구현될 수 있다. According to an embodiment, the determination device 370 may be implemented as a speaker (not shown). When the power supply voltage Vdd is supplied to the first node ND1 by the operation of the switch 350, the speaker may generate a warning sound to inform the user whether the power semiconductor device 100 is damaged or the cause of the damage. . Even when the switch 350 is broken by the supplied power supply voltage Vdd, the speaker may be implemented to continuously generate the warning sound despite the instantaneously applied power supply voltage Vdd.

실시 예에 따라, 판단 장치(370)는 조명 기구(미도시)로 구현될 수 있다. 스위치(350)의 동작에 의해서 전원 전압(Vdd)이 제1노드(ND1)로 공급되는 때, 조명 기구는 빛을 발하여 사용자에게 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부 및 파손 원인을 알려 줄 수 있다. 예컨대, 상기 조명 기구는 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 스위치(350)가 공급되는 전원 전압(Vdd) 의해 파손되는 경우에도, 상기 LED는 순간적으로 인가되는 전원 전압(Vdd)에 불구하고 계속해서 상기 빛을 발하도록 구현될 수 있다.According to an embodiment, the determination device 370 may be implemented as a lighting device (not shown). When the power supply voltage Vdd is supplied to the first node ND1 by the operation of the switch 350, the lighting device emits light to inform the user of the breakdown of the power semiconductor device 100 and the cause of the breakage. . For example, the lighting apparatus may be a light emitting diode (LED). Even when the switch 350 is broken by the supplied power supply voltage Vdd, the LED may be implemented to continuously emit light despite the instantaneously applied power supply voltage Vdd.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치 의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operating method of an apparatus for determining whether a power semiconductor device is damaged according to an embodiment of the present disclosure.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 감지 회로(310)는 전력 반도체 소자(100)의 양단 전압(Vd)을 감지하고, 감지 전압(Vdet)을 비교기(330)로 출력할 수 있다(S100). 비교기(330)는 감지 전압(Vdet)과 기준 전압(Vref)을 비교하고, 비교 결과에 따라 비교 신호(SW)를 출력할 수 있다(S100). 1 to 4, the sensing circuit 310 may detect the voltage Vd of the power semiconductor device 100 and output the sensing voltage Vdet to the comparator 330 (S100). The comparator 330 may compare the sensing voltage Vdet and the reference voltage Vref and output the comparison signal SW according to the comparison result (S100).

실시 예에 따라, 감진 전압(Vdet)이 기준 전압(Vref)보다 크거나 같을 때 비교기(330)는 하이레벨을 갖는 비교 신호(SW)를 출력하고, 감지 전압(Vdet)이 기준 전압(Vref)보다 작을 때 비교기(330)는 로우레벨을 갖는 비교 신호(SW)를 출력할 수 있다. According to an embodiment, when the reduced voltage Vdet is greater than or equal to the reference voltage Vref, the comparator 330 outputs a comparison signal SW having a high level, and the sense voltage Vdet is a reference voltage Vref. When smaller, the comparator 330 may output a comparison signal SW having a low level.

스위치(350)는 비교 신호(SW)에 응답하여 출력 노드, 예컨대 제1노드(ND1)에 전원 전압(Vdd)을 공급할지를 제어할 수 있다. 실시 예에 따라, 스위치(305)는 5V를 갖는 비교신호(SW)에 기초하여 전원 전압(Vdd)을 판단 장치(370)로 공급하고(S130), 0V를 갖는 비교신호(SW)에 기초하여 전원 전압(Vdd)을 판단 장치(370)로 공급하지 않을 수 있다.The switch 350 may control whether to supply the power supply voltage Vdd to the output node, for example, the first node ND1 in response to the comparison signal SW. According to an embodiment, the switch 305 supplies the power supply voltage Vdd to the determination device 370 based on the comparison signal SW having 5V (S130), and based on the comparison signal SW having 0V. The power supply voltage Vdd may not be supplied to the determination device 370.

판단 장치(370)는 출력 노드, 예컨대 제1노드(ND1)로 공급된 전원 전압(Vdd)에 기초하여 전력 반도체 소자(100)의 파손 여부를 판단할 수 있다(S150).The determination device 370 may determine whether the power semiconductor device 100 is damaged based on the power supply voltage Vdd supplied to the output node, for example, the first node ND1 (S150).

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 전력 반도체 소자
200: 보호 회로
300: 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치
310: 감지 회로
330: 비교기
350: 스위치
370: 판단 장치
373: 제너 다이오드
375: 퓨즈100: power semiconductor device
200: protection circuit
300: device for determining whether the power semiconductor element is damaged
310: sensing circuit
330: comparator
350: Switch
370: judgment device
373: Zener Diode
375: fuse

Claims (4)

전력 반도체 소자의 양단 전압을 감지하고, 감지 전압을 출력하는 감지 회로;
상기 감지 전압과 기준 전압을 비교하고, 비교 신호를 출력하는 비교기;
상기 비교 신호에 응답하여, 전원 전압을 출력 노드로 공급할지를 제어하는 스위치; 및
상기 출력 노드의 전압에 기초하여 상기 전력 반도체 소자의 파손 여부를 판단하는 판단 장치를 포함하는 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치.A sensing circuit sensing a voltage across the power semiconductor device and outputting a sensing voltage;
A comparator comparing the sensed voltage with a reference voltage and outputting a comparison signal;
A switch for controlling whether to supply a power supply voltage to an output node in response to the comparison signal; And
And a determination device determining whether the power semiconductor device is damaged based on the voltage of the output node. 제1항에 있어서,
상기 판단 장치는 스피커인 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치.The method of claim 1,
The determination device is a device for determining whether or not the power semiconductor device damage. 제1항에 있어서,
상기 판단 장치는 조명 기구인 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치.The method of claim 1,
The determining device is a device for determining whether the power semiconductor device is damaged lighting equipment. 제1항에 있어서,
상기 판단 장치는 상기 출력 노드와 접지 사이에 직렬로 접속된 제너 다이오드와 퓨즈를 포함하는 전력 반도체 소자 파손 여부 판단 장치.
The method of claim 1,
And the determination device includes a zener diode and a fuse connected in series between the output node and ground.
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