10.14489/td.2025.11.pp.028-032

2025, 11 November

DOI: 10.14489/td.2025.11.pp.028-032

Sergeev V. A., Hodakov A. M., Kuzmin N. P., Antonov D. I.
A METHOD FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF THE ACTIVE ELEMENTS OF AN ELECTRONIC MODULE BASED ON THE READINGS OF TEMPERATURE SENSORS BUILT INTO THE MODULE
(pp. 28-32)

Abstract. A method for determining the temperature of the active elements of an electronic module during testing and operation based on the readings of temperature sensors built into the module is proposed. The technique is based on solving a system of linear equations of the thermal relationship between the temperatures of active elements and sensors, the coefficients of which are determined by the results of test measurements of sensor readings at different values of the power dissipated by active elements. The technique has been experimentally tested using the example of a 3-crystal electronic module with three built-in temperature sensors.

Keywords: electronic module, active element, temperature, sensor, technique, matrix.

+ - About the Authors Click to collapse

Рус

В. А. Сергеев, А. М. Ходаков (Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской академии наук, Ульяновск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Н. П. Кузьмин (Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской академии наук, Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Д. И. Антонов (Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской академии наук, Ульяновск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. A. Sergeev, A. M. Hodakov (Ulyanovsk Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, of Russian Academy of Sciences, Ulyanovsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
N. P. Kuzmin (Ulyanovsk Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, of Russian Academy of Sciences, Ulyanovsk, Russia, Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. I. Antonov (Ulyanovsk Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, of Russian Academy of Sciences, Ulyanovsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Увайсов С. У., Сулейманов С. П., Юрков Н. К. Метод теплового диагностирования латентных технологических дефектов радиоэлектронной аппаратуры и ее тепловая диагностическая модель // Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 4(28). С. 109 ‒ 118.
2. ГОСТ РВ 20.57.306‒98. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Общие требования, методы контроля и испытаний. Методы испытаний на соответствие требованиям по устойчивости к климатическим воздействиям. М.: Стандартинформ, 2015. 26 с.
3. Ukiwe E. K., Adeshina S. A., Tsado J. Techniques of Infrared Thermography for Condition Monitoring of Electrical Power Equipment // Journal of Electrical Systems and Inf Technol. 2023. V. 10, No. 1, article 49. DOI: 10.1186/s43067-023-00115-z
4. Cергеев В. А., Смирнов В. И., Тарасов Р. Г. Проблемы и возможности диагностики качества электронных модулей по тепловым характеристикам // Автоматизация процессов управления. 2017. № 4. С. 108 ‒ 116.
5. Сергеев В. А., Тарасов Р. Г. Контроль качества субмодулей выходных усилителей мощности Х-диапазона по переходным тепловым характеристикам // Автоматизация процессов управления. 2020. № 2. С. 124 ‒ 129.
6. Колпаков А., Карташев Е. Контроль тепловых режимов силовых модулей // Компоненты и технологии. 2010. № 4. С. 83 ‒ 86.
7. Бербенец А. Использование встроенного NTC-резистора для измерения температуры IGBT-модулей // Силовая электроника. 2010. № 2. С. 28 ‒ 30.
8. Дрекседж П., Винтрич А. Встроенный термодатчик и «виртуальная» температура кристалла: как использовать сенсор для анализа тепловых режимов силового модуля // Силовая элементная база. 2020. № 4. С. 34 ‒ 41.
9. Schulz M., Xin Ma. Correlating NTC-Reading and Chip-Temperature in Power Electronic Modules // Proceedings of PCIM Europe 2015. Nuremberg, Germany, 19 ‒ 20 May 2015. Nuremberg, 2015. 5 р. URL: https://www.researchgate.net/ publication/277200672
10. Zhou Y., Tang J., Shi W., et al. Dynamic Junction Temperature Estimation Via Built-in Negative Thermal Coefficient (NTC) Thermistor in High Power IGBT Modules // IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Tampa, FL, USA, 26 ‒ 30 March 2017. Tampa, 2017. P. 772 ‒ 775. DOI: 10.1109/APEC.2017.7930782
11. Калиткин Н. Н., Юхно Л. Ф., Кузьмина Л. В. Количественный критерий обусловленности систем линейных алгебраических уравнений // Математическое моделирование. 2011. Т. 23, № 2. С. 3 – 26.
12. Боловин Е. В., Глазырин А. С. Способы повышения обусловленности матриц при решении систем разностных уравнений в задачах идентификации параметров динамических объектов // Известия Томского политехнического университета. Математика и механика. Физика. 2013. Т. 322, № 2. С. 51 ‒ 55.

Eng

1. Uvaisov, S. U., Suleimanov, S. P., & Yurkov, N. K. (2013). A method for thermal diagnostics of latent technological defects in electronic equipment and its thermal diagnostic model. Izvestiya Vuzov. Povolzhskiy Region. Tekhnicheskie Nauki, 4(28), 109–118. [in Russian language]
2. Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. (2015). *GOST RV 20.57.306-98. Military equipment, instruments, devices and hardware. General requirements, methods of control and testing. Test methods for compliance with climatic resistance requirements. Standartinform. [in Russian language]
3. Ukiwe, E. K., Adeshina, S. A., & Tsado, J. (2023). Techniques of infrared thermography for condition monitoring of electrical power equipment. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 10(1), Article 49. https://doi.org/10.1186/s43067-023-00115-z
4. Sergeev, V. A., Smirnov, V. I., & Tarasov, R. G. (2017). Problems and possibilities of diagnosing the quality of electronic modules by thermal characteristics. Avtomatizatsiia Protsessov Upravleniia, (4), 108–116. [in Russian language]
5. Sergeev, V. A., & Tarasov, R. G. (2020). Quality control of X-band power amplifier submodules by transient thermal characteristics. Avtomatizatsiia Protsessov Upravleniia, (2), 124–129. [in Russian language]
6. Kolpakov, A., & Kartashev, E. (2010). Monitoring of thermal conditions of power modules. Komponenty i Tekhnologii, (4), 83–86. [in Russian language]
7. Berbenets, A. (2010). Using a built-in NTC resistor to measure the temperature of IGBT modules. Silovaya Elektronika, (2), 28–30. [in Russian language]
8. Drexedge, P., & Vintrich, A. (2020). Built-in temperature sensor and “virtual” chip temperature: How to use the sensor to analyze the thermal conditions of a power module. Silovaya Elementnaya Baza, (4), 34–41. [in Russian language]
9. Schulz, M., & Ma, X. (2015, May 19–20). Correlating NTC-reading and chip-temperature in power electronic modules [Paper presentation]. Proceedings of PCIM Europe 2015, Nuremberg, Germany. https://www.researchgate.net/publication/277200672
10. Zhou, Y., et al. (2017, March 26–30). Dynamic junction temperature estimation via built-in negative thermal coefficient (NTC) thermistor in high power IGBT modules [Paper presentation]. IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Tampa, FL, United States. https://doi.org/10.1109/APEC.2017.7930782
11. Kalitkin, N. N., Yukhno, L. F., & Kuzmina, L. V. (2011). A quantitative criterion for the conditionality of systems of linear algebraic equations. Matematicheskoe Modelirovanie, 23(2), 3–26. [in Russian language]
12. Bolovin, E. V., & Glazyrin, A. S. (2013). Methods for improving the conditionality of matrices when solving systems of difference equations in problems of identifying parameters of dynamic objects. Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. Matematika i Mekhanika. Fizika, 322(2), 51–55. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2025.11.pp.028-032

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2025.11.pp.028-032

and fill out the form