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IGBT模块中NTC热敏电阻的使用方法
发布者 : admin 发布时间 : 2018/10/15 05:10:03

IGBT模块中NTC热敏电阻的使用方法


一般来说在IGBT模块的内部封装结构中都需要安装NTC(温度传感器)。如常见的功率集成模块(PIM),六单元(EconoPACK)FS系列,三相整流桥(Econobridge)EasyPIMEasybridge,四单元H-(EconoFourPACK),增强型半桥(Econodual+)等模块的封装都需要用到NTC热敏电阻/温度传感器,它可以有效地检测功率模块的稳态壳温(Tc)


NTC热敏电阻是负温度系数热敏电阻,它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料, 采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料ntc热敏电阻在温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%NTC热敏电阻器可NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。


由于模块内封装的NTC参数完全相同,把NTC热敏电阻直接封装在模块内的DCB陶瓷基板上,可以用于测量模块壳温,简化测量过程。


如图1所示,NTC芯片与IGB或二极管芯片位于同一陶瓷基板上,模块内用隔离硅胶填充,在正常条件下运行,可以满足隔离电压的要求。但根据EN50178的要求,必须满足可能出现的任何故障期间保持安全距离。由于IGBT模块内NTC可能暴露在高压下(例如:短路期间或模块烧毁后),用户还须从外部进行安全隔离。


如图2所示,当模块内部短路过流,或烧毁的过程中连线会熔化,并产生高能量的等离子区,而所有连线的等离子区的扩展方向都无法预期,如等离子区接触到NTCNTC就会暴露在高压下,这就是为什么需要在外部对NTC进行安全隔离。


那么如何实现NTC的可靠性隔离呢? 首先,可以采用多种不同的方法,在某些应用中,NTC传感器本身的隔离能力已经足够,不需要额外进行隔离。其次,由于每个应用情况不同,而且用户内部设计标准的差异性,我们应该根据各自的用途,设计符合用户使用要求的隔离措施。最常用的外部隔离方法是:将NTC与比较电路,通过光耦与控制逻辑隔离开,如图3所示。

 

 

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