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技术支持
用于IGBT的NTC热敏电阻
发布者 : admin 发布时间 : 2019/12/05 09:12:43


作为大功率的主流元器件之一的IGBT,其具有导通电阻小、频率高、散热稳定、节能等特点,被广泛应用于航天航空、电动汽车、新能源装备、消费电子、家用电器等领域。在IGBT工作过程中,为防止IGBT的工作温度过高,出现意外导致损坏,通常会安装一个NTC热敏电阻来进行温度监测。


IGBT模块中都带有一个NTC热敏电阻来监测基板的温度,以方便设计精确的温度测量。使用隔离凝胶将热敏电阻与模块的其余部分隔离,芯片中的大部分热量直接通过基板流向NTC热敏电阻的位置。由于热流不是瞬时的,NTC热敏电阻只表示静态操作点的温度。由于检测到的相关时间常数太小,因此无法对短路条件下产生的热等瞬态现象进行监测。NTC热敏电阻与温度成指数比例,因此监测电路必须设计在低功耗的情况下进行。


由于开关的损耗,IGBT会随着工作时长的增加而越来越热。IGBT的散热器板会被连接到冷却板上,而冷却板通常为水冷式的,若使用不纯的冷却水或通过冷却板施加较低的水压,会导致热量交换下降,导致IGBT过热。将NTC热敏电阻安装在IGBT上,能有效地进行温度监测,在温度过热时快速反应并反馈信息到控制界面,让操作员能及时处理,防止零部件或机器损坏。


广东爱晟电子科技有限公司生产的NTC热敏电阻,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。因此,NTC热敏电阻被广泛应用于温度监测、温度控制、温度补偿等方面。






参考数据:


Monitoring Temperature of IGBT with Embedded NTC Thermistor

Vijit Dubey

Electrical and Computer Engineering

Texas A&M University

College Station, Texas, USA

vijit4072@tamu.edu


[1] V. Rudnev, Handbook of induction heating. New York: Marcel Dekker, 2003.

[2] FF900R12IP4 Datasheet, Infineon Technologies, 2015.

[3] Using the NTC, Infineon Technologies, 2015.

[4] LM555 Timer, 1st ed. Texas Instruments, 2015.

[5] CMOS Counter/Dividers, Texas Instruments, 2015.

[6] Photocoupler, California Eastern Laboratories, 2015.

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