作(zuò)為(wèi)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)、智能(néng)電(diàn)網等應用(yòng)領域中(zhōng)不可(kě)或缺的核心元器件之一,IGBT模塊的運行安(ān)全性必須受到重視。因為(wèi)IGBT工(gōng)作(zuò)時産(chǎn)生的損耗會轉化成熱能(néng),若該過程中(zhōng)出現過熱現象,不僅會導緻IGBT性能(néng)下降,甚至可(kě)能(néng)引發故障或永久性損壞。這時,便可(kě)以利用(yòng)NTC熱敏電(diàn)阻電(diàn)阻值随溫度變化呈指數下降的特性,實時監測IGBT模塊的工(gōng)作(zuò)溫度,有(yǒu)效避免模塊過熱。
NTC熱敏電(diàn)阻一般被安(ān)裝(zhuāng)于IGBT模塊的陶瓷基闆上,通過端子與溫度監測模塊連接,實現IGBT芯片的實時測溫。具(jù)體(tǐ)地,當IGBT開始運行後,NTC随即開始采集IGBT芯片的溫度信息;随後,與溫度值相匹配的NTC電(diàn)阻值會通過分(fēn)壓電(diàn)路轉化為(wèi)電(diàn)壓,并通過運算放大器處理(lǐ);獲得的數據會被傳送至集成電(diàn)路芯片進行模拟數字轉換(A/D,Analog to Digital),爾後輸出為(wèi)數字信号;單片機會根據IGBT模塊的實時結溫,與預設的溫度阈值進行比較,當結溫大于或等于阈值時,便會發出警報提示用(yòng)戶,以迅速采取有(yǒu)效的應對措施,防止因溫度過高而導緻的IGBT故障或損壞。由此可(kě)得,NTC熱敏電(diàn)阻在IGBT模塊中(zhōng)起到以下作(zuò)用(yòng):
一、過溫保護:當熱敏電(diàn)阻監測到IGBT溫度異常時,NTC便能(néng)通過其它元器件的協助觸發保護機制,如降低功率輸出、切斷電(diàn)源等,有(yǒu)效保護IGBT;
二、實時監測與調整:基于NTC熱敏電(diàn)阻的溫度監測數據,用(yòng)戶能(néng)及時發現潛在的故障隐患,預防因溫度異常導緻的模塊擊穿;此外,還能(néng)根據實時溫度數據,結合IGBT工(gōng)作(zuò)溫度和負載情況,調整開關頻率與占空比,有(yǒu)效降低功耗。
由于IGBT模塊的内部工(gōng)作(zuò)溫度最高可(kě)達150℃,因此在模塊設計方案中(zhōng)通常采用(yòng)廣東愛晟電(diàn)子科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司生産(chǎn)的GT-T系列貼片玻封NTC熱敏電(diàn)阻。這款NTC為(wèi)玻璃封裝(zhuāng),在高溫環境亦能(néng)保持穩定工(gōng)作(zuò),提高IGBT的運行可(kě)靠性和安(ān)全性。相較于常規的片式NTC,貼片玻封熱敏電(diàn)阻的靈敏度更高,在溫度監測過程中(zhōng)的響應速度也更快。而且貼片玻封NTC熱敏電(diàn)阻為(wèi)無引線(xiàn)結構,便于IGBT模塊内部集成,安(ān)裝(zhuāng)空間占比小(xiǎo)。