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NTC热敏电阻在车规级IGBT中的作用
发布者 : admin 发布时间 : 2022/09/15 09:09:02


随着碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带材料的采用,车规级IGBT的工作温度不断升高,对温度的准确监测变得更加重要,温度控制是其有效运行的关键因素之一。通常地,IGBT中的MOSFET都会配备内部温度传感器(如体二极管)以进行实时温度监测。但IGBT无论是采用银烧结、SMT还是芯片引线键合等加工技术,置入NTC热敏电阻进行温度监测仍然是更佳选择,因其具有高灵敏度、耐高温、良好一致性等特点。通过设计者的合理设计,NTC热敏电阻可以辅助IGBT模块正确地降低其负荷,若其工作温度处于范围外(过热/外部温度过高)的情况下则关断。

除了NTC热敏电阻,也有厂商会采用其它元器件对车规级IGBT进行实时温度监测。如半导体硅PTC热敏电阻,其可以很好地执行电流控制;或者铂基(Platinum-based)/铌基(Niobium-based)电阻式温度检测器(RTD,Resistance Temperature Detector),其可以采用较低的电阻去实现更高的检测线性度。但半导体硅PTC热敏电阻的应用意味着IGBT需保持正温度系数(PTC),这会导致IGBT失去热失控(Thermal Runaway)的机会。因此,与半导体硅PTC热敏电阻相比较,电阻值随温度升高而减少的NTC热敏电阻能更好地辅助车规级IGBT进行导通及关断。另外,相较于NTC热敏电阻,铂基/铌基电阻式温度检测器的成本更高,性价比低。

车规级IGBT模块的承载电流可高达300A,直流母线电压可高达400V,因此实时温度监测是其过载保护的关键标准。NTC热敏电阻与车规级IGBT的集成,可在IGBT工作温度上升至高温阈值以上时,禁用IGBT栅极驱动器,从而提供热关断,避免IGBT模块过热。一般地,被置于IGBT或MOSFET内基板上的NTC热敏电阻多为玻璃封装片式NTC热敏电阻,其耐高温(使用温度可达250℃)、可靠性高;同时,片式结构易于安装,因此符合车规级IGBT模块使用。另外,广东爱晟电子科技有限公司为促进SiC碳化硅模块的持续发展,帮助IGBT厂商简化工艺过程,全新推出了耐焊型芯片式NTC热敏电阻,其NTC热敏芯片的芯片焊接面适合高温焊接、引线键合面适合打线工艺,在车规级IGBT模块中能更好地发挥其温度监测的作用。

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