智能集成型NTC温度传感器

发布时间：2021-03-12 文章来源：敏创原创点击次数：次

作为电力电子领域最理想的开关器件之一，IGBT具有高压、高速、大电流三大特点，被广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。目前，IGBT器件已经从第一代发展到了第四代，它的工作频率可达到200KHz，功率容量从小功率（80-300A/500-1200V）的单管发展到超大功率（1000-1200A/2500-4500V）的模块，形成了系列化产品，产品覆盖面非常广。

在IGBT应用中最为重要的参数之一就是芯片的温度,然而对温度的直接测量，需要在IGBT芯片上或者作为芯片一部分，安装一个温度传感器，这会占用模块一定空间，从而减小芯片通过电流能力的有效区域。测量芯片温度另一个可行的办法是通过一个热模型并以测量的基板温度作为基础数据计算结温。在全球各大IGBT制造商的产品中，大多数的IGBT模块中集成有热敏电阻(Negative Temperature Coefficient,NTC),NTC在IGBT内部当作温度检测元件，以便精确测量温度。该文针对IGBT内部热敏电阻,基于NTC的设计应用原理，给出其在应用中的使用方法，包括了隔离措施、温度获取方法及相关应用细节。

IGBT模块内集成NTC的设计及应用关键技术

　　1.1 内部集成NTC的安装位置为得到更为接近的IGBT硅芯片温度，NTC一般安装在硅芯片的附近,从而可以获取紧密的热耦合。根据IGBT模块的不同,NTC或者与硅芯片安装在同一块陶瓷基覆铜板(DCB)上，或者安装在单独的基片上。安装位置尽可能接近因通流而发热的硅芯片，而且体积在不影响热耦合效果及通流能力的前提下尽可能小，另外还须满足应用的安全规范要求。

　　1.2 绝缘隔离设计 IGBT芯片一般在电力电子电路中承担功率变换的功能，会承受高电压与大电流，在安全规范中属于一次高压侧。而检测IGBT温度的NTC一般在电力电子电路中处于低电压的二次侧。IGBT芯片在模块中的位置与NTC较为接近，因此，在通过NTC获取IGBT温度时，需进行必要的隔离设计。在大多数IGBT模块内部，NTC所在位置之外，覆盖着填充模块的隔离胶。在任何常态化的工作条件下，这是满足隔离要求的。IGBT模块制造商为确保绝缘隔离质量，按照安规标准EN50187执行，在生产过程中要根据相应安规标准进行绝缘测试。

敏创电子生产的智能集成型NTC温度传感器具有如下特点：

1.出色的热循环耐久性

2.使用寿命长，性能稳定

3.快速的时间响应

4.宽工作范围-50 ℃ 〜+ 200 ℃

5.表面贴装能力

6.符合RoHS / SGS标准

7.高精度公差+/- 0.01℃

产品参数：

•典型耗散常数：0.625 mW /˚Cmin。静态空气*

•典型时间常数：静止空气最大10秒*

•工作温度范围：-55˚C至125˚C