SiC碳化硅模塊作為新能源汽車核心元器件之一,其可靠性直接關(guān)系到設(shè)備壽命與性能。隨著功率密度與工作頻率的提升,碳化硅模塊的溫升問題愈發(fā)突出。NTC熱敏電阻作為對溫度變化敏感的電子元件,成為碳化硅模塊溫度監(jiān)控的首選。
在碳化硅模塊工作時(shí),電流通過會(huì)產(chǎn)生熱量,若溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致模塊性能下降、壽命縮短甚至損壞,影響其正常運(yùn)作。為避免這些問題出現(xiàn),需采用NTC熱敏電阻與碳化硅模塊內(nèi)部器件相互配合,實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊溫度變化,確保模塊在正常溫度范圍內(nèi)運(yùn)行:
一、當(dāng)碳化硅模塊結(jié)溫升高,NTC熱敏電阻的電阻隨之減小,通過與之相連的電路,可將這種電阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號(hào)。該信號(hào)能夠反映碳化硅模塊的溫度狀態(tài),為模塊溫度監(jiān)測提供精確的數(shù)據(jù)支持。在碳化硅模塊中,NTC熱敏電阻被安裝在碳化硅芯片附近并實(shí)時(shí)感知其溫度。一旦溫度出現(xiàn)異常升高/下降,NTC熱敏電阻電阻值隨之減小/增大,電路中的電壓信號(hào)亦會(huì)發(fā)生變化,碳化硅模塊的控制單元便可根據(jù)這一信號(hào)及時(shí)采取保護(hù)措施,確保模塊穩(wěn)定運(yùn)行。
二、通常,碳化硅模塊中的NTC熱敏電阻會(huì)與比較器等組成過溫保護(hù)電路。當(dāng)碳化硅模塊由于過載、散熱不良等原因引致溫度異常升高時(shí),NTC的電阻急劇減小,使得電路中的電壓或電流發(fā)生顯著變化。比較器將這一變化后的信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較,當(dāng)超過閾值時(shí),比較器輸出觸發(fā)信號(hào),控制單元接收到該信號(hào)后,立即采取相應(yīng)的保護(hù)措施,如降低模塊的導(dǎo)通時(shí)間,從而限制電流,減少其發(fā)熱量。
綜上所述,NTC熱敏電阻憑借其對溫度變化的迅速響應(yīng),為碳化硅模塊的溫度監(jiān)測提供了可靠的數(shù)據(jù)來源。另外,熱敏電阻的過溫保護(hù)功能有效地保障模塊的安全,避免其因過熱導(dǎo)致?lián)p壞,進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
目前,大部分碳化硅模塊方案中都會(huì)采用愛晟電子GT-T系列MELF貼片玻封NTC熱敏電阻。因其為玻璃封裝結(jié)構(gòu),可耐受碳化硅模塊長期高溫工作環(huán)境。且該熱敏電阻為無引線NTC元件,便于廠商進(jìn)行SMT自動(dòng)化組裝。隨著碳化硅模塊工藝技術(shù)持續(xù)發(fā)展,愛晟電子為配合各車企進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí),自主研發(fā)并已批量交付的DT系列耐焊型高可靠NTC芯片。相較于MELF貼片玻封NTC熱敏電阻,這款NTC芯片:
一、精度可達(dá)±0.5%,協(xié)助碳化硅模塊進(jìn)行更精準(zhǔn)的溫度監(jiān)測與控制;
二、陶瓷體表面采用致密化工藝,可耐受碳化硅模塊封裝過程中的酸性/還原性氣氛;
三、熱敏芯片的結(jié)構(gòu)感溫速度更快,且有效避免出現(xiàn)MELF貼片玻封NTC熱敏電阻玻殼開裂引致失效的情況。
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