在
IGBT模塊變流器裝置中，最關(guān)鍵的參數(shù)之一是
IGBT芯片的溫度。直接測(cè)量的辦法是將溫度傳感器安裝在芯片上或者成為芯片的一部分。如此做將會(huì)減少承載芯片電流能力的有效區(qū)域。一個(gè)可行的替代方案用來(lái)確定芯片的溫度，從測(cè)量基板的溫度作為一個(gè)已知點(diǎn)開(kāi)始，使用熱模型計(jì)算
IGBT溫度。在許多英飛凌的電力電子模塊中，通常集成了熱敏電阻，也稱(chēng)之為NTC，作為一個(gè)溫度傳感器以簡(jiǎn)化精確的溫度測(cè)量的設(shè)計(jì)。文章來(lái)源：http://wllre.cn/sr/169.html
IGBT一些新封裝結(jié)構(gòu)的模塊中，內(nèi)部封裝有溫度傳感器(NTC)。如功率集成模塊(PIM)；六單元(EconoPACK)FS系列；三相整流橋(Econobridge)；EasyPIM；EasyPACK；Easybridge；四單元H-橋(Econo-FourPACk)；增強(qiáng)型半橋(Econodual+)等模塊內(nèi)均封裝有NTC溫度傳感器。NTC是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，它可以有效地檢測(cè)功率模塊的穩(wěn)態(tài)殼溫(Tc)。模塊內(nèi)封裝的NTC參數(shù)完全相同。NTC是安裝在硅片的附近以實(shí)現(xiàn)緊密的熱耦合，根據(jù)不同的模塊，可將用于測(cè)量模塊殼溫的溫度傳感器與芯片直接封裝在同一個(gè)陶瓷基板(DCB)上，也可以將NTC安裝在一個(gè)單獨(dú)的基板上，大大簡(jiǎn)化模塊殼溫的測(cè)量過(guò)程，如下圖所示。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：http://wllre.cn/
圖1 NTC inside theEconoDUAL™3 mounted on a separate DCB close to the IGBT
圖2 NTC inside a module without baseplate, mounted close to the silicon
圖3所示，NTC與IGB或二極管芯片位于同一陶瓷基板上，模塊內(nèi)使用隔離用硅膠填充，在正常運(yùn)行條件下，它是滿(mǎn)足隔離電壓的要求。EUPEC在IGBT模塊最終測(cè)試中，對(duì)NTC進(jìn)行2.5KV交流，1分鐘100%的隔離能力測(cè)試。但根據(jù)EN50178的要求，必須滿(mǎn)足可能出現(xiàn)的任何故障期間保持安全隔離。由于IBGT模塊內(nèi)NTC可能暴露在高壓下(例如：短路期間或模塊燒毀后)，用戶(hù)還須從外部進(jìn)行安全隔離。
如圖4所示，當(dāng)模塊內(nèi)部短路過(guò)流，或燒毀的過(guò)程中連線會(huì)熔化，并產(chǎn)生高能量的等離子區(qū)，而所有連線的等離子區(qū)的擴(kuò)展方向都無(wú)法預(yù)期，如等離子區(qū)接觸到NTC，NTC就會(huì)暴露在高壓下，這就是用戶(hù)需在外部進(jìn)行安全隔離的必要性。
圖3 陶瓷基板橫切面
圖4 最差的故障管殼
1可靠隔離的措施
要實(shí)現(xiàn)可靠隔離，可以采用多種不同的方法，在某些應(yīng)用中，NTC傳感器本身的隔離能力已經(jīng)足夠。由于每個(gè)應(yīng)用情況不同，而且用戶(hù)內(nèi)部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也各不相同，因此，應(yīng)根據(jù)各自的用途，設(shè)計(jì)符合要求的隔離。最常用的外部隔離方法是：將NTC與比較電路，通過(guò)光耦與控制邏輯隔離開(kāi)，如圖5所示。
圖5 應(yīng)用光耦I(lǐng)L300進(jìn)行安全隔離
在隔離失效的情況下，可能會(huì)在高壓與NTC之間產(chǎn)生一個(gè)通路，如下圖所示：
Conducting path in case of failure
該通路可能是在失效事件中移動(dòng)的鍵合線改變位置造成，或者失效事件中電弧放電產(chǎn)生的等離子體通道。因此，內(nèi)部NTC的隔離只能滿(mǎn)足功能隔離。如果需要加強(qiáng)隔離，需要在外部添加額外的隔離層。在最近幾年中，以下幾種方法已被證明是可行的選擇，其中：
• Having the control designed with reference to the high voltage and add an isolation barrier between touchable parts and the whole control electronic
• Use analog amplifiers with internal isolation barrier to sense the voltage across the NTC
• Transfer the NTC’s voltage to a digital information that can be transported to the control by means of isolating elements like magnetic or optic couplers
盡管在一般應(yīng)用中，NTC的功能性隔離已經(jīng)足夠，但是在特殊場(chǎng)合設(shè)計(jì)中應(yīng)該檢查所有的隔離要求是否都可以滿(mǎn)足。
