【经验】如何巧用热敏电阻的耗散系数δ来选择功率模块?

2017-09-21 世强 Joshua
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NTC热敏电阻的主要作用是在电路中抑制浪涌电流,其效果示意图如下图1:


图1


参考下面图2的电路图进行解说,NTC热敏电阻的电路丝印是R20(红色圈圈)。蓝色为直流冲击的电压,绿色圈圈处为保险。NTC热敏电阻在该电路的主要功能是吸收电流尖峰,从而实现通电瞬间保护后端电路元器件的目的。在电路中主要是电流参数和最大温度参数影响到R20的选型。


 

图2


温升是决定器件是否适合使用的重要条件之一。热敏电阻的电流规格根据电路具体应用选择,但是工作时的温升与热耗散系数(mW/℃)紧密相关。温升与耗散系数的关系在耗散系数的原理中描述。


那么耗散系数δ具体是什么原理呢?


耗散系数δ:使NTC温度上升1K所消耗的功率称为耗散系数。耗散系数δ的计算方法如下:


 

式中:UTH为NTC的端电压,ITH为流经NTC的电流,Tb为自热稳定温度,Ta为室内温度。可见NTC温度的上升指的是自热温度。从另一个角度看,自热造成的温升可以利用δ计算出来。


例如:已知耗散系数δ为0.1W/℃,测量的UTHITH为3W。则:

Tb-Ta=UTHITH/δ=3/0.1℃=30℃


自热使NTC高于环境温度30℃。

为什么要特别关注NTC的耗散系数呢?


因为在正常使用时,我们可能会遇到冲击电流在规格内,电流抑制效果也是正常的,初始时温升也是正常的(温升接近上限),但是使用一段时间后,NTC却是损坏了。经分析后,因冲击次数的增加改变了热敏材料的特性,进一步提升了耗散系数δ的数值,随着时间的推移,器件工作的最高温度变大,导致器件损坏。故在抑制电流条件满足的情况下,选择耗散系数δ参数越小,器件的寿命周期越长。


可见耗散系数是衡量温升的最主要参数。


VINCOTECH功率模块内部均有集成NTC。下面以Vincotech的A0-VS122PA300M7-L757F70的VINco E3功率模块为例,其内部的NTC热敏电阻示意图为下图3右下角位置:


 

图3


其中A0-VS122PA300M7-L757F70的VINco E3模块的NTC主要参数如下:

 


根据参数表,NTC的Power dissipation constant(耗散系数δ)参数是1.4mW/K。通过这一个参数,我们可以初步的评估Vincotech模块的温升与功率的关系。


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Vincotech A0-VS122PA300M7-L757F70/A0-VS122PA300M7-L757F70T 数据手册 详情>>>


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  • 小旋风 Lv7. 资深专家 2017-12-15
    这个不错
  • 自强 Lv7. 资深专家 2017-10-09
    学习了,不错!
  • 花花花 Lv6. 高级专家 2017-09-21
    学e
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