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DESIGN IDEAS
IGBT和MOSFET功率模組 NTC溫度控制
作者:Alain Stas 和 Bruno Van Beneden，Vishay NLR 產品行銷部
溫度控制是MOSFET或IGBT功率模組有效工作的關鍵因素之一。儘管某些MOSFET配有內部溫度感測 器(內接二極體)，但其他方法也可以用來監控溫度。半導體矽PTC熱敏電阻可以很好地進行電流控制， 或鉑基或鈮基(RTD)電阻溫度檢測器可以用較低阻值，達到更高的檢測線性度。無論感測器採用表面 貼裝元件、引線鍵合裸片還是燒結裸片，NTC熱敏電阻仍是靈敏度優異、用途廣泛的溫度感測器。只要 設計得當，可確保模組正確降載，並最終在過熱或外部溫度過高的情況下關斷模組。
本文以打線式NTC die為重 是簡化並以可視方式說明不同現 開發模擬，而其他設計工具則用於 點，採用類比電路模擬的方法， 象的理想方法，也適用於開發直 更加複雜的設計。
設計實例
說明功率模組降載和關斷基本原 覺應用。最後一個動機是經濟因 現在，我們來看圖1所示的
理。為什麼採用模擬方法?類比 素:我們僅用免費軟體(LTspice)
LTspice設計，這是一個簡單的 升 壓 轉 換 器 設 計。不 過，由 於 LTspice的多功能性，IGBT和二極 體模型被熱模型取代，熱通量用輸 出接腳明確表示，可將其連接到熱 電路(如散熱器)。我們使用簡單的 RC電路(實際情況下，設計人員需 要仔細將Zth模型定義為Cauer或 Foster模型)。
圖1:採用LTspice的升壓轉換器設計。
轉換器工作期間，熱通量形 成熱點(本例中，節點Tsyst產生電 壓，需要控制溫度)。這個溫度輸 入NTC模型(Vishay打線式die NTCC200E4203_T)。NTC訊號通 過惠斯登電橋與界限值對比、放 大，與鋸齒形訊號(Vsaw)進行比較。 最終輸出Vsw是加在IGBT閘極的脈 衝訊號。Rlim阻值定義溫度界限值 以下，我們在IGBT閘極加100%週 期脈衝波。過熱時——IGBT和二極
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