IGBT模塊NTC溫度傳感器阻值與溫度測量

1.采用模擬電路方式測量IGBT模塊NTC溫度傳感器溫度：這個基本的方法是基于一個分壓器作為熱敏裝置，如下圖所示：

NTC的特性在數(shù)據(jù)手冊中有兩種不同的格式，一種圖形方式R=f(θ)，該函數(shù)可近似解析描述該圖形的全部參數(shù)。有效的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

為了更精確地計算，如果集中在一個較小的溫度范圍，規(guī)格書也提供了B25/50及B25/80的值。

根據(jù)已知測量的UR，實際電阻R(θ)的值可由下式計算：

如果有一個溫度期待值，該方程可以很容易地通過微處理器處理，采用數(shù)字化的UR作為輸入。

如果只是需要一個最高溫度作為閾值信號，采用一個比較器觸發(fā)預(yù)定值就足夠了。

分壓器電阻R1的規(guī)定：

選擇R1需要仔細(xì)完成，以獲得正確的讀數(shù)。如果選擇得太小，NTC內(nèi)部的流動電流將導(dǎo)致?lián)p耗，進(jìn)而加熱器件，從而偽造測量結(jié)果。另一方面，如果選擇的R1太大，則測量的電壓會變得太小，進(jìn)而測量精度再次降低。

為了盡量減少電流的影響，熱視圖很有幫助。NTC的導(dǎo)熱系數(shù)為145K/W。如果可以容忍1K的影響，則NTC內(nèi)部的功耗不得超過Pmax=6.9mW。

假設(shè)需要進(jìn)行高達(dá) 100°C 的測量，NTC 將達(dá)到 R100=493 的值。由此，可以計算出最大電流為

當(dāng)電源電壓U1=5V且電流限值為3mA時，電阻R1變?yōu)椋?/p>

由于沒有這樣的電阻，可以選擇910??，導(dǎo)致Imax=3.56mA;只要 1K 的差異是可以容忍的，就可以考慮將電流限制在 I<4mA 的任何值。

2.采用數(shù)字方式測量IGBT模塊NTC溫度傳感器溫度：

除了用一個電壓分壓器，NTC電阻隨溫度的變化可用來影響一個RC網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)，如下圖所示：

圖7 獲取數(shù)字溫度信息的基本原理圖

電阻R11、R12決定了比較器改變輸出狀態(tài)的閾值，輸出信號電壓Uout被用來觸發(fā)晶體管Q1以使電容器放電。電容通過NTC電阻R(θ)充電，Uout以一定的頻率fout=g(θ)工作在脈沖模式。

為了根據(jù)Uout重建實際溫度，采用一個規(guī)定的時間段內(nèi)的脈沖計數(shù)是足夠的。脈沖數(shù)代表了溫度值，脈沖數(shù)與溫度的映射可以通過解析描述或者兩個最接近的值之間的插值查表。