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为FET功率消耗,RθJC(t) 图2:断路器短路波形。为瞬态热阻,结面到外壳间有500μs的脉冲。计算出的结温非常接近功率FET(NTB52N10T4)的额定温度上限Tj(150℃),如果外壳温度发生一个很小的变化,很容易便超过了它。这正是为什么断路器解决方案通常需要进行过设计(over-designed)的主要原因。这对于在短路时使用较大的FET或并行的FET配置来避免过热很重要,这会大大增加热插拔电路整体的系统成本。此外,周围温度和气流无法控制得很好,以及在短时间内存在多个瞬时脉冲的应用,也很难准确估计功率FET的结温。NTC热敏电阻解决方案一些提供商建议采用热敏电阻作为给热插拔电路提供过热保护的另一种方案。热敏电阻是一种电阻随其自身温度的变化而变化的电子器件,这些器件不是具有正电阻温度系数(PTC器件),就是具有负电阻温度系数(NTC器件)。一些提供商建议在热插拔电路中使用的NTC热敏电阻,由金属氧化物构成,最常用的氧化物为锰、镍、钴、铁、铜和钛氧化物。制造商用的NTC热敏电阻采用基本的陶瓷技术,与几十年前的没多大差别。图3:采用NTC热敏电阻进行过热保2017安卓工业平板电脑触摸屏一体机护的典型离散热插拔电路。图3为一种典型的分离式热插拔电路的原理图,它采用NTC热敏电阻来进行过热保护。NTC热敏电阻应当放置于离功率FET尽可能近(例如放在板的背面)。图3所示的电路热保护的基本工作原理是,控制器ON引脚的电压与NTC热敏电阻上的温度成反比,即随着NTC热敏电阻温度的增加,ON引脚的电压降低。热敏电阻上的温度与功率FET外壳的温度直接成正比。这种方法看起来很简单,但它在采用NTC热敏电阻来提供过热保护时具有几个固有的问题。其中一个问题就是,在NTC热敏电阻上出现足够高温度(85℃)而需要降低控制器ON引脚的电压到临界值(0.6V)以下前,功率FET结的最大温度很容易被超过。这是因为NTC热敏电阻上的温度完全取决于功率FET外壳温度(TC)所传递的热量,而FET的结温不仅取决于外壳温度和功耗,还取决于系统温度的升高,这由周围温度、铜线面积、气流和其它许多因素决定。容错性问题也影响到NTC热敏电阻和ON信号启动电压,这些错误可以导致系统关闭温度发生显著的变化。如果我们采用和图3电路相同的FET NTB52N10T4,对于一个12V、电流上限为10A的系统,可以计算出功率FE

【 浏览次数:349 】【 发布时间:2018-01-15】

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