IGBT模块NTC温度传感器的测量方法

IGBT模块NTC温度传感器阻值与温度测量

1.采用模拟电路方式测量IGBT模块NTC温度传感器温度：这个基本的方法是基于一个分压器作为热敏装置，如下图所示：

NTC的特性在数据手册中有两种不同的格式，一种图形方式R=f(θ)，该函数可近似解析描述该图形的全部参数。有效的数学表达式如下：

为了更精确地计算，如果集中在一个较小的温度范围，规格书也提供了B25/50及B25/80的值。

根据已知测量的UR，实际电阻R(θ)的值可由下式计算：

如果有一个温度期待值，该方程可以很容易地通过微处理器处理，采用数字化的UR作为输入。

如果只是需要一个最高温度作为阈值信号，采用一个比较器触发预定值就足够了。

分压器电阻R1的规定：

选择R1需要仔细完成，以获得正确的读数。如果选择得太小，NTC内部的流动电流将导致损耗，进而加热器件，从而伪造测量结果。另一方面，如果选择的R1太大，则测量的电压会变得太小，进而测量精度再次降低。

为了尽量减少电流的影响，热视图很有帮助。NTC的导热系数为145K/W。如果可以容忍1K的影响，则NTC内部的功耗不得超过Pmax=6.9mW。

假设需要进行高达 100°C 的测量，NTC 将达到 R100=493 的值。由此，可以计算出最大电流为

当电源电压U1=5V且电流限值为3mA时，电阻R1变为：

由于没有这样的电阻，可以选择910，导致Imax=3.56mA;只要 1K 的差异是可以容忍的，就可以考虑将电流限制在 I<4mA 的任何值。

2.采用数字方式测量IGBT模块NTC温度传感器温度：

除了用一个电压分压器，NTC电阻随温度的变化可用来影响一个RC网络的时间常数，如下图所示：

图7 获取数字温度信息的基本原理图

电阻R11、R12决定了比较器改变输出状态的阈值，输出信号电压Uout被用来触发晶体管Q1以使电容器放电。电容通过NTC电阻R(θ)充电，Uout以一定的频率fout=g(θ)工作在脉冲模式。

为了根据Uout重建实际温度，采用一个规定的时间段内的脉冲计数是足够的。脉冲数代表了温度值，脉冲数与温度的映射可以通过解析描述或者两个最接近的值之间的插值查表。