用于汽車(chē)HVAC和冷卻風(fēng)扇系統的回流熱保護(RTP)器件
在苛刻的汽車(chē)工作環(huán)境中,功率場(chǎng)效應晶體管(powerFET)常常會(huì )暴露于極端溫度變化和熱機應力之下。間歇短路、冷操作環(huán)境、高電弧放電或帶噪聲電路短路、感應負載及多重短路在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì )造成裝置疲損,使裝置在開(kāi)路、短路或阻性模式下出現故障。
盡管現在的powerFET越來(lái)越耐用,但在苛刻的工作環(huán)境下仍容易出現故障,尤其是在超出其額定值后,它們會(huì )很快出現故障。如果電壓超過(guò) powerFET的最大工作電壓,那么它很快就會(huì )被燒毀。如果瞬時(shí)電壓所包含的能量高于額定破壞能量水平,那么裝置將損壞;形成破壞性熱事件,最終可能導致裝置冒煙、起火或脫焊。
實(shí)踐證明,與工作環(huán)境相對溫和的應用相比,汽車(chē)的 powerFET 更容易出現疲損和故障。通過(guò)對比一段時(shí)間內的powerFET故障情況,我們發(fā)現用于苛刻環(huán)境條件(比如汽車(chē)應用)下的裝置的 ppm 故障率要高得多。實(shí)地使用五年后,這種差別可達 10 倍以上。
阻性模式故障尤其值得關(guān)注,這不僅僅是相對于 powerFET而言,印制電路板也一樣。僅 10W 的功率就可能產(chǎn)生溫度在 180攝氏度以上的局部熱點(diǎn),遠遠高于印制電路板的典型玻璃化轉變溫度(135攝氏度),造成電路板的環(huán)氧結構損壞,并產(chǎn)生熱事件。
圖1 說(shuō)明一個(gè)出現故障的powerFET可能并不會(huì )產(chǎn)生一個(gè)完全短路過(guò)電流條件,而是產(chǎn)生阻性短路,通過(guò)I2R受熱形成不安全的溫度條件。在這種情況下,所形成的電流可能并不是很高,不會(huì )使標準保險絲熔斷并阻止印制電路板上的熱失控。
圖1:阻性模式下的powerFET故障可能形成不安全的溫度條件
泰科電子的回流熱保護(RTP)器件是一種耐用、可靠的表面安裝熱保護器,它可防止功率電子器件故障產(chǎn)生熱損壞。這種二級熱保護器件可用于代替汽車(chē)設計中常用的冗余powerFET、繼電器及大規格熱沉。
當某功率器件故障或板缺陷形成不安全的高溫條件時(shí),RTP200 器件(在 200攝氏度打開(kāi),該溫度高于正常工作溫度,但低于無(wú)PB焊料回流溫度)將會(huì )中斷電流,阻止熱失控,避免造成重大損壞。
如圖 2 和圖 3 所示,當 RTP 裝置在 FET 附近的電源線(xiàn)上串聯(lián)時(shí),它會(huì )跟蹤 FET 溫度,在緩慢的熱失控在電路板上形成破壞性熱條件之前斷開(kāi)電路。 電機保護器相關(guān)文章:電機保護器原理
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