- RTP 器件幫助提供在苛刻環(huán)境下的二級(jí)保護(hù)
- 保護(hù)冷卻風(fēng)扇模塊免受熱失控引起的損壞
在嚴(yán)苛的汽車環(huán)境中，各種功率場效應(yīng)晶體管（power FET，功率FET），被一貫地認(rèn)為可承受極端的溫度變化和熱機(jī)械應(yīng)力。間歇性短路、寒冷的運(yùn)行環(huán)境、高壓電弧或有噪聲性短路，連同電感負(fù)載及多次短路久而久之會(huì)讓該器件疲損，致使其進(jìn)入開路、短路或阻性模式。
盡管功率 FET 正日益變得強(qiáng)健，但如果超過了額定的限度，它們會(huì)很容易非?？斓匕l(fā)生故障。如果瞬態(tài)電壓所包含的能量高于額定雪崩擊穿能量水平，那么該器件將損壞，并形成破壞性熱事件，最終可能導(dǎo)致器件冒煙、起火或者脫焊。
RTP 器件幫助提供在苛刻環(huán)境下的二級(jí)保護(hù)
一款新的表面貼裝元件，即可過回流焊的熱保護(hù)(RTP)器件可有助于防止故障功率電子元件引起的熱損壞。該器件有助于防止由I2R 發(fā)熱特性產(chǎn)生的意料之外的高溫阻性短路所造成的損壞，以及硬短路過流情況。該器件可以使用標(biāo)準(zhǔn)的無鉛回流焊工藝安裝，并可以代替在汽車和工業(yè)電子設(shè)計(jì)中普遍使用的各種冗余功率場效應(yīng)管、繼電器及大量的熱量感應(yīng)器。
當(dāng)某個(gè)功率元器件出現(xiàn)故障或一個(gè)電路板缺陷產(chǎn)生了不安全的過溫情況時(shí)，RTP 器件在200°C 時(shí)（一個(gè)高于正常工作溫度范圍的值，卻又低于無鉛焊料的熔點(diǎn)溫度）斷開并將會(huì)中斷電流，幫助阻止可能導(dǎo)致致命損壞的熱失控情況發(fā)生。
如圖1 所示，當(dāng)RTP 器件在場效應(yīng)管附近的電源線上串聯(lián)時(shí)，它會(huì)跟蹤場效應(yīng)管溫度，并在緩慢的熱失控情況在電路板上形成非預(yù)期的過熱情況之前斷開電路。
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保護(hù)冷卻風(fēng)扇模塊免受熱失控引起的損壞
各種冷卻風(fēng)扇模塊（CFM）是汽車暖通空調(diào)和引擎冷卻系統(tǒng)的必要單元，幫助冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和防止在特殊情況下潛在的過熱，例如炎熱天氣和斜坡駕駛。CFM 模組通常被放置在引擎罩下面，它們比那些可在乘客艙里發(fā)現(xiàn)的部件經(jīng)歷了更加極端的溫度變化。這種熱應(yīng)力可加速功率場效應(yīng)管的疲損和導(dǎo)致早期故障。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面的部件也可能被暴露于“流體攻擊”之下，從而導(dǎo)致被腐蝕和在印制電路板形成局部熱點(diǎn)。
通常情況下，CFM 模組并不包括一個(gè)微型控制器，后者可以在一定條件下被用來板上診斷和自動(dòng)觸發(fā)功率場效應(yīng)管斷開信號(hào)。因此，通過軟件方法來阻止功率場效應(yīng)管故障是無法使用的，因此二級(jí)電路保護(hù)變得必要，從而使熱失控不會(huì)引起危險(xiǎn)的熱事件。
在一些設(shè)計(jì)配置中，功率場效應(yīng)管可能直接與電池相連。在這種情況下，即使點(diǎn)火器斷開，電源也一直為該器件供電。如果出現(xiàn)導(dǎo)致不安全溫度的故障，來自發(fā)動(dòng)機(jī)的電源將不會(huì)中斷回路，其結(jié)果是眼看著熱事件的發(fā)生。
在絕大多數(shù)汽車?yán)鋮s風(fēng)扇應(yīng)用中，功率場效應(yīng)管被用于控制模塊中，根據(jù)需要來開關(guān)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電源。CFM 應(yīng)用中有兩種典型的電機(jī)配置：電刷式和無刷式。圖2和圖3 分別描述了兩種配置和相關(guān)電子線路，并且定義了由于功率元器件發(fā)生故障而能夠發(fā)生不安全熱失控情況的敏感區(qū)域。在這些應(yīng)用中，RTP 器件有助于防止由熱失控引發(fā)具有毀壞性的熱事件。RTP 器件被放置于應(yīng)用中的敏感區(qū)域，一旦溫度超過了其斷開溫度，它將會(huì)斷開電路。
RTP 器件可幫助汽車功率電子系統(tǒng)滿足可靠性要求，這些系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇應(yīng)用，還包括ABS、動(dòng)力方向盤及PTC 加熱器等。盡管本文集中講述的是功率場效應(yīng)管，但RTP 器件也可在其他元器件失效時(shí)幫助保護(hù)免受熱失控所帶來的損壞，如電容器、芯片、電阻器和其他功率元器件可能發(fā)生損壞及故障所引起的熱失控，或者任何形式的腐蝕導(dǎo)致發(fā)熱作用。
