用于汽车hvac和冷却风扇系统的回流热保护（rtp）器件

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1、应用说明用于汽车HVAC和冷却风扇系统的回流热保护（RTP）器件PowerFET在苛刻环境中的故障在苛刻的汽车工作环境中，功率场效应晶体管（powerFET）常常会暴露于极端温度变化和热机应力之下。间歇短路、冷操作环境、高电弧放电或带噪声电路短路、感应负载及多重短路在经过一段时间后会造成装置疲损，使装置在开路、短路或阻性模式下出现故障。尽管现在的powerFET越来越耐用，但在苛刻的工作环境下仍容易出现故障，尤其是在超出其额定值后，它们会很快出现故障。如果电压超过powerFET的最大工作电压，那么它很快就会被烧毁。如果瞬时电压所包含的

2、能量高于额定破坏能量水平，那么装置将损坏；形成破坏性热事件，最终可能导致装置冒烟、起火或脱焊。实践证明，与工作环境相对温和的应用相比，汽车的powerFET更容易出现疲损和故障。通过对比一段时间内的powerFET故障情况，我们发现用于苛刻环境条件（比如汽车应用）下的装置的ppm故障件。在这种情况下，所形成的电流可能并不是很高，不会使标准保险率要高得多。实地使用五年后，这种差别可达10倍以上。丝熔断并阻止印制电路板上的热失控。尽管一个powerFET可能通过了最初测试，但是在某些条件下，装置中的随机薄弱环节可能导致装置在现场使用中出现故

3、障。实践证明，即使powerFET在规定的工作条件下运行，也会在不同的电阻水平下出现随机、不可预测的阻性短路。阻性模式故障尤其值得关注，这不仅仅是相对于powerFET而言，印制电路板也一样。仅10W的功率就可能产生温度在180摄氏度以上的局部热点，远远高于印制电路板的典型玻璃化转变温度（135摄氏度），造成电路板的环氧结构损坏，并产生热事件。图1说明一个出现故障的powerFET可能并不会产生一个完全短路过电流条件，而是产生阻性短路，通过I2R受热形成不安全的温度条图1：阻性模式下的powerFET故障可能形成不安全的温度条件www.

4、circuitprotection.com一种新的热保护解决方案泰科电子的回流热保护（RTP）器件是一种耐用、可靠的表面安装热料回流温度）将会中断电流，阻止热失控，避免造成重大损坏。保护器，它可防止功率电子器件故障产生热损坏。这种二级热保护如图2和图3所示，当RTP装置在FET附近的电源线上串联时，器件可用于代替汽车设计中常用的冗余powerFET、继电器及大规格它会跟踪FET温度，在缓慢的热失控在电路板上形成破坏性热条件热沉。之前断开电路。当某功率器件故障或板缺陷形成不安全的高温条件时，RTP200器件（在200摄氏度打开，该温度高于

5、正常工作温度，但低于无PB焊图2：RTP器件和powerFET在印制电路板上紧密接触，共用部分安装垫，以形成图3：在缓慢的热失控条件下，RTP200器件会跟踪powerFET温度，在达到200更好的导热性摄氏度时断开电路保护冷却风扇模块，防止其因热失控受损冷却风扇模块是汽车HVAC和发动机冷却系统的一个重要模块，用损，导致powerFET故障。引擎盖下的零部件还可能暴露于液体环境于冷却发动机，防止发动机在特殊条件下（比如高温天气和上陡坡中，出现腐蚀，并在印制电路板上形成局部热点。时）出现过热。图4显示了RTP器件在CFM应用中的设置。

6、一般情况下，CFM模块并不包括能在某些情况下进行板上诊断并自动发出关闭信号的微控制器。所以我们无法通过软件防止powerFET故障，只能通过二级保护防止热失控形成危险的热事件。在某些设计配置中，powerFET直接连接电池（+Vbat）。在这种情况下，即使点火装置已关闭，装置电源仍可能未断开。在出现形成不安全温度的故障事件时，发动机输出的功率不会切断电路，热事件将继续。在大部分汽车冷却风扇应用中，powerFET设在控制模块上，用于图4：RTP器件在CFM应用中的设置方框图根据需要开关风扇电机电源。CFM应用中常用的电机配置有两种：CF

7、M模块通常位于引擎盖下，与乘客厢内的模块相比，它们将面临有刷电机和无刷电机。图5和图6显示了这两种电机及相关电子器件更极端的温度变化。极端温度变化产生的热应力会加速powerFET疲的配置，定义了功率器件故障可能形成不安全热失控条件的敏感区。在此类应用中，RTP器件可防止热失控形成破坏性热事件。RTP器件器、IC、电阻器及其它功率器件故障产生的热失控条件或任何腐蚀形设在应用的敏感区内，当温度超过规定的开路温度时，RTP器件将断成的热条件提供保护。如图5和图6所示，敏感区内的电容器也是可开电路。能造成局部过热的潜在热源。尽管该应用针对的是

8、powerFET，但实际上RTP器件还可针对电容图5：三相无刷直流电机配置图6：有刷直流电机配置安装建议RTP器件与热源之间的热导率在很大程度上取决于印制电路板布局、热沉结构及共位器件的相对位置和设计。用