变频器内置热敏电阻的作用及优势

变频器CPU如何感知本身的温度呢？一般来说，它是通过内置在散热器上的热敏电阻来获得温度信息的。一般热敏电阻采用PTC（见图14-6），PTC是Pos-itive Temperature Coefficient的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。

PTC是一种典型的具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度（居里温度）时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，如图14-7所示。

PTC最重要的特性就是电阻-温度特性（即阻温特性），也就是指在规定的电压下，PTC零功率电阻与电阻体温度之间的依赖关系。

零功率电阻，是指在某一温度下测量PTC电阻值时，加在PTC上的功耗极低，低到因其功耗引起的PTC的阻值变化可以忽略不计。额定零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值。

根据以上分析，PTC一旦开路，就是电阻无穷大，意味着变频器温度过高，因此报“过热故障”就很正常了。

表征变频器PTC的特性除了阻温特性之外，即在不带电情况下测量电阻之外，还可以直接通过变频器内部回路图来测量变频器模块的温度，即利用该变频器的端口来测量IGBT、IPM散热器温度检测信号，幅值范围（比如0～5V）对应实际温度，这样的特性又称PTC的“电压-电流特性“（即伏安特性），如图14-8所示。

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图14-6 变频器用的热敏电阻（PTC）

图14-7 PTC热敏特性

图14-8 PTC的伏安特性

PTC的伏安特性大致可分为3个区域：在0～V_k之间的区域称为线性区，此间的电压和电流的关系基本符合欧姆定律，不产生明显的非线性变化，也称不动作区。在V_k～V_max之间的区域称为跃变区，此时由于PTC的自热升温，电阻值产生跃变，电流随着电压的上升而下降，所以此区也称动作区。在V_D以上的区域称为击穿区，此时电流随着电压的上升而上升，PTC的阻值呈指数型下降，于是电压越高，电流越大，PTC的温度越高，阻值反而越低，很快就导致PTC的热击穿。伏安特性是过载保护PTC的重要参考特性。