Что нужно знать
- Мощные резисторы используются в электронике для рассеивания энергии путем управления протеканием тока и напряжением.
- Номинальная мощность резистора определяет, какую мощность резистор может безопасно выдержать, прежде чем он начнет получать необратимые повреждения.
- В большинстве электронных приложений используются маломощные резисторы, обычно 1/8 Вт или меньше. Мощные резисторы рассчитаны на мощность 1 Вт или выше, включая киловаттный диапазон.
Эта статья объясняет, как работают эти резисторы, и включает обзор различных типов резисторов.
Основы мощного резистора
Мощность, рассеиваемая резистором, может быть найдена с помощью первого закона Джоуля (мощность=напряжение x ток). Рассеиваемая мощность преобразуется в тепло и увеличивает температуру резистора. Температура резистора продолжает расти, пока не достигнет точки, при которой тепло, рассеиваемое через воздух, печатную плату и окружающую среду, уравновешивает выделяемое тепло.
В зависимости от требуемой мощности устройству может потребоваться мощный резистор для предотвращения перегрева. Поддержание низкой температуры резистора необходимо для работы с большими токами без ухудшения или повреждения.
Эксплуатация мощного резистора выше его номинальной мощности и температуры может привести к серьезным последствиям, включая сдвиги значения сопротивления, сокращение срока службы, обрыв цепи или возгорание электрооборудования. Чтобы избежать таких сбоев, мощность резисторов часто занижают в зависимости от ожидаемых условий эксплуатации.
Мощные резисторы обычно больше, чем их аналоги. Увеличенный размер помогает рассеивать тепло и часто используется для установки радиаторов. Мощные резисторы также доступны в огнестойких корпусах для снижения риска опасного отказа.
Итог
В большинстве электронных приложений используются маломощные резисторы, обычно 1/8 Вт или меньше. Однако такие приложения, как источники питания, динамические тормоза, преобразователи энергии, усилители и нагреватели, часто требуют мощных резисторов. Как правило, мощные резисторы рассчитаны на мощность 1 Вт или более. Некоторые доступны в киловаттном диапазоне.
Снижение номинальных характеристик силового резистора
Номинальная мощность силовых резисторов указана при температуре 25С. Когда температура силового резистора поднимается выше 25°С, мощность, с которой резистор может безопасно работать, начинает падать. Чтобы приспособиться к ожидаемым условиям эксплуатации, производители предоставляют график снижения номинальных характеристик. Эта диаграмма снижения номинальных характеристик показывает, какую мощность резистор может выдержать при повышении температуры резистора.
Поскольку 25°C является типичной комнатной температурой, и любая мощность, рассеиваемая силовым резистором, генерирует тепло, работа силового резистора на его номинальном уровне мощности часто затруднена. Чтобы учесть влияние рабочей температуры резистора, производители предоставляют кривую снижения мощности, чтобы помочь разработчикам приспособиться к реальным ограничениям. Лучше всего использовать кривую снижения мощности в качестве ориентира и оставаться в пределах рекомендуемой рабочей области. Каждый тип резистора имеет свою кривую снижения номинальных характеристик и разные максимальные рабочие допуски.
Несколько внешних факторов могут повлиять на кривую снижения мощности резистора. Добавление принудительного воздушного охлаждения, радиатора или лучшего крепления компонента для рассеивания тепла, выделяемого резистором, позволяет ему выдерживать большую мощность и поддерживать более низкую температуру. Однако другие факторы препятствуют охлаждению, например, корпус удерживает тепло, выделяемое в окружающей среде, расположенные поблизости компоненты, выделяющие тепло, и факторы окружающей среды, такие как влажность и высота над уровнем моря.
Типы резисторов большой мощности
Каждый тип мощного резистора предлагает различные возможности для различных применений резисторов. Резисторы с проволочной обмоткой, например, бывают различных форм-факторов, в том числе для поверхностного монтажа, радиального, осевого монтажа и монтажа на шасси для оптимального отвода тепла. Неиндуктивные резисторы с проволочной обмоткой также доступны для приложений с высокой импульсной мощностью. Для очень мощных приложений, таких как динамическое торможение, идеально подходят резисторы из нихромовой проволоки, особенно когда ожидается, что нагрузка будет составлять сотни или тысячи ватт. Резисторы из нихромовой проволоки также можно использовать в качестве нагревательных элементов.
Распространенные типы резисторов включают:
- Проволочные резисторы
- Цементные резисторы
- Пленочные резисторы
- Металлическая пленка
- Углеродный композит
- Нихромовая проволока
Различные типы резисторов могут быть разных форм-факторов, например:
- Резисторы ДПАК
- Резисторы для монтажа на шасси
- Радиальные (стоячие) резисторы
- Осевые резисторы
- Резисторы для поверхностного монтажа
- Проходные резисторы
