几天前我把我的 PCB 送去制造,但刚刚意识到一个可怕的错误:我需要向一个 5V 电源的 IR LED 发送 70mA,所以我需要一个大约 70ohm 的电阻,这意味着电阻会消耗 350mW力量。
SMD 电阻器封装是 0805。问题是我只能在这个封装中得到一个最大功耗为 125mW 的电阻器:digikey 的 70ohm 125mW
那么我可以得到这个电阻的 3 220ohm 版本并将它们并联堆叠吗?
有没有人试过这个?
在这种情况下我能做什么?
几天前我把我的 PCB 送去制造,但刚刚意识到一个可怕的错误:我需要向一个 5V 电源的 IR LED 发送 70mA,所以我需要一个大约 70ohm 的电阻,这意味着电阻会消耗 350mW力量。
SMD 电阻器封装是 0805。问题是我只能在这个封装中得到一个最大功耗为 125mW 的电阻器:digikey 的 70ohm 125mW
那么我可以得到这个电阻的 3 220ohm 版本并将它们并联堆叠吗?
有没有人试过这个?
在这种情况下我能做什么?
我已经看到堆叠 SMT 电阻器作为一种校正电阻器值的方法。但我还没有将其视为增加额定功率的方法。
两 (2) 个堆叠电阻器确实可以比一 (1) 个电阻器散发更多的热量。但是来自底部电阻器的对流热传递会受到上部电阻器的阻碍,因此堆栈的额定功率将小于 2x 个体 \$P_{stack of 2} < 2P_{individual}\$ 。
您所需的额定功率为 350mW。名义上,您需要 3 个 125mW 电阻器。您可能必须使用更多的电阻器。
这是一次性的还是生产的?如果是生产,请考虑更换电路板。
两个串联,垂直站立:
如果您有垂直空间,您可以将两个电阻串联放置,方法是将它们放在焊盘墓碑样式上并在顶部连接。这很可能与两个原件具有相似的额定功率,并且可能更多,因为电阻器更远离电路板表面。与此相反的是,每个电阻器通过传导到电路板铜线的冷却较少,这是一条重要的冷却路径。
如果您将两个电阻器彼此分开,并且它们之间有一个线桥,则每个电阻器都可以比平放时获得更多的冷却空气。
添加散热器:
有时我在通孔组件上做过类似的事情,效果很好。
我从未见过使用 SMD 电阻器完成它,但通过将垫片铜线焊接到末端来添加“临时”散热器很容易。我希望这会显着增加额定功率。
使用带成型引线的 0.5 瓦 SFR16 通孔电阻器。
额定功率为 0.5 瓦的 SFR16 通孔金属膜电阻器的主体长度为 3.2 毫米 x 1.9 毫米宽,导线可以在主体下方形成,因此它产生的触点可正确安装 0805 焊盘,电阻器以任意数量对齐适应机械情况的方法。
例如,电阻器可以垂直放置,使其高度约为 3.5 毫米,或者水平安装在焊盘上或向外安装到一侧。
SFR16 ~= "1308" 与原始 0805 相比,但引线允许成型以适应任何广泛的焊盘尺寸和身体方向。
一个 0805 = 0.080" x 0.050" =~ 2mm x 1.25mm
SFR16 ~= 0.14 x 0.08 = 3.4 x 1.9 mm
(最初是飞利浦制造的)SFR16 电阻器的物理尺寸与 1/8 瓦典型通孔部件的物理尺寸大致相同,但额定功耗为 0.5 瓦。SFR16 数据表在这里- 3.2 毫米体长
下图表明,对于 SFR16,来自主体和引线的辐射和对流构成了散热系统的重要组成部分。PCB 安装点温度随着引线长度的增加而降低
电阻器可以耗散的固定功率量取决于其最高温度和它可以散发的热量。将两个电阻堆叠在一起几乎不会增加总面积,因此不会有太大帮助。如果您可以将两者并排放置(因此两者都平放在 PCB 上),它们都可以消耗(几乎)其全部额定功率。
但是你真的需要 70 mA 吗?你需要 100% 的时间吗?如果这是用于 IR 通信,“信号开启”的占空比可能为 50% 甚至更低,并且信号开启与信号关闭的比率也可能远低于 50%。如果是这种情况,请检查最大峰值功率,您可能就清楚了。
如果您最终使用的电流小于 70 mA:假设 IR 输出与电流呈线性关系(检查您的数据表,可能不是),在表面上获得相同数量的 IR 光的距离与正方形呈线性关系电流的根,因此将您的 70 mA 减少到假设 20 mA 仅减少 sqrt( 20/70 ) = 0.53
但是:0.07 A * 5 V = 0.350 W,假设 IR LED 中没有功耗。检查您的数据表,但让我们假设 IR LED 下降 ~ 2V,这为电阻器留下 0.07 A x 3 V = 0.210 W。(并且开关元件可能会有所下降,FET?双极晶体管?不要试图让你的微控制器吸收 70mA!)
另外:5 / 70 = 0.070,但这再次假设所有电压都由电阻器下降。回到绘图桌,舒巴姆!
这可能有效。散发的热量通过电阻器周围的空气对流和通过与 PCB 铜的焊接连接的传导而排放到环境中。堆叠电阻会影响对流,但我们不必太担心这一点,因为通过传导路径有更多的热量流失。所以确保你在端子上涂上足够的焊料,你会没事的。
当然,这个解决方案只是手动修复,不能在生产中使用。