在额定功率下使用电阻器

电器工程 力量 电阻器
2022-01-20 06:51:45

标准的 1% 金属膜镀通孔(PTH) 电阻器的额定功率通常为 250 mW。它在什么条件下可以处理这种力量?是否需要特殊的安装预防措施,或者是否将平面安装在 PCB 上,走线为 0.5 毫米?

4个回答

当耗散的能量等于排放到环境中的能量时,电阻器将达到热平衡。要将热量排放到环境中,电阻器的温度必须高于环境温度;温差越大,流动的热量就越多。因此,电阻器可以在低环境温度下消耗更多的功率。额定功率可在 25°C 时指定,并在更高温度下降额。这些厚膜片式电阻器仅从 70°C 开始降额,如下图所示:

在此处输入图像描述

因此,100mW 0603 在 70°C 时仍可耗散这 100mW,但在 100°C 环境温度下不应耗散超过 50mW。

数据表没有给出会影响传导热量的铜布局(焊盘图案和走线宽度)的建议。(SMD 的对流将很低,辐射几乎为零;温度太低了。)将大量铜连接到焊盘可能很诱人,但请确保这不会在焊接中造成麻烦。

在这种情况下,您可能会遇到“降额”一词。例如,为了耗散 200mW 而在设计中内置的 250mW 电阻器会降额 50mW。您通常至少留出一点余量,因为当电阻器变得太热时,它的实际电阻可能会偏离其规定值,并且如果您以指定的最大额定功率运行它,它通常会变得明显发热。

设计中所需的降额量与电路的物理布置有关。它的外壳,是否有气流(或其他冷却剂),组件之间的距离,当然还有电路所有其他部分的预期功耗。这通常称为“热分析”。

当然,真正的答案在数据表中,但通常这种电阻器的额定功率适用于在某些特定温度下(通常为 25°C)下的静止空气。

只有在能保证条件的情况下,才可以在额定功率下使用电阻。例如,如果这是办公室情况下的开放式董事会,那么这可能是可行的。如果它在一个封闭的小盒子里,或者在同一个盒子里有其他东西会消耗大量功率,那么你可能无法满足 25°C 规范。如果盒子有风扇并且将在办公环境中使用,那么您可能可以。

如果电路必须在没有任何主动冷却的情况下在室外工作,那么您无法保证 25°C 规格。在这种情况下,您必须再次查看数据表,看看您需要降低多少功率规格。数据表应给出降额曲线或方程,例如每摄氏度降额 2 mW。假设这个装置几乎可以在户外的任何地方工作,因此可以计算出高达 125°F 的气温,即 52°C。现在加上由于耗散导致的箱内温度升高与外部相比。假设又是 10°C,所以现在电阻器可以看到高达 62°C。添加更多可能会坐在阳光下,所以也许我们将其称为 75°C。因此,现在您已经将 75°C - 25°C = 50°C 上升到高于全功率规格水平。在 2 mW/°C 时,这意味着您必须将电阻器的功率容量降低 100 mW。所以在这个例子中(我只是编造了这些数字,实际值请参见数据表)“1/4 瓦”电阻器只能在 150 mW 下使用。

最重要的是,当您提出可接受的功率值时,如果您关心寿命,请再降低一些。

SMD 元件的耗散值通常会有一个或多个相关说明。这些可能会说,例如
1.“自由空气”/2.安装在双面 FR4 PCB 上,至少有 4 平方厘米的铜/3.当冬季中期被博尔德水坝流出冷却时,或类似情况。散热到 0.5 毫米铜迹线并在 PCB 上平坦可能接近最坏的冷却情况。在考虑其他因素“可能是明智的”之后,降额到计算值的一小部分。

在“边缘”以热方式运行任何组件可能会缩短其在陆地表面的时间。

通常在给定情况下以最大允许值的 50% 运行不是主要问题。如果你需要以最大耗散运行,问问自己你有多确定这真的是它所能看到的最大最大值。