Силовые резисторы - части и функции электроники

В большинстве применений электроники используются резисторы малой мощности, обычно 1/8-й ватт или меньше. Однако приложения, такие как источники питания, динамические тормоза, преобразователи мощности, усилители и нагреватели, часто требуют мощных резисторов. Как правило, резисторы высокой мощности являются резисторами, которые рассчитаны на нагрузку 1 Вт или более и доступны в диапазоне киловатт.

Основы силового резистора

Мощность резистора определяет, сколько энергии резистор может безопасно обрабатывать, прежде чем резистор начнет испытывать постоянный ущерб. Мощность, рассеиваемая резистором, может быть легко найдена с использованием первого закона Джоуля, Power = Voltage x Current. Мощность, рассеиваемая резистором, преобразуется в тепло и увеличивает температуру резистора. Температура резистора будет продолжать подниматься до тех пор, пока не достигнет точки, где тепло, рассеиваемое через воздух, печатную плату и окружающую среду, уравновешивает генерируемое тепло. Сохранение низкой температуры резистора позволит избежать повреждения резистора и дать ему возможность работать с большими токами без ухудшения или повреждения. Эксплуатация силового резистора выше его номинальной мощности и температуры может привести к серьезным последствиям, включая сдвиг значения сопротивления, снижение срока службы, разомкнутую цепь или температуры настолько высокие, что резистор может загореться или загореться окружающими материалами. Чтобы избежать этих режимов отказа, силовые резисторы часто снижаются, исходя из ожидаемых рабочих условий.

Силовые резисторы обычно больше, чем их младшие коллеги. Увеличенный размер помогает рассеивать тепло и часто используется для установки вариантов монтажа радиаторов. Резисторы высокой мощности также часто доступны в пакетах, защищающих от воспламенения, для снижения риска возникновения опасного отказа.

Снижение мощности резистора

Рейтинг мощности силовых резисторов задается при температуре 25 ° C. Когда температура силового резистора поднимается выше 25 ° C, мощность, с которой резистор может справиться с безопасностью, начинает падать. Чтобы отрегулировать ожидаемые рабочие условия, производители предоставляют диаграмму снижения номинальной мощности, которая показывает, сколько энергии может поддерживать резистор при повышении температуры резистора. Поскольку 25C является типичной комнатной температурой, и любая мощность, рассеиваемая силовым резистором, генерирует тепло, часто работает очень сильный силовой резистор с его номинальным уровнем мощности. Для учета влияния рабочей температуры резисторов производители обеспечивают кривую снижения мощности, чтобы помочь дизайнерам адаптироваться к ограничениям реального мира. Лучше использовать кривую снижения мощности в качестве ориентира и оставаться в пределах предлагаемой рабочей области. Каждый тип резистора будет иметь другую кривую снижения мощности и различные максимальные рабочие допуски.

Несколько внешних факторов могут влиять на кривую ослабления мощности резистора. Добавление принудительного воздушного охлаждения, радиатора или лучшего крепления компонентов, чтобы помочь рассеять тепло, создаваемое резистором, позволит резистору работать с большей мощностью и поддерживать более низкую температуру. Тем не менее, другие факторы не работают против охлаждения, например, при хранении тепла, выделяемого в окружающей среде, вблизи теплогенерирующих компонентов и факторов окружающей среды, таких как влажность и высота.

Типы резисторов высокой мощности

На рынке доступны несколько типов мощных резисторов. Каждый тип резисторов предлагает различные возможности для различных приложений. Резисторы с проволочной обмоткой являются общими и доступны в широком диапазоне форм-факторов, от поверхностного монтажа, радиального, осевого и в конструкции крепежа шасси для оптимального рассеивания тепла. Неиндуктивные резисторы с проволочной обмоткой также доступны для применений с высокой импульсной мощностью. Для применений с очень высокой мощностью, таких как динамическое торможение, резисторы из нихромовых проводов, также используемые в качестве нагревательных элементов, являются хорошими вариантами, особенно если нагрузка ожидается от сотен до тысяч ватт.