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功率电阻的选取技巧?你get到了吗

2019年10月31日 文章来源:网络整理 热度:151℃ 作者:刘英

第一章 电阻器的功率??????? 电阻器的额定功率定义为在指定环境温度下,假设空气不流通,电阻器连续正常工作允许消耗的最大功率。其中指定环境温度一般为25℃、70℃、125℃。需要特别指出的是,电阻器连续正常工作指的不仅是电阻器不损坏,且要电阻器的阻值变化在允许范围内。???????

通常我们用降功耗曲线来描述电阻器的功率和环境温度的关系。环境温度越高,电阻器散热能力受到限制越大,功率也随之变小。当环境温度达到极限时,电阻器失去散热能力,其功率降为零。


第二章? 功率电阻的分类??????? 通常一个具有较高额定功率的电阻器可被称为功率电阻。按照不同的功率级别分为小功率电阻和大功率电阻。根据材料和工艺的不同,功率电阻主要分为三类:线绕功率电阻,膜式功率电阻,实心陶瓷电阻。?????

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线绕功率电阻是最常见的功率电阻,线绕电阻通常都是在陶瓷绝缘基体上绕制电阻丝制成,其特点是工艺简单,价格经济,单个电阻功率可达3KW以上。缺点是体积笨重,有电感,可靠性差,质量参差不齐。以下为几种常见的线绕功率电阻:

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??????? 膜式功率电阻主要指厚膜技术的平面功率电阻,通常是基于氧化铝或氮化铝基板印刷厚膜电阻浆料,这类电阻的功率密度很高,且无感无容,非常适合在空间有限但散热条件良好的场合使用。另外相比较线绕电阻膜式电阻的阻值范围更宽,从毫欧到兆欧均可提供。膜式电阻也有缺陷,第一是过载能力有限,在放电电路等高能脉冲应用中容易损坏,所以可靠性不高。另外就是膜式电阻对散热条件要求很高,必须加配合适的散热器才能达到额定功率。开步电子推出基于功率薄膜技术的平面功率电阻,在功率密度上完全和厚膜电阻一致,且提高了电阻的可靠性和稳定性。以下为常见的几种基于功率薄膜技术的平面功率电阻。

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??????? 实心陶瓷电阻的制作工艺完全不同于线绕电阻和平面功率电阻。粉状的电阻材料混合后,经成型、高温烧结、电极处理、最后封装测试后制成。实心陶瓷电阻和线绕电阻及膜式平面功率电阻的最大区别在于其通体导电,所以能承受高能高脉冲冲击,非常适合用于能量泄放,如电容器充放电等场合。实心陶瓷电阻无感,可靠性极高,根据不同的应用分为功率型和脉冲型两种。

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第三章 功率电阻的选型过程中常见误区 (1)要区别高功率高脉冲的应用。??????? 在很多应用场合中,如电池组预充电,电容充放电,启动限流,电弧保护等应用中,电阻并不需要在大功率下长时间连续工作,而是需要承受一个或多个周期性的脉冲能量,最适合这种应用场合的是高能抗脉冲类型的电阻,而不是大功率电阻。当然,选择一个足够大功率的电阻也可能会满足这类需求,但潜在的风险依然存在。比如,大功率线绕电阻只有电阻合金丝是导电的部分,这些电阻合金丝的重量相对于整个电阻器而言只占很少的一部分,在受到短时高脉冲冲击的时候,热量没有时间通过绝缘基体和辅助散热器传导出去,所以这些很细的电阻丝本身需要承受一个脉冲能量,这可能导致电阻直接损坏或发生潜在的风险。很多线绕电阻并不是为高能高脉冲场合设计的,所以在材料和工艺上并没有考虑到实际的脉冲负荷,一旦应用于脉冲电路很容易发生故障。目前最流行的高能电阻是无感实心陶瓷电阻,这种电阻在高能抗脉冲的应用中,相比较线绕电阻节约90%以上的空间,同时可靠性提高10倍以上

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(2)不重视散热设计,功率空间预留过度或不足。??????? 在第一章中我们有讲到,电阻器的功率就是它的散热能力。而电阻器的散热能力可以通过合理的散热设计来加以提升,比如合理的布局,加装散热器,风冷,水冷,油冷散热等。有些电阻尤其是平面功率电阻严重依赖于散热器,一个TO220封装的平面功率电阻,在加装合理散热器的情况下其额定功率可达50W,但在不加散热器的情况下其功率只有1.5W。

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