功率電阻器 - 電子部件和功能

大多數電子應用使用低功率電阻,通常為1/8瓦或更少。 然而,諸如電源,動態制動器,功率轉換,放大器和加熱器等應用通常需要高功率電阻。 通常高功率電阻器是額定功率為1瓦或更大的電阻器,可用於千瓦範圍。

功率電阻基礎

電阻器的額定功率定義了電阻器在開始遭受永久性損壞之前可以安全地處理多少功率。 使用焦耳的第一個定律即電源=電壓x電流^ 2,可以很容易地找到電阻的功耗。 電阻器消耗的功率被轉換為熱量並增加電阻器的溫度。 電阻的溫度會持續上升,直到達到通過空氣,電路板和周圍環境散發的熱量平衡所產生的熱量的程度。 將電阻器的溫度保持在低位可避免損壞電阻器,並使其處理更大的電流而不會降級或損壞。 在額定功率和溫度以上使用功率電阻可能導致嚴重後果,包括電阻值發生變化,使用壽命縮短,開路或溫度過高,以至於電阻可能著火或著火周圍材料。 為避免這些故障模式,功率電阻器通常會根據預期的工作條件降額。

功率電阻通常比功率較低的電阻大。 增加的尺寸有助於散熱,通常用於為散熱器提供安裝選項。 大功率電阻器通常也可用於阻燃封裝,以降低危險故障條件的風險。

功率電阻器降額

功率電阻的額定功率是在25℃的溫度下指定的。 當功率電阻的溫度升高到25℃以上時,電阻可以處理的安全功率開始下降。 為了調整預期的工作條件,製造商提供了一個降額圖表,顯示了電阻器溫度升高時可以處理多少功率。 由於25C是一個典型的室溫,任何由功率電阻耗散的功率都會產生熱量,因此在額定功率電平下運行功率電阻通常非常困難。 為了說明電阻器的工作溫度的影響,製造商提供了功率降額曲線,以幫助設計師調整現實世界的限制。 最好使用功率降額曲線作為指導,並保持在建議的操作區域內。 每種類型的電阻器將具有不同的降額曲線和不同的最大操作容差。

幾個外部因素會影響電阻的功率降額曲線。 增加強制空氣冷卻,散熱器或更好的元件安裝以幫助消散電阻產生的熱量,可使電阻處理更多功率並保持較低的溫度。 然而,其他因素對冷卻起作用,例如保持周圍環境產生的熱量,附近的發熱部件以及環境因素(例如濕度和高度)。

大功率電阻的類型

市場上有幾種類型的高功率電阻器。 每種類型的電阻為不同的應用提供不同的功能。 線繞電阻器是常見的,有多種外形尺寸可供選擇,從表面安裝,徑向,軸向和底盤安裝設計,以實現最佳散熱。 無感線繞電阻器也可用於高脈衝功率應用。 對於非常高功率的應用,如動態制動,也可用作加熱元件的鎳鉻合金線電阻是很好的選擇,特別是當負載預計為幾百到幾千瓦時。

形狀因素