Rezystory mocy - części elektroniczne i funkcje

Większość aplikacji elektronicznych wykorzystuje rezystory małej mocy, zazwyczaj 1/8 wata lub mniej. Jednak aplikacje takie jak zasilacze, hamulce dynamiczne, konwersja mocy, wzmacniacze i grzałki często wymagają rezystorów dużej mocy. Ogólnie rzecz biorąc, rezystory wysokiej mocy są rezystorami o wartości 1 wata lub większej i są dostępne w zakresie kilowatogodzin.

Podstawy rezystora mocy

Moc znamionowa rezystora określa, ile mocy może wytrzymać rezystor, zanim rezystor zacznie cierpieć na trwałe uszkodzenie. Moc rozpraszaną przez rezystor można łatwo znaleźć za pomocą pierwszego prawa Joule'a, Power = Voltage x Current. Moc rozpraszana przez rezystor jest konwertowana na ciepło i zwiększa temperaturę rezystora. Temperatura rezystora będzie się podnosić, aż osiągnie punkt, w którym ciepło rozpraszane przez powietrze, płytkę drukowaną i otaczające środowisko równoważy wytwarzane ciepło. Utrzymywanie temperatury rezystora na niskim poziomie pozwoli uniknąć uszkodzenia rezystora i pozwoli na obsługę większych prądów bez degradacji lub uszkodzeń. Działanie rezystora mocy powyżej jego mocy znamionowej i temperatury może spowodować poważne konsekwencje, w tym przesunięcie wartości rezystancji, skrócenie czasu eksploatacji, przerwę w obwodzie lub temperatury tak wysokie, że rezystor może zapalić się lub zapalić otaczające materiały. Aby uniknąć tych trybów awarii, rezystory mocy są często redukowane w oparciu o oczekiwane warunki pracy.

Rezystory mocy są zwykle większe niż ich odpowiedniki o mniejszej mocy. Zwiększony rozmiar pomaga rozproszyć ciepło i często jest używany do zapewnienia opcji montażu radiatorów. Rezystory wysokiej mocy są często dostępne w opakowaniach opóźniających palenie, aby zmniejszyć ryzyko niebezpiecznego uszkodzenia.

Redukcja rezystancji mocy

Moc znamionowa rezystorów mocy jest określona w temperaturze 25 ° C. Gdy temperatura rezystora mocy wzrośnie powyżej 25 ° C, moc, którą może wytrzymać rezystor, zaczyna spadać. Aby dostosować się do spodziewanych warunków pracy, producenci dostarczają wykres obniżania wartości, który pokazuje, ile mocy może wytrzymać rezystor w miarę wzrostu temperatury rezystora. Ponieważ 25C jest typową temperaturą pokojową, a wszelka moc rozpraszana przez rezystor mocy generuje ciepło, to działanie rezystora mocy przy jego znamionowym poziomie mocy jest często bardzo trudne. Aby uwzględnić wpływ temperatury pracy rezystora, producenci zapewniają krzywą obniżania mocy, aby pomóc projektantom dostosować się do rzeczywistych ograniczeń. Najlepiej jest użyć krzywej obniżania mocy jako wskazówki i trzymać się dobrze w sugerowanym obszarze roboczym. Każdy typ rezystora będzie miał inną krzywą obniżania i różne maksymalne tolerancje działania.

Kilka czynników zewnętrznych może wpływać na krzywą obniżania mocy rezystora. Dodanie wymuszonego chłodzenia powietrzem, radiatora lub lepszego montażu części, aby pomóc rozproszyć ciepło generowane przez rezystor, pozwoli rezystorowi radzić sobie z większą mocą i utrzymywać niższą temperaturę. Jednak inne czynniki utrudniają chłodzenie, takie jak obudowa utrzymująca ciepło wytwarzane w otoczeniu, pobliskie elementy wytwarzające ciepło i czynniki środowiskowe, takie jak wilgotność i wysokość.

Rodzaje rezystorów dużej mocy

Kilka rodzajów rezystorów dużej mocy jest dostępnych na rynku. Każdy typ rezystora oferuje różne możliwości dla różnych aplikacji. Rezystory drutowe są powszechne i są dostępne w szerokim zakresie czynników konstrukcyjnych, od montażu powierzchniowego, promieniowego, osiowego i konstrukcji mocowania podwozia w celu optymalnego odprowadzania ciepła. W przypadku zastosowań o wysokiej mocy impulsów dostępne są również rezystory drutowe nieindukcyjne. W przypadku zastosowań o bardzo dużej mocy, takich jak hamowanie dynamiczne, oporniki drutowe z nichromu, stosowane również jako elementy grzejne, są dobrym rozwiązaniem, szczególnie gdy obciążenie ma wynosić od setek do tysięcy watów.