通常一個具有較高額定功率的電阻器可被稱為功率電阻。按照不同的功率級別分為小功率電阻和大功率電阻。根據材料和工藝的不同,功率電阻主要分為三類:線繞功率電阻,膜式功率電阻,實心陶瓷電阻。今天咸陽秦華電子就給大家說說功率電阻的選型過程中常見誤區(qū) 。
(1)要區(qū)別高功率和高脈沖的應用。
在很多應用場合中,如電池組預充電,電容充放電,啟動限流,電弧保護等應用中,電阻并不需要在大功率下長時間連續(xù)工作,而是需要承受一個或多個周期性的脈沖能量,最適合這種應用場合的是高能抗脈沖類型的電阻,而不是大功率電阻。當然,選擇一個足夠大功率的電阻也可能會滿足這類需求,但潛在的風險依然存在。比如,大功率線繞電阻只有電阻合金絲是導電的部分,這些電阻合金絲的重量相對于整個電阻器而言只占很少的一部分,在受到短時高脈沖沖擊的時候,熱量沒有時間通過絕緣基體和輔助散熱器傳導出去,所以這些很細的電阻絲本身需要承受一個脈沖能量,這可能導致電阻直接損壞或發(fā)生潛在的風險。很多線繞電阻并不是為高能高脈沖場合設計的,所以在材料和工藝上并沒有考慮到實際的脈沖負荷,一旦應用于脈沖電路很容易發(fā)生故障。目前流行的高能電阻是無感實心陶瓷電阻,這種電阻在高能抗脈沖的應用中,相比較線繞電阻節(jié)約90%以上的空間,同時可靠性提高10倍以上。
(2)不重視散熱設計,功率空間預留過度或不足。
在一章中我們有講到,電阻器的功率就是它的散熱能力。而電阻器的散熱能力可以通過合理的散熱設計來加以提升,比如合理的布局,加裝散熱器,風冷,水冷,油冷散熱等。有些電阻尤其是平面功率電阻嚴重依賴于散熱器,一個TO220封裝的平面功率電阻,在加裝合理散熱器的情況下其額定功率可達50W,但在不加散熱器的情況下其功率只有1.5W。
大部分的工程師都會降額使用功率電阻,依據軍標,通常降額一半,有些時候為了降低發(fā)熱甚至需要進一步的降額使用。但降額多少必須結合工作環(huán)境和散熱條件來考慮,比如一個額定功率為750W的功率電阻在受到臨近電阻發(fā)熱影響時其功率可能降低到500W,而通過風冷散熱(風速150米/分鐘)則可以把功率提升至1000W。
當電阻需要加裝散熱器才能達到標稱額定功率時,一般規(guī)格書上都會標明加配散熱器時的功率和不加配散熱器時的功率。在進行功率電阻選型時一定要注意這些區(qū)別。
(3)對線繞電阻存在的電感估計不足
眾所周知,線繞電阻的最大缺陷就是存在電感,通過無感繞組的方法可以得到一個低電感的線繞電阻,但也并非完全無感,在頻率為幾百赫茲的電路中可以忽略這些電感。但在廣播通訊設備等的高頻負載中就不能再使用線繞電阻了。膜式平面功率電阻和實心陶瓷電阻都可以提供無感的特性,這些電阻的寄生電感低至nH級別,在高頻高脈沖的應用中,不但要求電阻具有無感的特性,同時也要求電阻具有高能抗脈沖的特性,如成本允許,實心陶瓷電阻最為合適。
(4)選擇合適的精度
本文我們僅討論非精密應用的功率電阻。在選擇功率電阻的時候,雖然精度對于大多數的應用并不是很重要的指標,但精度絕不是隨意確認的。通常我們建議綜合考慮初始精度和壽命末期的飄移,然后就寬原則選擇精度。精度就寬原則不僅有利于節(jié)約成本,更重要的是可以提高電阻的可靠性,尤其是對于膜式電阻。這是因為要達到一個較高的精度,膜式電阻都要進行調阻,而調阻的過程會對電阻層產生傷害,會損失電阻的額定能量,降低電阻的過載能力。有些線繞電阻制造商會通過打磨線材來達到調阻的目的,這種做法會使該電阻的過載能力至少降低一半。所以功率電阻的精度選擇請遵循就寬原則,例如當綜合評估后±10%的精度可以滿足要求,就沒有必要選擇±5%或者±1%的精度。