Vermogensweerstanden - elektronische onderdelen en functies

De meeste elektronicatoepassingen gebruiken weerstanden met een laag vermogen, meestal een 1/8 watt of minder. Toepassingen zoals voedingen, dynamische remmen, stroomconversie, versterkers en verwarmingen vereisen echter vaak hoge vermogensweerstanden. Over het algemeen zijn hoogvermogenweerstanden weerstanden met een vermogen van 1 watt of meer en zijn ze beschikbaar in het kilowattbereik.

Basis voor Power Resistor

Het vermogen van een weerstand bepaalt hoeveel stroom een weerstand veilig kan verwerken voordat de weerstand blijvende schade begint op te lopen. Het vermogen dat wordt gedissipeerd door een weerstand kan gemakkelijk worden gevonden met de eerste wet van Joule, Power = Voltage x Current. Het vermogen dat wordt gedissipeerd door de weerstand wordt omgezet in warmte en verhoogt de temperatuur van de weerstand. De temperatuur van een weerstand blijft stijgen tot het een punt bereikt waar de warmte die door de lucht, de printplaat en de omgeving wordt verspreid, de gegenereerde warmte in evenwicht brengt. Door de temperatuur van een weerstand laag te houden, wordt schade aan de weerstand voorkomen en kan deze meer stromen verwerken zonder achteruitgang of schade. Het gebruik van een vermogensweerstand die hoger ligt dan het nominale vermogen en de nominale temperatuur kan ernstige gevolgen hebben, zoals een verschuiving in de weerstandswaarde, een verkorting van de levensduur, een open circuit of temperaturen die zo hoog zijn dat de weerstand in brand kan vliegen of omringende materialen in brand kan vatten. Om deze storingsmodi te vermijden, worden vermogensweerstanden vaak afgesteld op basis van verwachte bedrijfsomstandigheden.

Vermogensweerstanden zijn meestal groter dan hun tegenhangers met een lager vermogen. De grotere afmeting helpt warmte af te voeren en wordt vaak gebruikt om montageopties voor heatsinks te bieden. Hoogvermogenweerstanden zijn ook vaak verkrijgbaar in vlamvertragende verpakkingen om het risico op een gevaarlijke storing te verkleinen.

Vermogensweerstand Derating

De wattage van vermogenweerstanden is gespecificeerd bij een temperatuur van 25C. Naarmate de temperatuur van een vermogensweerstand hoger wordt dan 25 ° C, begint het vermogen dat de weerstand kan verwerken de veiligheid te verminderen. Om aan te passen aan de verwachte bedrijfsomstandigheden, bieden fabrikanten een reductietabel die aangeeft hoeveel vermogen de weerstand aankan als de temperatuur van de weerstand stijgt. Omdat 25C een typische kamertemperatuur is, genereert elk vermogen dat door een vermogensweerstand wordt gedissipeerd warmte, terwijl het uitvoeren van een vermogensweerstand op het nominale vermogensniveau vaak erg moeilijk is. Om rekening te houden met de invloed van de bedrijfstemperatuur van de weerstand bieden fabrikanten een vermogensafwijkingscurve om ontwerpers te helpen bij het aanpassen aan beperkingen in de praktijk. Het is het beste om de vermogensverlagingscurve te gebruiken als richtlijn en goed binnen het voorgestelde werkgebied te blijven. Elk type weerstand heeft een andere deratingcurve en verschillende maximale bedrijfstoleranties.

Verschillende externe factoren kunnen van invloed zijn op de vermogensafwijkingscurve van een weerstand. Door geforceerde luchtkoeling toe te voegen, een koellichaam of een betere component te monteren om de warmte te helpen afgeven die door de weerstand wordt gegenereerd, kan een weerstand meer vermogen verwerken en een lagere temperatuur handhaven. Andere factoren werken echter tegen koeling, zoals de behuizing die warmte afgeeft die wordt gegenereerd in de omgeving, nabijgelegen warmte-opwekkende componenten en omgevingsfactoren zoals vochtigheid en hoogte.

Typen High Power Resistors

Verschillende soorten high-power weerstanden zijn beschikbaar op de markt. Elk type weerstand biedt verschillende mogelijkheden voor verschillende toepassingen. Draadgewonden weerstanden komen vaak voor en zijn verkrijgbaar in een groot aantal verschillende vormfactoren, van opbouwmontage, radiaal, axiaal en in chassismontageontwerp voor optimale warmteafvoer. Niet-inductieve draadgewonden weerstanden zijn ook beschikbaar voor hoog gepulseerde stroomtoepassingen. Voor toepassingen met zeer hoog vermogen, zoals dynamisch remmen, zijn nichroom draadweerstanden, ook gebruikt als verwarmingselementen, goede opties, vooral wanneer wordt verwacht dat de belasting honderden tot duizenden watt zal zijn.