Vad att veta
- Strömmotstånd används i elektronik för att avleda energi genom att styra strömflöde och spänning.
- Effekten för ett motstånd definierar hur mycket effekt ett motstånd säkert kan hantera innan det börjar lida permanent skada.
- De flesta elektronikapplikationer använder lågeffektmotstånd, vanligtvis 1/8 watt eller mindre. Högeffektmotstånd är klassade till 1 watt eller bättre, inklusive kilowattintervall.
Den här artikeln förklarar hur dessa resistorer fungerar och inkluderar en titt på en mängd olika resisttyper.
Power Resistor Basics
Strömmen som förbrukas av ett motstånd kan hittas med Joules första lag (Ström=Spänning x Ström). Den förbrukade effekten omvandlas till värme och ökar temperaturen på motståndet. Temperaturen på ett motstånd fortsätter att stiga tills den når en punkt där värmen som sprids genom luften, kretskortet och den omgivande miljön balanserar den alstrade värmen.
Beroende på vilken effekt som krävs kan en enhet behöva ett högeffektmotstånd för att förhindra överhettning. Att hålla temperaturen på ett motstånd låg är nödvändigt för att hantera större strömmar utan försämring eller skada.
Att driva ett strömmotstånd över dess märkeffekt och temperatur kan resultera i allvarliga konsekvenser, inklusive förändringar i resistansvärde, minskad livslängd, öppna kretsar eller elektriska bränder. För att undvika sådana fel är effektmotstånd ofta nedställd baserat på förväntade driftsförhållanden.
Strömmotstånd är vanligtvis större än sina motsvariga komponenter. Den ökade storleken hjälper till att avleda värme och används ofta för att ge monteringsmöjligheter för kylflänsar. Högeffektmotstånd finns också i flamskyddade förpackningar för att minska risken för ett farligt feltillstånd.
Bottom Line
De flesta elektronikapplikationer använder lågeffektmotstånd, vanligtvis 1/8 watt eller mindre. Tillämpningar som strömförsörjning, dynamiska bromsar, effektomvandling, förstärkare och värmare kräver dock ofta högeffektsmotstånd. I allmänhet är högeffektmotstånd klassade till 1 watt eller mer. Vissa finns i kilowattintervallet.
Power Resistor Derating
Wattvärdet för effektmotstånd är specificerat vid en temperatur på 25C. När temperaturen på ett effektmotstånd klättrar över 25C, börjar kraften som motståndet kan hantera säkert sjunka. För att justera för de förväntade driftsförhållandena tillhandahåller tillverkarna ett nedstämplingsdiagram. Detta nedstämplingsdiagram visar hur mycket effekt motståndet kan hantera när temperaturen på motståndet går upp.
Eftersom 25C är den typiska rumstemperaturen och all effekt som försvinner av ett effektmotstånd genererar värme, är det ofta svårt att köra ett effektmotstånd med dess nominella effektnivå. För att ta hänsyn till effekten av motståndets driftstemperatur tillhandahåller tillverkare en effektnedsättningskurva för att hjälpa designers att anpassa sig till verkliga begränsningar. Det är bäst att använda effektnedsättningskurvan som en riktlinje och hålla sig inom det föreslagna driftområdet. Varje typ av motstånd har olika nedstämplingskurva och olika maximala drifttoleranser.
Flera externa faktorer kan påverka effektnedsättningskurvan för ett motstånd. Genom att lägga till forcerad luftkylning, en kylfläns eller ett bättre komponentfäste för att hjälpa till att avleda värmen som genereras av motståndet kan den hantera mer kraft och bibehålla en lägre temperatur. Men andra faktorer motverkar kylning, såsom kapslingen som håller värmen som genereras i den omgivande miljön, närliggande värmealstrande komponenter och miljöfaktorer som fuktighet och höjd.
Typer av högeffektmotstånd
Varje typ av effektmotstånd erbjuder olika möjligheter för olika motståndstillämpningar. Trådlindade motstånd, till exempel, finns i en mängd olika formfaktorer, inklusive ytmonterade, radiella, axiella och chassimonterade konstruktioner för optimal värmeavledning. Icke-induktiva trådlindade resistorer finns också tillgängliga för applikationer med hög pulseffekt. För applikationer med mycket hög effekt, såsom dynamisk bromsning, är nichromtrådsmotstånd idealiska, särskilt när belastningen förväntas vara hundratals eller tusentals watt. Nichrome trådmotstånd kan också användas som värmeelement.
Vanliga typer av motstånd inkluderar:
- Trådlindade motstånd
- Cementmotstånd
- filmmotstånd
- Metalfilm
- Carbon composite
- Nichrome wire
Olika motståndstyper kan komma i olika formfaktorer som:
- DPAK-motstånd
- Chassimonterade motstånd
- Radiala (stående) motstånd
- Axiella motstånd
- Ytmonterade motstånd
- genomhålsmotstånd
