功率电阻器 - 电子部件和功能

大多数电子应用使用低功率电阻,通常为1/8瓦或更少。 然而,诸如电源,动态制动器,功率转换,放大器和加热器等应用通常需要高功率电阻。 通常高功率电阻器是额定功率为1瓦或更大的电阻器,可用于千瓦范围。

功率电阻基础

电阻器的额定功率定义了电阻器在开始遭受永久性损坏之前可以安全地处理多少功率。 使用焦耳的第一个定律即电源=电压x电流^ 2,可以很容易地找到电阻的功耗。 电阻器消耗的功率被转换为热量并增加电阻器的温度。 电阻的温度会持续上升,直到达到通过空气,电路板和周围环境散发的热量平衡所产生的热量的程度。 将电阻器的温度保持在低位可避免损坏电阻器,并使其处理更大的电流而不会降级或损坏。 在额定功率和温度以上使用功率电阻可能导致严重后果,包括电阻值发生变化,使用寿命缩短,开路或温度过高,以至于电阻可能着火或着火周围材料。 为避免这些故障模式,功率电阻器通常会根据预期的工作条件降额。

功率电阻通常比功率较低的电阻大。 增加的尺寸有助于散热,通常用于为散热器提供安装选项。 大功率电阻器通常也可用于阻燃封装,以降低危险故障条件的风险。

功率电阻器降额

功率电阻的额定功率是在25℃的温度下指定的。 当功率电阻的温度升高到25℃以上时,电阻可以处理的安全功率开始下降。 为了调整预期的工作条件,制造商提供了一个降额图表,显示了电阻器温度升高时可以处理多少功率。 由于25C是一个典型的室温,任何由功率电阻耗散的功率都会产生热量,因此在额定功率电平下运行功率电阻通常非常困难。 为了说明电阻器的工作温度的影响,制造商提供了功率降额曲线,以帮助设计师调整现实世界的限制。 最好使用功率降额曲线作为指导,并保持在建议的操作区域内。 每种类型的电阻器将具有不同的降额曲线和不同的最大操作容差。

几个外部因素会影响电阻的功率降额曲线。 增加强制空气冷却,散热器或更好的元件安装以帮助消散电阻产生的热量,可使电阻处理更多功率并保持较低的温度。 然而,其他因素对冷却起作用,例如保持周围环境产生的热量,附近的发热部件以及环境因素(例如湿度和高度)。

大功率电阻的类型

市场上有几种类型的高功率电阻器。 每种类型的电阻为不同的应用提供不同的功能。 线绕电阻器是常见的,有多种外形尺寸可供选择,从表面安装,径向,轴向和底盘安装设计,以实现最佳散热。 无感线绕电阻器也可用于高脉冲功率应用。 对于非常高功率的应用,如动态制动,也可用作加热元件的镍铬合金线电阻是很好的选择,特别是当负载预计为几百到几千瓦时。

形状因素