What to Know
- Strømmotstander brukes i elektronikk for å spre energi ved å kontrollere strømflyt og spenning.
- Effekten til en motstand definerer hvor mye kraft en motstand trygt kan håndtere før den begynner å lide permanent skade.
- De fleste elektronikkapplikasjoner bruker motstander med lav effekt, vanligvis 1/8 watt eller mindre. Høyeffektmotstander er vurdert til 1 watt eller bedre, inkludert kilowatt-rekkevidde.
Denne artikkelen forklarer hvordan disse motstandene fungerer og inkluderer en titt på en rekke motstandstyper.
Power Resistor Basics
Kraften som forsvinner av en motstand kan bli funnet ved å bruke Joules første lov (Power=Voltage x Current). Den tapte effekten omdannes til varme og øker temperaturen på motstanden. Temperaturen til en motstand fortsetter å stige til den når et punkt der varmen som spres gjennom luften, kretskortet og omgivelsene balanserer varmen som genereres.
Avhengig av nødvendig effekt, kan en enhet trenge en motstand med høy effekt for å forhindre overoppheting. Å holde temperaturen på en motstand lav er nødvendig for å håndtere større strømmer uten forringelse eller skade.
Betjening av en strømmotstand over nominell effekt og temperatur kan føre til alvorlige konsekvenser, inkludert endringer i motstandsverdi, redusert levetid, åpne kretsløp eller elektrisk brann. For å unngå slike feil blir strømmotstander ofte redusert basert på forventede driftsforhold.
Strømmotstander er vanligvis større enn sine motpartskomponenter. Den økte størrelsen hjelper til med å spre varme og brukes ofte for å gi monteringsmuligheter for kjøleribber. Høyeffektmotstander er også tilgjengelig i flammehemmende pakker for å redusere risikoen for en farlig feiltilstand.
bunnlinjen
De fleste elektronikkapplikasjoner bruker motstander med lav effekt, vanligvis 1/8 watt eller mindre. Imidlertid krever applikasjoner som strømforsyninger, dynamiske bremser, kraftkonvertering, forsterkere og varmeovner ofte høyeffektmotstander. Vanligvis er motstander med høy effekt vurdert til 1 watt eller mer. Noen er tilgjengelige i kilowattområdet.
Power Resistor Derating
Wattverdien til effektmotstander er spesifisert ved en temperatur på 25C. Når temperaturen til en kraftmotstand klatrer over 25C, begynner kraften som motstanden kan håndtere trygt å synke. For å justere for de forventede driftsforholdene gir produsentene et nedstillingsdiagram. Dette nedstillingsdiagrammet viser hvor mye strøm motstanden kan håndtere når temperaturen på motstanden går opp.
Siden 25C er den typiske romtemperaturen, og all kraft som forsvinner av en strømmotstand genererer varme, er det ofte vanskelig å kjøre en strømmotstand på dets nominelle effektnivå. For å ta høyde for virkningen av driftstemperaturen til motstanden, gir produsentene en effektreduksjonskurve for å hjelpe designere med å tilpasse seg begrensninger i den virkelige verden. Det er best å bruke effektreduksjonskurven som en retningslinje og holde seg innenfor det foreslåtte operasjonsområdet. Hver type motstand har en annen reduksjonskurve og forskjellige maksimale driftstoleranser.
Flere eksterne faktorer kan påvirke effektreduksjonskurven til en motstand. Ved å legge til tvungen luftkjøling, en kjøleribbe eller et bedre komponentfeste for å hjelpe til med å spre varmen som genereres av motstanden, kan den håndtere mer kraft og opprettholde en lavere temperatur. Andre faktorer motvirker imidlertid kjøling, for eksempel at kabinettet holder varmen som genereres i det omgivende miljøet, nærliggende varmegenererende komponenter og miljøfaktorer som fuktighet og høyde.
Typer høyeffektmotstander
Hver type strømmotstand tilbyr forskjellige muligheter for forskjellige motstandsapplikasjoner. Trådviklede motstander, for eksempel, kommer i en rekke formfaktorer, inkludert overflatemonterte, radielle, aksiale og chassismonterte design for optimal varmeavledning. Ikke-induktive trådviklede motstander er også tilgjengelige for bruk med høy puls. For applikasjoner med svært høy effekt, som dynamisk bremsing, er nichromtrådmotstander ideelle, spesielt når belastningen forventes å være hundrevis eller tusenvis av watt. Nichrome trådmotstander kan også brukes som varmeelementer.
Vanlige typer motstander inkluderer:
- trådviklede motstander
- sementmotstander
- filmmotstander
- Metalfilm
- Carbon composite
- Nichrome wire
Ulike motstandstyper kan komme i forskjellige formfaktorer som:
- DPAK-motstander
- Chassismonterte motstander
- Radiale (stående) motstander
- aksiale motstander
- Overflatemonterte motstander
- gjennomhullsmotstander
