ตัวต้านทานการเคลือบฟิล์มรูโลหะ(PTH) มาตรฐาน 1% มักจะถูกจัดอันดับที่ 250 mW ภายใต้เงื่อนไขใดที่มันสามารถรองรับพลังงานได้? จำเป็นต้องมีข้อควรระวังในการติดตั้งพิเศษหรือไม่หรือจะติดตั้งแบนบน PCB โดยมีร่องรอย 0.5 มม.
คำตอบ:
ตัวต้านทานจะถึงสมดุลความร้อนเมื่อพลังงานที่กระจายไปเท่ากับพลังงานที่ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม ในการระบายความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมอุณหภูมิของตัวต้านทานจะต้องสูงกว่าของสภาพแวดล้อม ความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงกว่าความร้อนจะไหลมากขึ้น ดังนั้นตัวต้านทานสามารถกระจายพลังงานได้มากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ กำลังไฟพิกัดอาจระบุที่ 25 ° C และหาค่าได้ที่อุณหภูมิสูง ตัวต้านทานชิปแบบฟิล์มหนาเหล่านี้มาจาก 70 ° C ดังแสดงในกราฟต่อไปนี้:
0603 100mW ดังนั้นยังสามารถกระจาย 100mW เหล่านี้ที่ 70 ° C แต่ไม่ควรกระจายมากกว่า 50mW ที่อุณหภูมิ 100 ° C
แผ่นข้อมูลไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับรูปแบบทองแดง (รูปแบบที่ดินและความกว้างของการติดตาม) ซึ่งจะมีผลต่อความร้อนที่เกิดขึ้น (การพาความร้อนจะต่ำสำหรับ SMD และการแผ่รังสีเกือบเป็นศูนย์อุณหภูมินั้นต่ำเกินไปสำหรับมัน) มันอาจดึงดูดให้มีการเชื่อมต่อกับแผ่นทองแดงจำนวนมาก แต่ให้แน่ใจว่าสิ่งนี้จะไม่ทำให้เกิดปัญหาในการบัดกรี
คุณอาจพบคำว่า 'derating' ในสถานการณ์นี้ ตัวอย่างเช่นตัวต้านทาน 250mW สร้างขึ้นในการออกแบบเพื่อแยกความแตกต่าง 200mW นั้นมาจาก 50mW โดยทั่วไปแล้วคุณจะปล่อยให้ขอบอย่างน้อยเพราะความต้านทานที่แท้จริงของตัวต้านทานอาจหายไปจากค่าที่ระบุเมื่อมันร้อนเกินไปและโดยทั่วไปจะร้อนขึ้นถ้าคุณใช้งานที่ระดับพลังงานสูงสุดตามที่กำหนด
จำนวน Derating ที่ต้องการในการออกแบบนั้นเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงทางกายภาพของวงจร ไม่ว่าจะมีการไหลของอากาศ (หรือสารหล่อเย็นอื่น ๆ ) ส่วนประกอบที่อยู่ใกล้กันและแน่นอนการกระจายพลังงานที่คาดหวังของส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดของวงจรด้วย สิ่งนี้เรียกว่า 'การวิเคราะห์เชิงความร้อน'
แน่นอนคำตอบที่แท้จริงอยู่ในแผ่นข้อมูล แต่โดยทั่วไปแล้วอัตราการใช้พลังงานของตัวต้านทานดังกล่าวสำหรับอากาศนิ่งที่อุณหภูมิที่กำหนดบางอย่างมักจะ 25 ° C
คุณสามารถใช้ตัวต้านทานที่ได้รับการจัดอันดับพลังงานเท่านั้นถ้าคุณสามารถรับประกันเงื่อนไข ตัวอย่างเช่นหากนี่เป็นบอร์ดเปิดในสถานการณ์สำนักงานนั่นอาจเป็นไปได้ หากอยู่ในกล่องปิดขนาดเล็กหรือมีสิ่งอื่นกระจายอำนาจที่สำคัญในกล่องเดียวกันดังนั้นคุณอาจไม่ตรงตามข้อกำหนด 25 ° C หากกล่องมีพัดลมและจะใช้ในสภาพแวดล้อมที่ทำงานคุณอาจทำได้
หากวงจรต้องทำงานกลางแจ้งโดยไม่มีการระบายความร้อนใด ๆ คุณไม่สามารถรับประกันข้อมูลจำเพาะ 25 ° C ในกรณีดังกล่าวคุณต้องดูในแผ่นข้อมูลอีกครั้งและดูว่าคุณต้องตรวจสอบข้อมูลจำเพาะพลังงาน แผ่นข้อมูลควรให้เส้นโค้งหรือสมการกำลังมาเช่นเช่น 2 mW ต่อองศา C เป็นต้น สมมติว่ายูนิตนี้ทำงานได้ทุกที่นอกบ้านดังนั้นอุณหภูมิอากาศที่สูงถึง 125 ° F นั้นเป็นไปได้ซึ่งจะออกมาที่ 52 ° C ตอนนี้เพิ่มสิ่งที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอยู่ในกล่องเมื่อเทียบกับนอกเนื่องจากการกระจาย สมมุติว่านั่นคืออีก 10 ° C ดังนั้นตอนนี้ตัวต้านทานสามารถดูได้สูงถึง 62 ° C เพิ่มอีกหน่อยสำหรับการนั่งบนดวงอาทิตย์ดังนั้นเราอาจจะเรียกมันว่า 75 ° C ตอนนี้คุณมีอุณหภูมิ 75 ° C - 25 ° C = 50 ° C สูงกว่าระดับพลังงานเต็มกำลัง ที่ 2 mW ต่อ° C นั่นหมายความว่าคุณต้องลดกำลังการผลิตของตัวต้านทาน 100 mW ดังนั้นในตัวอย่างนี้ (ฉันเพิ่งสร้างตัวเลขเหล่านี้ดูแผ่นข้อมูลสำหรับค่าจริง) ตัวต้านทาน "1/4 วัตต์" สามารถใช้งานได้ที่ 150 mW เท่านั้น
เหนือสิ่งอื่นใดเขาคำตอบที่ดีเมื่อคุณคิดค่าพลังที่ยอมรับได้ให้หาคำตอบเพิ่มเติมหากคุณใส่ใจเรื่องอายุการใช้งาน
ค่าการกระจายสำหรับส่วนประกอบ SMD มักจะมีบันทึกย่อที่เกี่ยวข้องอย่างน้อยหนึ่งรายการ สิ่งเหล่านี้อาจพูดได้เช่น
1. "อากาศอิสระ" / 2 ติดตั้งบน PCB FR4 สองด้านที่มีทองแดงอย่างน้อย 4 ตารางเซนติเมตร / 3 เมื่อระบายความร้อนด้วยการไหลของเขื่อนโบลเดอร์ในกลางฤดูหนาวหรือคล้ายกัน ความร้อนที่จมลงไปในรอยทองแดง 0.5 มม. และแบนบน PCB น่าจะใกล้เคียงกับกรณีที่แย่ที่สุดสำหรับการระบายความร้อน เศษส่วนของค่าที่คำนวณได้หลังจากปัจจัยอื่น ๆ ถูกพิจารณาว่า "น่าจะฉลาด"
การใช้ส่วนประกอบใด ๆ "บนขอบ" ที่มีความร้อนจะต้องทำให้วันนั้นยาวนานน้อยลงบนพื้นดิน
โดยปกติแล้วจะทำงานที่ 50% ของมูลค่าสูงสุดที่อนุญาตในสถานการณ์ที่กำหนดไม่ใช่ปัญหาหลัก หากคุณจำเป็นต้องวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดให้ถามตัวเองว่าคุณแน่ใจได้หรือไม่ว่านี่คือจำนวนสูงสุดจริง ๆ ที่เคยได้รับ