大功率電阻的特點(diǎn)及選購(gòu)注意事項(xiàng)
一、大功率電阻選型相關(guān)特點(diǎn):
1、根據(jù)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)來(lái)選型
高頻電路:分布參數(shù)越小越好,應(yīng)選用金屬膜電阻、金屬氧化膜電阻等高頻電阻。
低頻電路:繞線電阻、碳膜電阻都適用。
退耦電路(濾波電路):對(duì)阻值變化沒(méi)有嚴(yán)格要求,任何類電阻器都適用。
功率放大電路、偏置電路、取樣電路:電路對(duì)穩(wěn)定性要求比較高,應(yīng)選溫度系數(shù)小的電阻器。
2、根據(jù)大功率電阻的阻值和誤差選用
阻值選用:原則是所用電阻器的標(biāo)稱阻值與所需電阻器阻值差值越小越好。
誤差選用:時(shí)間常數(shù)RC電路所需電阻器的誤差盡量小。一般可選5%以內(nèi)。對(duì)退耦電路,反饋電路濾波電路負(fù)載電路對(duì)誤差要求不太高。可選10%-20%的電阻器。
3、根據(jù)大功率電阻的極限功率和電壓參數(shù)選型
額定電壓:當(dāng)實(shí)際電壓超過(guò)額定電壓時(shí),即便滿足功率要求,電阻器也會(huì)被擊穿損壞。
額定功率:所選電阻器的額定功率應(yīng)大于實(shí)際承受功率的兩倍以上才能保證電阻器在電路中長(zhǎng)期工作的可靠性。
二、大功率電阻選購(gòu)準(zhǔn)則
根據(jù)所使用材料的不同,大功率電阻可分為合金型(繞線、合金箔)、薄膜型(碳膜、金屬膜)、合成型(合成實(shí)蕊、合成薄膜、玻璃釉)三大類,另外按結(jié)構(gòu)及用途還可作其它的分類。根據(jù)使用要求的不同,優(yōu)選的固定電阻器種類也不相同,當(dāng)選用大功率電阻時(shí)必須注意下列幾項(xiàng)原則:
1、電阻值穩(wěn)定性
若電路功能對(duì)電阻值穩(wěn)定性有較高的要求,例如精密衰減器、采樣分壓電路等,則應(yīng)注意按電阻器的不同負(fù)載條件來(lái)選用。工作于直流負(fù)載時(shí),應(yīng)選擇繞線電阻器、碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、合成膜電阻器、合成實(shí)蕊電阻器的順序優(yōu)選。
合成膜電阻器和合成實(shí)蕊電阻器系列很少發(fā)生開(kāi)路、短路失效,但電阻值不夠穩(wěn)定,對(duì)有容差設(shè)計(jì)的不敏感電路,使用此類電阻器可防止電阻器突發(fā)性失效所造成的裝備失效。因此,在某些可靠度要求高的電路設(shè)計(jì)中,常使用這兩種型式的電阻器。
金屬化膜電阻器系列在直流負(fù)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)逆氧化反應(yīng),而且這種反應(yīng)在濕熱環(huán)境中會(huì)更加嚴(yán)重。當(dāng)電阻器承受交流負(fù)載時(shí),若工作頻率較低,可按繞線電阻器、金屬氧化膜電阻器、金屬膜電阻器、碳膜電阻器、合成膜電阻器及合成實(shí)蕊電阻器系列選用。
當(dāng)工作頻率在幾十千赫以上時(shí),要考慮高頻特性。有些電路設(shè)計(jì)工程人員不管在什么應(yīng)用條件,凡是要求穩(wěn)定性高的電路都選用金屬膜電阻器系列。一般而言,金屬膜電阻器系列薄膜電阻器的漂移為碳膜電阻器系列的三倍。所以,在功率減額應(yīng)用時(shí),碳膜電阻器系列似乎比金屬膜電阻器系列的漂移失效工低。有一種精密合金箔電阻器,兼具金屬膜和繞線兩種電阻器的優(yōu)點(diǎn),電阻值十分穩(wěn)定,而且有很好的頻率特性,當(dāng)工作頻率在5兆赫以下時(shí),基本是一種純電阻,因此常被用作標(biāo)準(zhǔn)電阻使用。
2、工作頻率
電阻器應(yīng)用于交流負(fù)載時(shí),均應(yīng)考慮頻率特性。當(dāng)頻率增高時(shí),由于分布電容、集膚效應(yīng),介質(zhì)損耗電阻體及引線所導(dǎo)致的電感效應(yīng)等因素的影響,電阻值將顯著偏離標(biāo)稱值。繞線電阻器的工作頻率一般不高于50kHz,無(wú)感繞線電阻器的工作頻率則可高達(dá)1MHz以上。
3、負(fù)載特性
電阻值對(duì)于交、直流負(fù)載,均不得大于功率額定值PR 。當(dāng)電阻器使用在環(huán)境溫度Ta大于容許環(huán)境溫度TR時(shí),使用功率P與標(biāo)稱額定功率的關(guān)系為:P=PR(Ta-TR)(Tmax-TR),亦即PR 應(yīng)該減額使用。在脈沖功率下,電阻器峰值功率可能平均功率的幾百倍,主要的限制因素有:A.電壓過(guò)高造成層間擊穿;B.脈沖電流過(guò)大超過(guò)允許的電流密度。電阻器承受脈沖負(fù)載能力的順序?yàn)槔@線電阻器、碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、合成實(shí)蕊電阻器、高壓玻璃釉電阻器。因?yàn)椋谙嗤β释邤?shù)的情況下,碳膜電阻器膜層厚度大于金屬膜電阻器的膜層厚度,所以碳膜電阻器承受脈沖電流的能力比金屬膜電阻器強(qiáng)。
4、電阻值非線性
電阻值非線性又稱為電壓系數(shù),其定義是:在規(guī)定的電壓范圍內(nèi),電壓每改變1V,電阻值的平均相對(duì)變化。任何電阻器多少都有一些非線性,即電壓系數(shù)不為零。只是有的電阻值非線性可忽略,有的較為嚴(yán)重。當(dāng)電壓系數(shù)不為零時(shí),各種電壓的電阻值都不同,這種現(xiàn)象在高電壓負(fù)載時(shí)的影響尤為嚴(yán)重。所以高壓負(fù)載電阻器必須優(yōu)選線性好的電阻器。產(chǎn)生非線性的原因,主要是電阻體存在著分散性結(jié)構(gòu),造成間隙電阻。當(dāng)電壓大于某一特定值后繼續(xù)升高,間隙電阻逐漸下降。當(dāng)電壓升高時(shí),電阻器整體發(fā)熱而產(chǎn)生的電阻值變化與非線性效應(yīng)不同,前者需要一定的時(shí)間才反映出來(lái),后者則是一瞬間的效應(yīng)。在電阻器制造過(guò)程中,若存在內(nèi)部缺陷,則非線性增大,所以可利用此一特性進(jìn)行篩選。按線性要求優(yōu)選的順序?yàn)槔@線電阻器、金屬化膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、碳膜電阻器、高壓玻璃釉電阻器、合成實(shí)蕊電阻器及合成膜電阻器。
5、噪聲
對(duì)于某些高靈敏度的裝備,噪聲系數(shù)是一項(xiàng)重要的指標(biāo),特別是裝備的前級(jí)電路,各零件的噪聲系數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響最大。前級(jí)電路中的電阻器,應(yīng)依噪聲電位按繞線電阻器、金屬氧化電阻器、碳膜電阻器、高壓玻璃釉電阻器、合成膜電阻器及合成實(shí)蕊電阻器的順序選用。另外,還應(yīng)考慮頻率范圍及其它因素
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