Tham chiếu lựa chọn điện trở công suất

Nếu việc chọn một điện trở năng lượng phù hợp luôn là một vấn đề khó khăn đối với kỹ thuật điện của chúng tôi, thì đây là một số tài liệu tham khảo cho vấn đề này:
1. Sức mạnh của điện trở
Công suất định mức của một điện trở được định nghĩa là công suất tối đa được phép tiêu thụ bởi điện trở cho hoạt động bình thường liên tục ở nhiệt độ môi trường quy định, giả sử rằng không khí không lưu thông. Nhiệt độ môi trường quy định thường là 25 độ, 70 độ và 125 độ. Cần chỉ ra rằng hoạt động bình thường liên tục của điện trở không chỉ có điện trở không bị hỏng, mà cả sự thay đổi điện trở của điện trở phải nằm trong phạm vi cho phép.
Thông thường chúng ta sử dụng đường cong giảm công suất để mô tả mối quan hệ giữa công suất và nhiệt độ môi trường của điện trở. Nhiệt độ môi trường xung quanh càng cao, khả năng tản nhiệt của điện trở càng hạn chế và công suất càng nhỏ. Khi nhiệt độ môi trường đạt đến giới hạn, điện trở mất khả năng tản nhiệt và năng lượng của nó giảm xuống 0.
2. Phân loại điện trở công suất
Thông thường một điện trở có công suất định mức cao hơn có thể được gọi là điện trở công suất. Theo các mức công suất khác nhau, nó được chia thành các điện trở công suất thấp và điện trở công suất cao. Theo các vật liệu và quy trình khác nhau, các điện trở công suất chủ yếu được chia thành ba loại: điện trở công suất dây, điện trở năng lượng màng và điện trở gốm rắn.
Điện trở công suất dây là điện trở công suất phổ biến nhất. Điện trở dây thường được chế tạo bằng dây điện trở cuộn dây trên đế cách điện gốm. Chúng được đặc trưng bởi quy trình đơn giản, giá kinh tế và sức mạnh của một điện trở duy nhất có thể đạt hơn 3kW. Nhược điểm là kích thước cồng kềnh, độ tự cảm, độ tin cậy kém và chất lượng không đồng đều. Sau đây là một số điện trở công suất dây thông thường: điện trở dây được sơn, điện trở dây có vỏ gốm, điện trở dây đạn hợp kim và điện trở sóng sóng công suất cao.
Điện trở năng lượng màng chủ yếu đề cập đến điện trở công suất phẳng với công nghệ màng dày, thường dựa trên bùn điện trở màng dày được in trên chất nền alumina hoặc nhôm nitride. Loại điện trở này có mật độ công suất cao và không có điện cảm hoặc điện dung, rất phù hợp để sử dụng trong các trường hợp có không gian hạn chế nhưng điều kiện tản nhiệt tốt. Ngoài ra, so với các điện trở dây, điện trở màng có phạm vi điện trở rộng hơn, từ miliohms đến megohms. Điện trở phim cũng có khiếm khuyết. Đầu tiên là khả năng quá tải bị hạn chế và dễ bị hỏng trong các ứng dụng xung năng lượng cao như mạch phóng điện, do đó độ tin cậy không cao. Ngoài ra, các điện trở màng có yêu cầu rất cao đối với điều kiện tản nhiệt và phải thêm bộ tản nhiệt phù hợp để đạt được công suất định mức. Kaibu Electronics đã ra mắt một điện trở năng lượng phẳng dựa trên công nghệ phim điện. Mật độ công suất hoàn toàn phù hợp với điện trở màng dày, và độ tin cậy và tính ổn định của các điện trở được cải thiện. Sau đây là một số điện trở công suất phẳng phổ biến dựa trên công nghệ phim điện.
Quá trình sản xuất điện trở gốm rắn hoàn toàn khác với các điện trở dây và điện trở công suất phẳng. Sau khi các vật liệu điện trở bột được trộn lẫn, chúng được hình thành, thiêu kết ở nhiệt độ cao, xử lý điện cực và cuối cùng được đóng gói và thử nghiệm. Sự khác biệt lớn nhất giữa các điện trở gốm rắn và điện trở dây và điện trở năng lượng phẳng là chúng dẫn điện trong suốt, vì vậy chúng có thể chịu được các tác động năng lượng cao và xung cao, và rất phù hợp để xả năng lượng, như sạc và xả tụ điện. Điện trở gốm rắn là không cảm ứng và rất đáng tin cậy. Chúng được chia thành loại năng lượng và loại xung theo các ứng dụng khác nhau.
3. Những hiểu lầm phổ biến trong việc lựa chọn điện trở điện
(1) Cần phân biệt giữa các ứng dụng công suất cao và xung cao.
Trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như sạc trước pin, sạc và xả tụ điện, bắt đầu giới hạn hiện tại, bảo vệ hồ quang, v.v., điện trở không cần phải hoạt động liên tục trong một thời gian dài với công suất cao, nhưng cần phải chịu được một hoặc nhiều năng lượng xung định kỳ. Điện trở phù hợp nhất cho ứng dụng này là một điện trở chịu xung năng lượng cao, không phải là một điện trở công suất cao. Tất nhiên, việc chọn một điện trở với công suất đủ cao cũng có thể đáp ứng nhu cầu như vậy, nhưng rủi ro tiềm ẩn vẫn tồn tại. Ví dụ, trong một điện trở dây công suất cao, chỉ có dây hợp kim điện trở là phần dẫn điện. Trọng lượng của các dây hợp kim điện trở này chỉ là một phần nhỏ của toàn bộ điện trở. Khi chịu tác động xung cao ngắn hạn, nhiệt không có thời gian được tiến hành thông qua ma trận cách điện và tản nhiệt phụ trợ, do đó, các dây điện trở rất mỏng này cần phải chịu được năng lượng xung, có thể gây ra thiệt hại trực tiếp cho điện trở hoặc rủi ro tiềm ẩn. Nhiều điện trở dây không được thiết kế cho các dịp năng lượng cao và xung cao, do đó tải xung thực tế không được tính đến về vật liệu và quy trình. Sau khi áp dụng cho các mạch xung, nó rất dễ bị hỏng. Các điện trở trước sạc được sản xuất bởi công nghệ điện tử của ngôi sao Thâm Quyến hoàn toàn xem xét các điều kiện làm việc của các xung cao, và các phương pháp điều trị đặc biệt được thực hiện trong cả vật liệu dây kháng và tản nhiệt nhanh chóng.
(2) Không chú ý đến thiết kế tản nhiệt và không gian năng lượng quá thiết bị thiết bị.
Như chúng tôi đã đề cập trước đó, sức mạnh của một điện trở là khả năng tiêu tán nhiệt của nó. Khả năng tản nhiệt của điện trở có thể được cải thiện thông qua thiết kế tản nhiệt hợp lý, chẳng hạn như bố cục hợp lý, lắp đặt tản nhiệt, làm mát không khí, làm mát nước, làm mát dầu, v.v ... Một số điện trở, đặc biệt là điện trở công suất phẳng, phụ thuộc nhiều vào các tạ nhiệt. Một điện trở công suất phẳng đóng gói TO220 có thể có công suất định mức 50W với bộ tản nhiệt hợp lý, nhưng chỉ 1,5W không có tản nhiệt.
Hầu hết các kỹ sư sẽ sử dụng điện trở năng lượng ở mức giảm xếp hạng. Theo tiêu chuẩn quân sự, xếp hạng thường giảm một nửa. Đôi khi, cần giảm thêm để giảm sự phát sinh nhiệt. Tuy nhiên, lượng giảm phải được xem xét kết hợp với môi trường làm việc và điều kiện tản nhiệt. Ví dụ, một điện trở công suất có công suất định mức 750W có thể giảm xuống còn 500W khi bị ảnh hưởng bởi sự tạo nhiệt của các điện trở liền kề, trong khi công suất có thể tăng lên 1000W thông qua làm mát không khí (tốc độ gió 150m/phút).
Khi một điện trở cần được trang bị một tản nhiệt để đạt được công suất định mức danh nghĩa, bảng đặc tả thường sẽ chỉ ra công suất có và không có tản nhiệt. Hãy chắc chắn chú ý đến những khác biệt này khi chọn điện trở công suất.
(3) đánh giá thấp sự tự cảm của điện trở dây
Như chúng ta đã biết, nhược điểm lớn nhất của điện trở Wirewound là sự hiện diện của sự tự cảm. Một điện trở dây điện tự cảm thấp có thể thu được bằng phương pháp cuộn dây không cảm ứng, nhưng nó không hoàn toàn không cảm ứng. Những điện cảm này có thể được bỏ qua trong các mạch với tần suất vài trăm Hertz. Tuy nhiên, các điện trở Wirewound không thể được sử dụng trong các tải trọng tần số cao như thiết bị truyền thông phát sóng. Các điện trở công suất phẳng kiểu màng và điện trở gốm rắn đều có thể cung cấp các đặc điểm không cảm ứng. Độ tự cảm ký sinh của các điện trở này thấp như mức NH. Ví dụ, độ tự cảm loạt của điện trở công suất phẳng đóng gói TO220 được sản xuất bởi Kaibu Electronics là ít hơn 10NH. Trong các ứng dụng tần số cao và xung cao, không chỉ các điện trở được yêu cầu phải có các đặc điểm không cảm ứng, mà chúng còn được yêu cầu phải có các đặc tính kháng xung năng lượng cao. Quá trình cuộn dây không cảm ứng của Shenzhen Shida Electronic Technology Co., Ltd. hoàn toàn có thể tránh được các tác động bất lợi của việc tạo ra không cảm ứng.
(4) Chọn độ chính xác phù hợp
Ở đây chúng tôi chỉ thảo luận về điện trở công suất cho các ứng dụng phi chính xác. Khi chọn điện trở công suất, mặc dù độ chính xác không phải là một chỉ số rất quan trọng đối với hầu hết các ứng dụng, độ chính xác không có nghĩa là được xác định tùy ý. Chúng tôi thường khuyên bạn nên tính đến độ chính xác ban đầu và trôi dạt vào cuối đời, và sau đó chọn độ chính xác dựa trên nguyên tắc của phạm vi rộng. Nguyên tắc của phạm vi chính xác rộng không chỉ có lợi cho tiết kiệm chi phí, mà quan trọng hơn, nó có thể cải thiện độ tin cậy của các điện trở, đặc biệt là đối với các điện trở phim. Điều này là do để đạt được độ chính xác cao hơn, các điện trở màng phải được điều chỉnh và quá trình điều chỉnh điện trở sẽ làm hỏng lớp điện trở, mất năng lượng định mức của điện trở và giảm khả năng quá tải của điện trở. Một số nhà sản xuất điện trở dây sẽ đạt được mục đích điều chỉnh điện trở bằng cách mài dây, điều này sẽ làm giảm công suất quá tải của điện trở ít nhất một nửa. Do đó, vui lòng làm theo nguyên tắc của phạm vi rộng khi chọn độ chính xác của điện trở công suất. Ví dụ, khi độ chính xác của ± 10% có thể đáp ứng các yêu cầu sau khi đánh giá toàn diện, không cần phải chọn độ chính xác là ± 5% hoặc ± 1%.