Co je dobré vědět
- Výkonové rezistory se v elektronice používají k rozptýlení energie řízením toku proudu a napětí.
- Jmenovitý výkon rezistoru určuje, kolik energie může rezistor bezpečně zvládnout, než začne trpět trvalým poškozením.
- Většina elektronických aplikací používá rezistory s nízkým výkonem, obvykle 1/8 wattu nebo méně. Vysoce výkonné rezistory jsou dimenzovány na 1 watt nebo lepší, včetně rozsahu kilowattů.
Tento článek vysvětluje, jak tyto rezistory fungují, a obsahuje pohled na různé typy rezistorů.
Základy výkonového rezistoru
Výkon rozptýlený rezistorem lze zjistit pomocí prvního Jouleova zákona (výkon=napětí x proud). Ztráta energie se přemění na teplo a zvýší teplotu rezistoru. Teplota rezistoru neustále stoupá, dokud nedosáhne bodu, kdy teplo rozptýlené vzduchem, obvodovou deskou a okolním prostředím vyrovnává generované teplo.
V závislosti na požadovaném příkonu může zařízení potřebovat vysoce výkonný rezistor, aby se zabránilo přehřátí. Udržování nízké teploty odporu je nezbytné pro zvládnutí větších proudů bez degradace nebo poškození.
Provoz výkonového rezistoru nad jeho jmenovitý výkon a teplotu může mít vážné následky, včetně posunů hodnoty odporu, zkrácení provozní životnosti, přerušených obvodů nebo elektrických požárů. Aby se předešlo takovýmto poruchám, jsou výkonové odpory často sníženy na základě očekávaných provozních podmínek.
Výkonové rezistory jsou obvykle větší než jejich protějšky. Zvětšená velikost pomáhá odvádět teplo a často se používá k zajištění možností montáže chladičů. Vysoce výkonné rezistory jsou také k dispozici v sadě zpomalujících hoření, aby se snížilo riziko nebezpečného selhání.
Sečteno podtrženo
Většina elektronických aplikací používá rezistory s nízkým výkonem, obvykle 1/8 wattu nebo méně. Aplikace, jako jsou napájecí zdroje, dynamické brzdy, přeměna energie, zesilovače a ohřívače, však často vyžadují vysoce výkonné rezistory. Obecně jsou vysoce výkonné rezistory dimenzovány na 1 watt nebo vyšší. Některé jsou dostupné v kilowattovém rozsahu.
Snižování výkonu rezistoru
Jmenovitý příkon výkonových rezistorů je specifikován při teplotě 25C. Jakmile se teplota výkonového rezistoru vyšplhá nad 25 C, výkon, který rezistor bezpečně zvládne, začne klesat. Pro přizpůsobení očekávaným provozním podmínkám výrobci poskytují tabulku snížení. Tento graf snížení výkonu ukazuje, kolik energie rezistor zvládne, když teplota rezistoru stoupá.
Vzhledem k tomu, že 25C je typická pokojová teplota a jakýkoli výkon rozptýlený výkonovým odporem generuje teplo, je provoz výkonového odporu na jeho jmenovité úrovni výkonu často obtížný. Aby se zohlednil dopad provozní teploty rezistoru, výrobci poskytují křivku snížení výkonu, která návrhářům pomůže přizpůsobit se reálným omezením. Nejlepší je použít křivku snížení výkonu jako vodítko a zůstat v navrhované provozní oblasti. Každý typ rezistoru má jinou křivku snížení výkonu a různé maximální provozní tolerance.
Křivku snížení výkonu rezistoru může ovlivnit několik vnějších faktorů. Přidání nuceného chlazení vzduchem, chladiče nebo lepšího uchycení součástí, které pomáhá odvádět teplo generované rezistorem, umožňuje zpracovat větší výkon a udržovat nižší teplotu. Proti chlazení však působí další faktory, jako je skříň udržující teplo generované v okolním prostředí, okolní komponenty generující teplo a faktory prostředí, jako je vlhkost a nadmořská výška.
Typy vysoce výkonných rezistorů
Každý typ výkonového rezistoru nabízí různé možnosti pro různé aplikace rezistorů. Například drátové rezistory se dodávají v různých formách, včetně povrchové montáže, radiální, axiální a šasi pro optimální odvod tepla. Pro aplikace s vysokým pulsním výkonem jsou k dispozici také neindukční drátové rezistory. Pro aplikace s velmi vysokým výkonem, jako je dynamické brzdění, jsou ideální odpory z nichromového drátu, zvláště když se očekává zatížení stovek nebo tisíců wattů. Nichromové drátové odpory lze také použít jako topné články.
Mezi běžné typy rezistorů patří:
- Drátové rezistory
- Cementové rezistory
- Filmové rezistory
- Metal film
- Uhlíkový kompozit
- Nichromový drát
Různé typy rezistorů mohou mít různé tvary, například:
- rezistory DPAK
- Rezistory pro montáž na šasi
- Radiální (stojaté) rezistory
- Axiální odpory
- Rezistory pro povrchovou montáž
- odpory s průchozím otvorem
