Toitetakistid: elektroonikaosad ja funktsioonid

See artikkel selgitab, kuidas need takistid töötavad, ja sisaldab ülevaadet mitmesugustest takistitüüpidest.

Toitetakisti põhitõed

Takisti hajutatud võimsuse saab leida kasutades Joule'i esimest seadust (võimsus = pinge x vool). Hajunud võimsus muundatakse soojuseks ja see tõstab takisti temperatuuri. Takisti temperatuur tõuseb, kuni see jõuab punktini, kus õhu, trükkplaadi ja ümbritseva keskkonna kaudu hajuv soojus tasakaalustab tekkivat soojust.

Olenevalt nõutavast võimsusest võib seade vajada ülekuumenemise vältimiseks suure võimsusega takistit. Takisti madala temperatuuri hoidmine on vajalik suuremate vooludega toimetulemiseks ilma halvenemise või kahjustusteta.

Toitetakisti kasutamine üle selle nimivõimsuse ja -temperatuuri võib põhjustada tõsiseid tagajärgi, sealhulgas takistuse väärtuse muutusi, tööea lühenemist, avatud vooluringe või elektrilisi tulekahjusid. Selliste tõrgete vältimiseks vähendatakse võimsustakistid sageli eeldatavate töötingimuste alusel.

Toitetakistid on tavaliselt suuremad kui nende vastaskomponendid. Suurenenud suurus aitab soojust hajutada ja seda kasutatakse sageli paigaldusvõimaluste pakkumiseks jahutusradiaatorid. Suure võimsusega takistid on saadaval ka leegiaeglustavates pakendites, et vähendada ohtliku rikkeseisundi ohtu.

Suure võimsusega vs. Madala võimsusega takistid

Enamik elektroonikarakendusi kasutab väikese võimsusega takisteid, tavaliselt 1/8 vatti või vähem. Sellised rakendused nagu toiteallikad, dünaamilised pidurid, võimsuse muundamine, võimendid ja kütteseadmed nõuavad aga sageli suure võimsusega takisteid. Üldiselt on suure võimsusega takistite nimivõimsus 1 vatt või suurem. Mõned neist on saadaval kilovattides.

Toitetakisti vähenemine

Võimsustakistite nimivõimsus on määratud temperatuuril 25C. Kui võimsustakisti temperatuur tõuseb üle 25C, hakkab takisti ohutult talutav võimsus langema. Oodatavate töötingimustega kohandamiseks esitavad tootjad amortisatsioonitabeli. See vähendamisgraafik näitab, kui palju võimsust takisti suudab taluda, kui takisti temperatuur tõuseb.

Kuna 25C on tüüpiline toatemperatuur ja võimsustakisti poolt hajutatud võimsus tekitab soojust, on võimsustakisti käitamine nimivõimsusega sageli keeruline. Takisti töötemperatuuri mõju arvessevõtmiseks esitavad tootjad võimsuse vähendamise kõvera, mis aitab disaineritel kohaneda tegelike piirangutega. Parim on kasutada võimsuse vähendamise kõverat juhisena ja jääda soovitatud tööpiirkonna piiresse. Iga takisti tüüp sellel on erinev vähendamiskõver ja erinevad maksimaalsed töötolerantsid.

Takisti võimsuse vähendamise kõverat võivad mõjutada mitmed välistegurid. Sundõhkjahutuse, jahutusradiaatori või parema komponendikinnituse lisamine takisti tekitatud soojuse hajutamiseks võimaldab tal taluda rohkem võimsust ja hoida madalamat temperatuuri. Küll aga takistavad jahutamist ka muud tegurid, nagu näiteks korpus, mis hoiab tekkivat soojust seadmes ümbritsev keskkond, läheduses asuvad soojust tekitavad komponendid ja keskkonnategurid, nagu niiskus ja kõrgusel.

Suure võimsusega takistite tüübid

Iga tüüpi toitetakisti pakub erinevatele võimalustele erinevaid võimalusi takisti rakendused. Näiteks traattakistid on saadaval mitmesugustes vormitegurites, sealhulgas pinnakinnitusega, radiaal-, aksiaal- ja šassiikinnitusega konstruktsioonid, mis tagavad optimaalse soojuse hajumise. Mitteinduktiivne traattakistid on saadaval ka suure impulssvõimsusega rakenduste jaoks. Väga suure võimsusega rakenduste jaoks, nagu dünaamiline pidurdamine, on nikroomtraadi takistid ideaalsed, eriti kui eeldatav koormus on sadu või tuhandeid vatti. Kütteelementidena saab kasutada ka nikroomtraadi takisteid.

Levinud takistite tüübid on järgmised:

• Traattakistid
• Tsemenditakistid
• Kiletakistid
• Metallist kile
• Süsinikkomposiit
• Nikroomtraat

Erinevad takistitüübid võivad esineda erinevates vormitegurites, näiteks:

• DPAK takistid
• Šassii-kinnitustakistid
• Radiaalsed (seisvad) takistid
• Aksiaalsed takistid
• Pinnapealsed takistid
• Läbiva auguga takistid