Teljesítményellenállások: elektronikai alkatrészek és funkciók

Ez a cikk elmagyarázza ezeknek az ellenállásoknak a működését, és bemutatja a különféle típusú ellenállásokat.

A teljesítményellenállás alapjai

Az ellenállás által disszipált teljesítmény a Joule-féle első törvény (Teljesítmény = feszültség x áram) segítségével határozható meg. A disszipált teljesítmény hővé alakul, és növeli az ellenállás hőmérsékletét. Az ellenállás hőmérséklete addig emelkedik, amíg el nem éri azt a pontot, ahol a levegőn, az áramköri lapon és a környező környezeten keresztül disszipált hő egyensúlyba hozza a keletkezett hőt.

A szükséges teljesítménytől függően egy eszköznek nagy teljesítményű ellenállásra lehet szüksége a túlmelegedés elkerülése érdekében. Az ellenállás hőmérsékletének alacsonyan tartása szükséges ahhoz, hogy nagyobb áramerősségeket kezelhessenek romlás vagy károsodás nélkül.

A teljesítmény-ellenállás névleges teljesítménye és hőmérséklete feletti működtetése súlyos következményekkel járhat, beleértve az ellenállás értékének eltolódását, csökkentett élettartamot, megszakadt áramköröket vagy elektromos tüzet. Az ilyen hibák elkerülése érdekében a teljesítmény-ellenállásokat gyakran lecsökkentik a várható működési feltételek alapján.

A teljesítményellenállások általában nagyobbak, mint társaik. A megnövelt méret elősegíti a hő elvezetését, és gyakran használják szerelési lehetőségek biztosítására hűtőbordák. A nagy teljesítményű ellenállások lángálló kiszerelésben is kaphatók, hogy csökkentsék a veszélyes meghibásodások kockázatát.

Nagy teljesítmény vs. Kis teljesítményű ellenállások

A legtöbb elektronikai alkalmazás kis teljesítményű ellenállásokat használ, jellemzően 1/8 watt vagy kevesebb. Az olyan alkalmazások azonban, mint a tápegységek, a dinamikus fékek, a teljesítményátalakítás, az erősítők és a fűtőberendezések, gyakran nagy teljesítményű ellenállásokat igényelnek. Általában a nagy teljesítményű ellenállások névleges teljesítménye 1 watt vagy nagyobb. Néhány elérhető a kilowatt tartományban.

Teljesítmény-ellenállás leértékelése

A teljesítmény-ellenállások névleges teljesítménye 25 C-os hőmérsékleten van megadva. Ahogy a teljesítmény-ellenállás hőmérséklete 25 C fölé emelkedik, az ellenállás által biztonságosan kezelhető teljesítmény csökkenni kezd. A várható üzemi feltételekhez való igazodás érdekében a gyártók egy leértékelési táblázatot adnak meg. Ez a leértékelési diagram azt mutatja, hogy az ellenállás mekkora teljesítményt képes kezelni, ha az ellenállás hőmérséklete emelkedik.

Mivel 25 C a tipikus szobahőmérséklet, és a teljesítmény-ellenállás által disszipált teljesítmény hőt termel, a teljesítmény-ellenállást a névleges teljesítményszinten működtetni gyakran nehéz. Az ellenállás üzemi hőmérsékletének hatásának figyelembevétele érdekében a gyártók teljesítménycsökkentési görbét készítenek, amely segít a tervezőknek alkalmazkodni a valós korlátokhoz. A legjobb, ha a teljesítménycsökkentési görbét használja iránymutatásként, és marad a javasolt működési tartományon belül. Minden egyes ellenállás típusa eltérő leértékelési görbével és eltérő maximális működési tűréssel rendelkezik.

Számos külső tényező befolyásolhatja az ellenállás teljesítménycsökkentési görbéjét. Kényszerített léghűtés, hűtőborda vagy jobb alkatrésztartó hozzáadása az ellenállás által termelt hő elvezetéséhez lehetővé teszi, hogy nagyobb teljesítményt tudjon kezelni és alacsonyabb hőmérsékletet tartson fenn. A hűtés ellen azonban más tényezők is hatnak, mint például az, hogy a ház megtartja a keletkező hőt a környezeti környezet, a közeli hőtermelő alkatrészek és a környezeti tényezők, mint a páratartalom és magasság.

A nagy teljesítményű ellenállások típusai

Az egyes típusú teljesítményellenállások különböző képességeket kínálnak a különbözőekhez ellenállás alkalmazások. A huzalellenállások például különféle formájúak, beleértve a felületre szerelhető, radiális, axiális és alvázra szerelhető kialakításokat az optimális hőelvezetés érdekében. Nem induktív huzalos ellenállások is rendelkezésre állnak a nagy impulzusteljesítményű alkalmazásokhoz. Nagyon nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, például dinamikus fékezéshez, a nikrómhuzalos ellenállások ideálisak, különösen akkor, ha a terhelés várhatóan több száz vagy több ezer watt lesz. A nikróm huzalellenállások fűtőelemként is használhatók.

Az ellenállások általános típusai a következők:

• Huzalos ellenállások
• Cement ellenállások
• Filmellenállások
• Fém fólia
• Karbon kompozit
• Nikróm huzal

A különböző típusú ellenállások különböző alaktényezőkkel rendelkezhetnek, például:

• DPAK ellenállások
• Alvázra szerelhető ellenállások
• Radiális (álló) ellenállások
• Axiális ellenállások
• Felületre szerelhető ellenállások
• Átmenő lyukellenállások