נגדי כוח: חלקים ופונקציות אלקטרוניקה

מאמר זה מסביר כיצד פועלים נגדים אלו וכולל מבט על מגוון סוגי נגדים.

יסודות נגד מתח

ניתן למצוא את ההספק המופץ על ידי נגד באמצעות החוק הראשון של ג'ול (הספק = מתח x זרם). הכוח המתפזר מומר לחום ומגביר את הטמפרטורה של הנגד. הטמפרטורה של הנגד ממשיכה לטפס עד שהיא מגיעה לנקודה שבה החום שמתפזר דרך האוויר, המעגל והסביבה מסביב מאזן את החום שנוצר.

בהתאם להספק הנדרש, ייתכן שמכשיר זקוק לנגד בעל הספק גבוה כדי למנוע התחממות יתר. שמירה על טמפרטורה נמוכה של נגד נחוצה כדי להתמודד עם זרמים גדולים יותר ללא השפלה או נזק.

הפעלת נגד מתח מעל ההספק והטמפרטורה הנקובים שלו עלולה לגרום לתוצאות חמורות, לרבות שינויים בערך ההתנגדות, חיי פעולה מופחתים, מעגלים פתוחים או שריפות חשמליות. כדי למנוע תקלות כאלה, לעתים קרובות מופחתים נגדי הכוח בהתבסס על תנאי ההפעלה הצפויים.

נגדי הספק הם בדרך כלל גדולים יותר מהרכיבים המקבילים שלהם. הגודל המוגדל עוזר לפזר חום והוא משמש לעתים קרובות כדי לספק אפשרויות הרכבה עבור גופי קירור. נגדים בעלי הספק גבוה זמינים גם באריזות מעכבי בעירה כדי להפחית את הסיכון למצב כשל מסוכן.

עוצמה גבוהה לעומת נגדים בעלי הספק נמוך

רוב יישומי האלקטרוניקה משתמשים בנגדים בעלי הספק נמוך, בדרך כלל 1/8 וואט או פחות. עם זאת, יישומים כגון ספקי כוח, בלמים דינמיים, המרת הספק, מגברים ומחממים דורשים לרוב נגדים בעלי הספק גבוה. בדרך כלל, נגדים בעלי הספק גבוה מדורגים ב-1 וואט או יותר. חלקם זמינים בטווח קילוואט.

הורדת נגד כוח

דירוג ההספק של נגדי הספק מצוין בטמפרטורה של 25C. כאשר הטמפרטורה של נגד כוח מטפסת מעל 25C, הכוח שהנגד יכול להתמודד איתו בבטחה מתחיל לרדת. כדי להתאים את תנאי ההפעלה הצפויים, היצרנים מספקים טבלת ירידה. תרשים ירידה זה מראה כמה כוח הנגד יכול להתמודד עם הטמפרטורה של הנגד עולה.

מכיוון ש-25 מעלות צלזיוס היא טמפרטורת החדר האופיינית, וכל כוח שמתפזר על ידי נגד מתח יוצר חום, הפעלת נגד מתח ברמת ההספק הנקוב שלו היא לרוב קשה. כדי לקחת בחשבון את ההשפעה של טמפרטורת הפעולה של הנגד, היצרנים מספקים עקומת הפחתת הספק כדי לעזור למעצבים להסתגל למגבלות בעולם האמיתי. עדיף להשתמש בעקומת הפחתת ההספק כקו מנחה ולהישאר באזור ההפעלה המוצע. כל אחד סוג של נגד בעל עקומת ירידה שונה וסובלנות פעולה מקסימלית שונה.

מספר גורמים חיצוניים יכולים להשפיע על עקומת הפחתת ההספק של נגד. הוספת קירור אוויר מאולץ, גוף קירור או תושבת רכיב טובה יותר כדי לסייע בפיזור החום שנוצר על ידי הנגד מאפשרת לו להתמודד עם יותר כוח ולשמור על טמפרטורה נמוכה יותר. עם זאת, גורמים אחרים פועלים נגד קירור, כגון המתחם שומר על החום שנוצר ב- סביבת הסביבה, רכיבים המייצרים חום בקרבת מקום, וגורמים סביבתיים כגון לחות ו גוֹבַה.

סוגי נגדים בעלי הספק גבוה

כל סוג של נגד כוח מציע יכולות שונות עבור שונה יישומי נגד. נגדים מפותלים בחוט, למשל, מגיעים במגוון גורמי צורה, כולל עיצובים להרכבה על פני השטח, רדיאלי, צירי ועיצובי תושבת שלדה לפיזור חום אופטימלי. לא אינדוקטיבי נגדים מפותלים תיל זמינים גם עבור יישומי הספק גבוה. עבור יישומים בעלי הספק גבוה מאוד, כגון בלימה דינמית, נגדי תיל ניכרום הם אידיאליים, במיוחד כאשר העומס צפוי להיות מאות או אלפי וואט. נגדי חוטי ניכרום יכולים לשמש גם כגוף חימום.

סוגים נפוצים של נגדים כוללים:

• נגדים מפותלים
• נגדי מלט
• נגדי סרט
• סרט מתכת
• פחמן מרוכב
• חוט ניכרום

סוגי נגדים שונים עשויים לבוא בגורמי צורה שונים כגון:

• נגדי DPAK
• נגדים לתלייה שלדה
• נגדים רדיאליים (עומדים).
• נגדים צירים
• נגדים להרכבה על פני השטח
• נגדים דרך חורים