電力抵抗器：電子部品と機能

この記事では、これらの抵抗器がどのように機能するかを説明し、さまざまな種類の抵抗器について説明します。

パワー抵抗器の基本

抵抗によって消費される電力は、ジュールの最初の法則（電力=電圧x電流）を使用して求めることができます。 消費電力は熱に変換され、抵抗器の温度を上昇させます。 抵抗器の温度は、空気、回路基板、および周囲の環境を介して放散される熱が発生する熱と釣り合うポイントに達するまで上昇し続けます。

必要なワット数によっては、デバイスが過熱を防ぐために高電力抵抗が必要になる場合があります。 劣化や損傷なしに大電流を処理するには、抵抗器の温度を低く保つ必要があります。

定格電力と温度を超えて電力抵抗器を動作させると、抵抗値のシフト、動作寿命の短縮、開回路、電気火災などの深刻な結果を招く可能性があります。 このような障害を回避するために、電力抵抗は、予想される動作条件に基づいてディレーティングされることがよくあります。

電力抵抗器は通常、対応するコンポーネントよりも大きくなります。 サイズを大きくすると、熱を放散するのに役立ち、多くの場合、 ヒートシンク. 危険な故障状態のリスクを低減するために、高出力抵抗器も難燃性パッケージで入手できます。

ハイパワーvs. 低電力抵抗器

ほとんどの電子機器アプリケーションは、通常1/8ワット以下の低電力抵抗を使用します。 ただし、電源、ダイナミックブレーキ、電力変換、増幅器、ヒーターなどのアプリケーションでは、多くの場合、高電力抵抗が必要になります。 一般的に、高出力抵抗器の定格は1ワット以上です。 キロワットの範囲で利用できるものもあります。

電力抵抗器のディレーティング

電力抵抗器のワット数定格は、25℃の温度で指定されています。 電力抵抗器の温度が25℃を超えると、抵抗器が安全に処理できる電力が低下し始めます。 予想される動作条件に合わせて調整するために、メーカーはディレーティングチャートを提供しています。 このディレーティングチャートは、抵抗器の温度が上昇したときに抵抗器が処理できる電力量を示しています。

25℃が一般的な室温であり、電力抵抗器によって放散される電力は熱を発生するため、電力抵抗器を定格電力レベルで動作させることはしばしば困難です。 抵抗器の動作温度の影響を説明するために、メーカーは、設計者が実際の制限に適応するのに役立つ電力ディレーティング曲線を提供しています。 電力ディレーティング曲線をガイドラインとして使用し、推奨される動作領域内にとどまることが最善です。 各 抵抗器の種類 異なるディレーティング曲線と異なる最大動作公差があります。

いくつかの外部要因が、抵抗の電力ディレーティング曲線に影響を与える可能性があります。 抵抗器によって生成された熱を放散するのに役立つ強制空冷、ヒートシンク、またはより優れたコンポーネントマウントを追加すると、抵抗器はより多くの電力を処理し、より低い温度を維持できます。 ただし、エンクロージャーが発生した熱を維持するなど、他の要因が冷却に悪影響を及ぼします。 周囲環境、近くの発熱部品、湿度などの環境要因 高度。

高出力抵抗器の種類

各タイプの電力抵抗器は、さまざまな機能に対してさまざまな機能を提供します 抵抗器アプリケーション. たとえば、巻線抵抗器には、最適な熱放散のための表面実装、ラジアル、アキシャル、およびシャーシマウントの設計など、さまざまなフォームファクタがあります。 非誘導性 巻線抵抗器は、高パルス電力アプリケーションにも使用できます。 ダイナミックブレーキなどの非常に高電力のアプリケーションでは、特に負荷が数百または数千ワットになると予想される場合、ニクロム線抵抗器が理想的です。 ニクロム線抵抗器も発熱体として使用できます。

一般的なタイプの抵抗は次のとおりです。

• 巻線抵抗器
• セメント抵抗器
• フィルム抵抗器
• 金属フィルム
• カーボンコンポジット
• ニクロム線

さまざまな種類の抵抗器には、次のようなさまざまなフォームファクタがあります。

• DPAK抵抗器
• シャーシマウント抵抗
• ラジアル（スタンディング）抵抗器
• 軸方向抵抗器
• 表面実装抵抗器
• スルーホール抵抗器