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深入了解电阻的“功率”

信息来源:思科奇电子 发布时间:2018-11-23 浏览次数:

  电阻器 作为一个实体物质,其所能 承受的热量是有限的;超过其限度,阻值会 发生较大的变化,甚至开路。

  电阻器的额定功率:指电阻 在正常气候条件下(如大气压、环境温度等),长时间 连续安全工作可耗散或可承受的最大功率。一般我们取70℃静止自 由空气中为额定功率的最大工作温度点,电阻额定功率记为P70。电阻实际使用时,需要留 有一定的功率余量,建议为 额定功率的一半。
  我们注 意到电阻的额定功率建立在确定的环境条件和在长时间连续安全工作的基础上。在这个过程中,电阻存 在发热和散热两种变化,最终电 阻会达到一个热平衡,并在其 电阻体上建立起恒定的表面温度。该表面 温度高于环境温度,并在电 阻体可接受的范围内(即阻值 波动在允许范围内)。额定功 率就是这么一个单位时间内的热临界值;超过额定功率,那么热平衡时,电阻体 上的表面温度就超出电阻可接受的范围。
  如果我 们能影响电阻的发热与散热能力,就能改 变电阻的额定功率。电阻的 额定功率取决于电阻的几何尺寸、电阻材料的允许温度、基板的热导率、环境条件等。电阻尺寸越大、电阻材 料耐受能力越强、基板的热导率越高,环境温 度越低或有空气流动,那么电 阻的功率就越大。另外,可以通 过安装散热器来改善电阻器的散热能力。当环境温度超过70℃额定功 率最大工作温度点,散热空间被压缩,那么电 阻也必须减少发热量,即降额。当环境 温度接近电阻器允许温度时,此时如果再施加功率,电阻器 的热量将无法正常散出,可能导致电阻烧毁。因此电 阻长时间连续工作时,必须参照降功耗曲线。
  短时间内,电阻的 温度可以高于其允许温度;为了测试其耐受能力,我们通常会施加2-10倍的功率,持续5s,即短时过载测试,考验电阻的过载能力。
  除了额定功率外,电阻在使用过程中,会碰到单个脉冲,或者是 周期性脉冲的情形。为了更好描述此过程,我们引入电阻“最大脉冲功率”概念。
  电阻最大脉冲功率:电阻工 作时所能承受的最大瞬间电压,记作Ppulse;一般Ppulse要远远大于P70。
  在很多情况下,经过电 阻的瞬间电压非常大,持续时间却很短,即电阻 产生的热量非常小。对于单个脉冲来说,单次发热时间很短,散热时 间却是无穷长的,即单个 脉冲的平均功率非常小,但是峰值功率却很大。这个瞬 间的微小热量具有足够大的热能量密度来损坏电阻,使得阻 值发生剧烈变化。

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