Čo by ste mali vedieť
- Výkonové odpory sa používajú v elektronike na rozptýlenie energie riadením toku prúdu a napätia.
- Výkon rezistora definuje, koľko energie môže rezistor bezpečne zvládnuť, kým sa začne trvalo poškodzovať.
- Väčšina elektronických aplikácií používa rezistory s nízkym výkonom, zvyčajne 1/8 wattu alebo menej. Vysokovýkonné rezistory sú dimenzované na 1 watt alebo lepšie, vrátane rozsahu kilowattov.
Tento článok vysvetľuje, ako tieto rezistory fungujú, a obsahuje prehľad rôznych typov rezistorov.
Základy výkonového rezistora
Výkon rozptýlený rezistorom možno nájsť pomocou prvého Jouleovho zákona (výkon=napätie x prúd). Rozptýlený výkon sa premieňa na teplo a zvyšuje teplotu odporu. Teplota rezistora neustále stúpa, až kým nedosiahne bod, kde teplo rozptýlené vzduchom, obvodovou doskou a okolitým prostredím vyrovná generované teplo.
V závislosti od požadovaného výkonu môže zariadenie potrebovať vysokovýkonný odpor, aby sa zabránilo prehriatiu. Udržiavanie nízkej teploty odporu je nevyhnutné na zvládnutie väčších prúdov bez degradácie alebo poškodenia.
Prevádzka výkonového odporu nad jeho menovitý výkon a teplotu môže mať vážne následky, vrátane posunov v hodnote odporu, zníženej prevádzkovej životnosti, otvorených obvodov alebo elektrických požiarov. Aby sa predišlo takýmto poruchám, výkonové odpory sú často znížené na základe očakávaných prevádzkových podmienok.
Výkonové odpory sú zvyčajne väčšie ako ich náprotivky. Zväčšená veľkosť pomáha odvádzať teplo a často sa používa na poskytovanie možností montáže chladičov. Vysokovýkonné rezistory sú k dispozícii aj v baleniach spomaľujúcich horenie, aby sa znížilo riziko nebezpečného zlyhania.
Zrátané podčiarknutie
Väčšina elektronických aplikácií používa rezistory s nízkym výkonom, zvyčajne 1/8 wattu alebo menej. Aplikácie, ako sú napájacie zdroje, dynamické brzdy, konverzia energie, zosilňovače a ohrievače, však často vyžadujú vysokovýkonné odpory. Vo všeobecnosti sú vysokovýkonné odpory dimenzované na 1 watt alebo viac. Niektoré sú dostupné v kilowattovom rozsahu.
Power Rezistor Derating
Výkon výkonových rezistorov je špecifikovaný pri teplote 25C. Keď sa teplota výkonového rezistora vyšplhá nad 25 C, výkon, ktorý rezistor bezpečne zvládne, začne klesať. Na prispôsobenie sa očakávaným prevádzkovým podmienkam výrobcovia poskytujú tabuľku zníženia výkonu. Tento graf zníženia výkonu ukazuje, koľko energie rezistor zvládne, keď sa jeho teplota zvýši.
Keďže 25 °C je typická izbová teplota a akýkoľvek výkon rozptýlený na výkonovom odpore generuje teplo, prevádzka výkonového odporu pri jeho menovitej úrovni výkonu je často náročná. Aby sa zohľadnil vplyv prevádzkovej teploty rezistora, výrobcovia poskytujú krivku znižovania výkonu, aby pomohli dizajnérom prispôsobiť sa obmedzeniam v reálnom svete. Najlepšie je použiť krivku zníženia výkonu ako usmernenie a zostať v navrhovanej prevádzkovej oblasti. Každý typ odporu má inú krivku zníženia výkonu a rôzne maximálne prevádzkové tolerancie.
Krivku znižovania výkonu rezistora môže ovplyvniť niekoľko vonkajších faktorov. Pridanie núteného chladenia vzduchom, chladiča alebo lepšieho upevnenia komponentov, ktoré pomáhajú odvádzať teplo generované odporom, umožňuje zvládnuť väčší výkon a udržiavať nižšiu teplotu. Proti chladeniu však pôsobia aj iné faktory, ako napríklad kryt, ktorý udržiava teplo generované v okolitom prostredí, blízke komponenty generujúce teplo a faktory prostredia, ako je vlhkosť a nadmorská výška.
Typy vysokovýkonných rezistorov
Každý typ výkonového odporu ponúka rôzne možnosti pre rôzne aplikácie odporu. Napríklad drôtové rezistory sa dodávajú v rôznych formách, vrátane povrchových, radiálnych, axiálnych a šasi pre optimálny odvod tepla. Pre aplikácie s vysokým impulzným výkonom sú k dispozícii aj neindukčné drôtové odpory. Pre aplikácie s veľmi vysokým výkonom, ako je dynamické brzdenie, sú ideálne odpory z nichrómového drôtu, najmä ak sa očakáva zaťaženie stoviek alebo tisícok wattov. Nichrómové drôtové odpory možno použiť aj ako vykurovacie telesá.
Bežné typy rezistorov zahŕňajú:
- Drôtové rezistory
- Cementové odpory
- Filmové rezistory
- Kovová fólia
- Uhlíkový kompozit
- Nichrómový drôt
Rôzne typy rezistorov môžu mať rôzne tvary, ako napríklad:
- rezistory DPAK
- Rezistory pre montáž na šasi
- Radiálne (stojaté) odpory
- Axiálne odpory
- Rezistory pre povrchovú montáž
- Rezistory s priechodným otvorom
