Điện trở 125 mW chịu sự phân tán 600 mW trong hệ thống an toàn chuyên nghiệp

Sơ đồ dưới đây là mạch đầu vào của PCB báo hiệu, mà chúng tôi mua từ một trong những nhà cung cấp hệ thống phát hiện cháy của chúng tôi. PCB cho biết phải được xây dựng thành một bảng sơ tán địa lý cho phép lính cứu hỏa nhìn thấy khu vực nào của tòa nhà đã bắt đầu hỏa hoạn và đó là một phần của hệ thống an toàn.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Đèn LED hiển thị thực sự là đèn LED hồng ngoại của bộ ghép quang (cần thiết cho lý do từ chối chế độ chung). Mỗi khu vực phát hiện cháy có một đầu vào như vậy. Đầu ra của bộ ghép quang được đưa vào MCU Atmel nơi chúng được xử lý để chiếu sáng một số đèn LED nhất định trên sơ đồ tầng của tòa nhà. Trong trường hợp không có bất kỳ tín hiệu đầu vào nào, MCU sẽ đặt lại tất cả các đèn LED trên bảng điều khiển.

Điện trở 820 ohm là một loại SMD, và từ kích thước của nó, tôi ước tính nó là gói 0805 và do đó nó được đánh giá là 125mW. Tài liệu từ nhà cung cấp của chúng tôi tuyên bố phạm vi điện áp đầu vào là từ 2.2 đến 24V. Đây là theo thiết kế, để hỗ trợ nhiều thương hiệu máy tính phát hiện cháy. Không phải tất cả, nhưng một số hệ thống thực sự xuất ra 24V. Theo tính toán của riêng tôi, điện trở tiêu tán khoảng 600mW ở đầu vào 24V, giả sử tổng điện áp chuyển tiếp là 1.9V cho cả diode và LED. Trên thực tế, áp dụng 24V ở đầu vào chỉ trong 5 giây làm cho điện trở nóng lên đến mức bạn không thể chạm vào nó. Tại thời điểm này, dòng điện đầu vào khoảng 26 mA. Vì tôi không có nhiều kinh nghiệm với các linh kiện của SM, đã hết điện tử trong nhiều năm, tôi cần biết liệu có bất kỳ rủi ro nào mà điện trở sẽ bị cháy không,

Khoảnh khắc dịch vụ chữa cháy có thể nhìn thấy bảng điều khiển trung bình được phát hiện lần đầu + 15 phút. Điều này có nghĩa là các điện trở trong các đầu vào được kích hoạt sẽ phải chịu các điều kiện đó trong ít nhất 15 phút, ở các khu vực đông dân cư. Ở những vùng nông thôn có ít nhân viên cứu hỏa, điều này có thể còn lâu hơn nữa.

Câu trả lời có thẩm quyền, hoặc liên kết đến chúng, được đánh giá cao.

Hình ảnh của một bảng địa lý:

Hình ảnh của bảng với mạch đầu vào:

Có tám mạch đầu vào giống hệt nhau. Tôi đã thêm văn bản "820 ohm" bên dưới một trong các điện trở. Bên trái của điện trở này là diode, bên trên và bên trái là bộ cách ly quang. Nó là một thiết bị 4 pin với mã 824.

Nhìn rất cận cảnh của điện trở trong câu hỏi:

Từ dữ liệu bạn cung cấp, đây thực sự có vẻ là một thiết kế tồi. Tôi cũng nhận được khoảng 600 mW tản trong R1 trong mạch bạn hiển thị.

Việc điện trở đang trở nên rất nóng là bằng chứng trực tiếp cho thấy nó đang tiêu tan năng lượng đáng kể cho kích thước của nó, nhưng không nhất thiết là quá nhiều. Điện trở có thể chạy vô thời hạn mà không gây hại ở nhiệt độ sẽ làm bỏng ngón tay của bạn. Một bài kiểm tra ngón tay không thực sự cho bạn biết liệu nó đang tiêu tan chỉ trong giới hạn, hoặc vượt qua nó.

Một khả năng là mạch không như bạn hiển thị. Có lẽ có một cái gì đó khác đang diễn ra mà không dễ dàng nhìn thấy từ bên ngoài bảng. Một thử nghiệm tốt sẽ là đo điện áp thực tế trên điện trở. Điều đó cùng với nhãn trên điện trở sẽ cho bạn một câu trả lời dứt khoát về mức độ tiêu tán của nó.

Lưu ý rằng điện trở 0805 được dán nhãn 3 hoặc 4 chữ số. Đây là một định dạng dấu phẩy động với chữ số cuối cùng là số mũ của 10 và các chữ số trước đó là mantissa. Một điện trở 5% 820 will sẽ được dán nhãn "821", có nghĩa là 82 x 10 ¹ = 820.

Công suất tiêu tán bởi một điện trở là bình phương của điện áp trên nó chia cho điện trở. Trong các đơn vị chung,

Do đó, điện áp gây ra sự tiêu tán cụ thể là

Ở 125 mW, điện trở 820 will sẽ có

Băng qua nó.

Nếu điện trở thực sự là 820, thực sự chỉ tốt cho 125 mW và có hơn 10 V trên đó, thì có, đây là một thiết kế thiếu sót. Từ dữ liệu bạn đã cung cấp cho chúng tôi, những tiền đề này dường như là sự thật.

Nếu hóa ra điện trở thực sự bị quá tải, thì có lẽ điều đã xảy ra là thiết bị ban đầu được thiết kế cho điện áp thấp hơn. Ai đó nhận ra rằng họ đã bỏ lỡ quá nhiều thị trường bằng cách không hỗ trợ điện áp cao hơn. Bất cứ ai được cho là kiểm tra điều này trong kỹ thuật hoặc là không, nói chung là không đủ năng lực, hoặc chỉ bỏ lỡ điều này.

Tất nhiên tại sao nó như thế này không quan trọng với bạn. Bạn hoàn toàn cần phải từ chối hệ thống này. Hiện tại, chỉ có một số công ty khác đưa sản phẩm xấu vào lĩnh vực này. Nếu bạn kết hợp điều đó vào hệ thống của mình, bạn đang đặt một sản phẩm tồi vào lĩnh vực này và sở hữu trách nhiệm pháp lý, và danh tiếng của bạn sẽ bị tổn hại.

Mặc dù bạn chắc chắn không muốn sử dụng sản phẩm này (một lần nữa, giả sử mọi thứ thực sự đúng như bạn nói), kết quả là thiết bị rất khó có thể bắt lửa. Các điện trở quá tải như vậy thường sẽ chỉ bị cháy và không mở được. Không có đủ thứ dễ cháy xung quanh để gây ra hỏa hoạn. Tuy nhiên, điện trở có thể cháy và mở trước khi lính cứu hỏa đến, cung cấp cho họ thông tin sai về nơi xảy ra hỏa hoạn. Đó là mối nguy hiểm thực sự của hệ thống này. Hoặc, hệ thống có thể chốt thông tin cho đến khi thiết lập lại thủ công, do đó không có triệu chứng nào trong sự cố đầu tiên. Tuy nhiên, bây giờ kênh đó đã bị hỏng và sẽ không đáp ứng với các đám cháy trong tương lai ở khu vực đó. Điều đó rõ ràng cũng rất tệ.

Thực hiện đo điện áp và chỉ ra mối quan tâm của bạn với nhà sản xuất. Có thể đáng để nghe những gì họ nói, nhưng nó sẽ phải là một điều gì đó thực sự tốt cho tôi để tin tưởng vào sản phẩm của họ một lần nữa. Hãy nhớ rằng với các kỹ sư điện, giống như với bất kỳ nhóm người lớn nào, có những người thực sự giỏi ở đầu cuối, phần lớn đủ ở giữa và không đủ năng lực ở phía dưới. Chắc chắn có những sản phẩm được thiết kế không hoàn hảo ngoài kia. Bạn có thể đã tìm thấy một.

Chà, bạn đang đoán rất nhiều thứ, nhưng bạn có vẻ rất chắc chắn rằng một điện trở 0805, mà bạn nghĩ là những thứ này, được đánh giá là 125mW.

Có điện trở 0805 (ở 70 ° C) 0805. Tất nhiên chúng sẽ chạy rất nóng, nhưng chúng được thiết kế để làm điều đó. Trong giá trị bạn có, nhiều khả năng là tối đa 500mW ở 70 ° C. Hoặc có lẽ được đánh giá thấp hơn, nhưng sẽ không có sự khác biệt rõ ràng.

Cá nhân tôi sẽ không cảm thấy thoải mái trong tình huống cụ thể này khi chạy các bộ phận thậm chí gần đặc điểm kỹ thuật in của chúng, nhưng trên thực tế, các bộ phận gắn trên bề mặt rất nhạy cảm với các chi tiết PCB - từ các thử nghiệm, một phần rất nhỏ có thể tiêu tan rất nhiều năng lượng (tương tự như lớn hơn nhiều một phần) nếu được gắn trên một mặt phẳng mặt đất. Một phần rất lớn trên một bảng một mặt có dấu vết mỏng có thể chạy nóng hơn một phần 0603 với chì béo, mặt phẳng đất, v.v.

Tôi không thấy bất kỳ sự dư thừa nào trong mạch này vì vậy bất kỳ loại lỗi đơn điểm nào - opto, dây dẫn đến thiết bị, điện trở, diode có thể gây ra lỗi không nhận ra tín hiệu vì vậy điều này không được coi là nghiêm trọng về an toàn thiết kế thiết bị trong một chút.

(Chỉnh sửa: Tôi có một đề nghị - rằng bạn xác nhận rằng đầu vào thực sự được đánh giá ở mức 24 V DC. Công suất tiêu thụ với 24VAC sẽ bằng khoảng một nửa so với đầu vào 24VDC.- bạn có thể đưa ra nhận xét này trong một nhận xét )

Ở phía bên kia của phương trình, nếu điện áp được đề cập đến từ một ngân hàng pin dự phòng, '24VDC' có thể giống như 28VDC, điều này sẽ làm tăng đáng kể sự tiêu hao năng lượng - đến hơn 850mW. Các điện trở gần nhau nên chúng sẽ làm nóng lẫn nhau.

Đừng nâng cao điều này với nhà cung cấp.

Điện trở mục đích chung điển hình thường là loại màng dày .

Loại điện trở này không được thiết kế để quá tải trong thời gian dài (thực tế là không có), nhưng tác dụng của việc quá áp bộ phận nhiệt (thông qua quá nhiều năng lượng) là để thay đổi điện trở xuống trong giai đoạn ban đầu:

( Nguồn )

Trong loại mạch này, nơi điện áp chuyển tiếp của LED và diode sẽ không thay đổi đáng kể đối với những thay đổi của dòng điện (đối với một diode silicon là 60mV mỗi thập kỷ của dòng điện), điều đó sẽ làm tăng dòng điện trong mạch gần với điện áp không đổi trên điện trở trong giai đoạn này dẫn đến nhiều nhiệt hơn trong phần. Điều này có thể hình dung gây ra một cuộc chạy trốn nhiệt .

Không biết nó có bị cháy hay không (nhưng rất có thể nếu nó phải chịu loại quá tải này liên tục), nhưng nó chắc chắn sẽ có tuổi thọ ngắn hơn (thường được nêu ở 25C mặc dù một số xếp hạng độ bền ở nhiệt độ định mức); thật vậy, việc tăng nhiệt độ của thiết bị để cố tình gây ra lỗi là một thử nghiệm phổ biến đối với các nhà sản xuất khi tỷ lệ thất bại tăng theo cấp số nhân khi nhiệt độ tăng.

Quá trình này được các nhà sản xuất sử dụng để dự đoán tuổi thọ hữu ích của các bộ phận sử dụng phương trình Arrhenius trong nhiều trường hợp bằng cách cố tình gây ra lỗi sớm ở nhiệt độ cao. Điều này dẫn đến tuổi thọ dự đoán của thành phần ở điều kiện lành tính hơn.

Tôi hoàn toàn đồng ý với Olin rằng bạn nên từ chối các đơn vị này vì độ tin cậy của thiết bị được đảm bảo ở mức cực thấp của điện áp được chỉ định bởi nhà cung cấp, ngay cả khi chúng tồn tại quá tải.

Một thiết kế phù hợp sẽ không bao giờ cho phép quá áp suất của một bộ phận mặc dù có những bộ phận được thiết kế có chủ ý để chống lại các sự kiện xung ngắn hạn và thường được tìm thấy trong các mạch chống sét và chống sét.

[Cập nhật] Có thể, như Supercat bình luận, đây là PTC, chẳng hạn như loạt bài này

Cách duy nhất để mạch có ý nghĩa là điện trở 820 ohm là điện trở giới hạn dòng điện. Nó hoạt động cùng với điện trở collector của giai đoạn lái xe trước đó. Điện áp collector của trình điều khiển có thể là 24v, nhưng nếu điện trở collector của nó là 1 k ohm, thì dòng điện qua điện trở 820 sẽ chỉ còn khoảng 12ma và tổn thất điện năng sẽ vào khoảng 118mW.

Điều này cho thấy rằng mạch này không được sử dụng với trình điều khiển đầu vào collector mở !