Đánh giá tăng điện trở

Tôi có một mạch với một tụ điện 220uF và một điện trở được sử dụng để hạn chế dòng vào

Tôi ngu ngốc lắp điện trở đánh giá năng lượng sai và (không ngạc nhiên khi nó thất bại) tôi phải mất một thời gian để nhận ra sai lầm của mình. Tôi tin rằng điện trở chính xác là ổn (nó chạy trong một khoảng thời gian đáng kể và gấp đôi công suất) nhưng tôi hơi hoang mang về cách tôi tính toán đánh giá và chứng minh nó trên lý thuyết

Các điện trở (tôi sử dụng hai song song) được trang bị là gói 3R3 1.5W 2512

TE Connectivity CRGS2512J3R3 (Tôi đã cố thêm một liên kết nhưng không đủ danh tiếng)

Thậm chí còn có một biểu đồ trong biểu dữ liệu cho tôi biết mức tăng đột biến là không đủ và tôi quan tâm đến cách họ tính toán các đường cong này để tôi có thể áp dụng các calcs cho các điện trở khác nơi chúng không hữu ích để cung cấp biểu đồ

đây là cốt truyện

Tôi đã đo mức xâm nhập với phạm vi (nguồn cung cấp 100VDC) và hơn 40A một chút, mức tối đa trên lý thuyết là trên 60A nhưng có một diode bảo vệ phân cực ngược và cầu chì và dấu vết PCB và nắp ESR làm giảm điều này.

Đó là sự xâm nhập tổng cộng đi qua hai điện trở song song với nhau khoảng 20A mỗi điện trở

Có thể thấy sự tăng vọt đã giảm xuống 50% so với đỉnh sau khoảng 0,5ms vì vậy tôi tin rằng tôi có thể coi đây là sóng vuông với chiều rộng 0,5ms như một xấp xỉ khá (như các tiêu chuẩn EMC khuyên cho điốt TVS, v.v.)

Có ghi chú ứng dụng trực tuyến như

Tải xung Vishays trên điện trở SMD: Ở giới hạn (một lần nữa không đủ lực để thêm liên kết)

Tôi hiểu rằng các xung định kỳ đòi hỏi nhiều hơn so với một xung đơn (đó là logic) tại điểm mà một xung đơn trở thành định kỳ là một chủ đề khác vì có lẽ tất cả các thiết bị điện tử cần phải tắt vào một lúc nào đó!

Sử dụng phép tính trong biểu dữ liệu vishays cho các xung định kỳ với chu kỳ 1 giây và sử dụng dữ liệu đo lường xâm nhập của tôi

P = (V ^ 2 / R) * ti / tp

V = 100, R = 3,3, ti = 0,0005, tp = 1

Cung cấp cho tôi giá trị 1,515W (tối đa tuyệt đối) và tôi có thể thấy nếu áp dụng tăng thường xuyên hơn thì công suất tăng (đó là điều đã xảy ra khi điện trở bị hỏng)

Nhìn vào biểu đồ từ biểu dữ liệu (không dễ nhìn) nhưng với 20.1A qua điện trở 3R3 thì đó là công suất cực đại 1333W

Biểu đồ từ biểu dữ liệu dường như không đồng ý với việc lấy ra thời gian xung 0,001 (để thuận tiện để đọc các giá trị), biểu đồ cho biết công suất xung cực đại tối đa khoảng 1kW trong khi tính toán nói rằng trung bình sẽ xấp xỉ 3W là gấp đôi đánh giá của điện trở

Tôi nghĩ rằng tôi đã dành quá nhiều thời gian để xem xét điều này và chỉ cần đi ngủ và thức dậy, tôi bối rối nếu tôi làm điều này đúng hoặc tôi chỉ không có manh mối!

Tôi có thể tính toán năng lượng vào tụ điện nhưng không chắc tôi sẽ làm gì với điều đó, liệu có đúng không? Có cách nào tốt hơn? Đây có phải là cách để làm điều đó khi nhà sản xuất không chỉ định xếp hạng xung / tăng?

Bất cứ lời khuyên được nhiều đánh giá cao

$I^2\cdot s$ cho điện trở, sau đó bạn có thể áp dụng nó. Nếu không, bạn sẽ phải sử dụng những đường cong để làm dự toán.

Các loại thông số kỹ thuật trên thường được tìm thấy nhiều hơn cho cầu chì, bởi vì đó là công việc họ làm và do đó được chỉ định thực hiện. Điện trở, mặt khác, thực sự được thiết kế để tiêu tan. Vì vậy, điều này thêm một yếu tố để xem xét.

$t=100\:\mu\textrm{s}$$4000\:\textrm{W}\cdot 100\:\mu\textrm{s}=400\:\textrm{mJ}$$18\:\textrm{W}\cdot 1\:\textrm{s}=18\:\textrm{J}$$1\:\textrm{s}$

Đây là một tính toán điểm nóng và có lẽ nó chỉ tốt đến một vài lần thời lượng biểu đồ, trong đó các yếu tố khác cho phép sự phân tán ổn định ở công suất định mức. Họ chỉ cho thấy đường cong đi ra một giây. Nhưng phương trình trên có thể hoạt động được một chút khi kết thúc đường cong đó. Bất kể, nó cung cấp cho bạn một ý tưởng.

Nếu tôi thực hiện quyền tích phân, năng lượng được truyền vào R của bạn, bằng mạch RC của bạn, là chức năng sau của thời gian:

$E_{limit}$$40\:\textrm{A}$$V_0=132\:\textrm{V}$$t=100\:\mu\textrm{s}$$\approx 462\:\textrm{mJ}$

Đường cong chỉ ra rằng, được cho thêm một chút thời gian, cần có đủ thời gian và do đó không có vấn đề gì còn lại. Nhưng điều này dường như gợi ý một vấn đề trường hợp góc khi sử dụng một thiết bị duy nhất.

$1.65\:\Omega$$812\:\textrm{mJ}$

$t\lt 100\:\mu\textrm{s}$ . Tôi đã làm cho nó một hằng số trước đây, nhưng nó thực sự là một chức năng của thời gian. Ít thời gian hơn? Năng lượng cung cấp ít hơn. Đường thẳng của đường cong ở đó làm cho rõ ràng. Tôi chỉ không thể giải thích nó trong phương trình.

$t=10\:\mu\textrm{s}$$E_{decay}$$V_0=132\:\textrm{V}$$40\:\textrm{A}$$100\:\textrm{mJ}$$1.65\:\Omega$$4000\:\textrm{W}\cdot 10\:\mu\textrm{s}=40\:\textrm{mJ}$$V_0=100\:\textrm{V}$$60\:\textrm{mJ}$ năng lượng trong thời gian ngắn. Vì vậy, vẫn vượt quá đặc điểm kỹ thuật.

Tôi có thể thấy lý do tại sao bạn gặp khó khăn.

Hãy tính toán sự tăng nhiệt độ từ một xung, giả sử nhiệt vẫn hoàn toàn bên trong điện trở. Nếu 5 độ Cent, nó ổn, phải không? Nhưng nếu tăng 5.000 độ Cent, nó (đã bị biến thành plasma) không ổn, có đồng ý không?

Chúng ta cần biết điện trở có thể lưu trữ bên trong bao nhiêu nhiệt. Đây là một con số hữu ích: nhiệt dung riêng của silicon (như vật liệu nguyên chất, được sử dụng làm tấm silicon) là 1,6 picoJoules trên mỗi micron khối trên mỗi độ C tăng.

Tôi sẽ cho phép bạn chuyển đổi kích thước điện trở thành micron, Chiều dài, Chiều rộng, Chiều cao và tính tổng âm lượng. Giả sử điện trở có đế bằng đất sét / gốm trên đó màng kim loại được đặt trên đó. Nhiệt được tạo ra trong màng và nhanh chóng chảy vào đế silicon / đất sét / gốm.

Các hằng số thời gian là gì? THANH TOÁN TẠI ĐÂY. Các hằng số thời gian cho dòng nhiệt KHÔNG phải là LINEAR với kích thước. Hằng số thời gian thay đổi là Hình vuông có kích thước.

Kích thước khối silicon Thời gian không đổi

1 mét khối 11,400 giây

Khối 10cm 114 giây

Khối lập phương 1cm 1,14 giây

Khối lập phương 1mm 0,011 giây (14 mili giây) có kích thước bằng điện trở SMT

Khối lập phương 100 micron 114 micro giây

Khối 10 micron 1,14 micro giây

Khối lập phương 1 micron 11,4 nano giây

Khối lập phương 0,1 micron 114 picosecond (xấp xỉ độ dày của lớp FETS dẫn điện

EDIT Theo tôi, vùng điện trở càng dày thì điện trở càng bền. Trong các màng mỏng, nhiệt phải chảy vào khối đất sét / silicon. Trong một điện trở thành phần carbon, hầu hết các thân điện trở bao gồm điện trở; kết quả là nhiệt được tạo ra trong toàn bộ khối lớn và khai thác tốt toàn bộ khối lượng dưới dạng tản nhiệt ngay lập tức, bởi vì nhiệt không có nơi nào để đi, ngoại trừ các đầu dẫn. Với ý nghĩ đó, hãy xem xét sơ đồ này:

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

Chúng ta hãy thảo luận về việc lưu trữ năng lượng của điện trở khối 1mm. Bạn có một thách thức lưu trữ năng lượng. Với 1.000 micron mỗi bên, khối lập phương đó có khối lượng 1 tỷ micron khối. Giả sử toàn bộ vùng điện trở ---- vùng điện trở bên ngoài, lớp men bảo vệ bên ngoài và bất kỳ đế gốm cứng bên trong ---- có 1.6 picoJoules trên mỗi khối vuông trên mỗi độ Cent, công suất nhiệt của bạn là

hoặc lưu trữ năng lượng 1.6 milliJoule / độ Cent.

Năng lượng của bạn là 20 ampe trên mỗi điện trở (song song 2 R, mỗi 3,3) cho 0,5 milliSec. Joules là gì? P = I ^ 2 & * R = 20 * 20 * 3,3 * 0,0005 giây hoặc 1320 joules / giây * 0,0005 = 0,65 joules.

Bây giờ chia 650 milliJoules / 1.6 milliJoule (cho thể tích khối 1 milliMeter) và nhiệt độ tăng là 400 độC. Hàn nóng chảy; dây leo nhôm.

Tôi tin rằng bạn nên sử dụng 1,65 thay vì 3,3 ohm trong công thức bạn cung cấp,

EDIT: Các lý do bổ sung để tăng gấp đôi định mức công suất là: 1) mỗi điện trở cản trở khả năng tản nhiệt của điện trở khác, 2) mỗi điện trở trở thành một lò sưởi , cho điện trở khác.