Khả năng chịu xung của điện trở tiêu chuẩn

Làm thế nào nhiều công suất xung mà một điện trở tiêu chuẩn (tức là không được chỉ định thêm) chịu được?

Ví dụ, xem xét một MOSFET và điện trở 33R được kết nối với cổng của nó. Nếu điện áp chuyển mạch sẽ là 10 V, điện trở sẽ nhìn thấy tối đa 3 W mỗi khi MOSFET được chuyển đổi - nhưng chỉ trong một thời gian rất ngắn, cho đến khi cổng (trong trường hợp của tôi, khoảng 15 nC) được sạc.

Tôi có thực sự cần phải xác định một điện trở chịu được xung? Hoặc có cách nào để biết liệu điện trở tiêu chuẩn 0402, 0603 hoặc 0805 (không có thông số kỹ thuật thêm) sẽ đủ hay không?

Bất kỳ nhà cung cấp điện trở có uy tín nửa nào cũng sẽ có giới hạn tiêu tán xung như cái này từ Vishay: -

Nó cho bạn biết bao nhiêu năng lượng có thể được cung cấp trong một xung đến một điện trở. Chẳng hạn, một điện trở 0603 có thể mất các xung công suất lên tới khoảng 20 watt nếu thời lượng chỉ là một giây. Trong một phần nghìn giây, công suất có thể không quá 1 watt.

Hoặc có cách nào để biết liệu điện trở tiêu chuẩn 0402, 0603 hoặc 0805 (không có thông số kỹ thuật thêm) sẽ đủ hay không?

Nếu bạn muốn thực hiện công việc đúng cách hãy đọc các bảng dữ liệu. Bảng dữ liệu cũng sẽ cho bạn biết bạn cần sử dụng bao nhiêu đồng xung quanh điện trở để đạt được thông số kỹ thuật này, do đó, bạn không thể thực sự đoán được với bất kỳ độ chính xác nào.

Mặc dù tôi đồng ý với câu trả lời của Andy Aka , nếu bạn không thể có được một bảng dữ liệu phong nha, tôi ước tính dựa trên những điều sau đây:

Kẻ thù của độ tin cậy là tải nhiệt trên điện trở, (có lẽ nhiệt độ).

Dựa vào đó, bạn biết bao nhiêu năng lượng được truyền đến các nắp thông qua

Bạn cũng có thể thực hiện kiểm tra IR trên một nguyên mẫu - nhưng nếu bạn có quyền truy cập vào thiết bị IR - tại sao không cung cấp điện trở với một bảng dữ liệu phong nha?

Các điện trở cần phải chịu được công suất trung bình tối đa tiêu tán.

Đó có thể là một phương trình phức tạp, nhưng về cơ bản, điều đó có nghĩa là bạn sẽ thường xuyên chuyển đổi MOSFET, liên tục hoặc theo cụm, công suất điện trở bạn cần càng cao.

Nếu đó là một công tắc đơn giản để bật rơle hoặc đèn thì nó không thành vấn đề.

Tuy nhiên, nếu bạn đang điều chỉnh độ rộng xung của một số dòng cuộn dây ở hàng trăm hertz hoặc kilohertz, thì dòng sạc sẽ được duy trì nhiều hơn và năng lượng tiêu tan bởi các vấn đề điện trở.

Lưu ý tôi cũng đề cập đến các vụ nổ liên tục. Nếu bạn định kỳ bắn vài nghìn xung trong một khoảng thời gian đáng kể, bạn cần sử dụng các giá trị đó làm trường hợp xấu nhất.

Đối với xung, một xung ngắn, nơi duy nhất nhiệt có thể được lưu trữ trong lõi gốm của điện trở. Mà cốt lõi cần phải mát hơn? 100 độ C.

Nhiệt dung riêng của silicon là 1,6 picoJoules / micron ^ 3 * độ C.

Giả sử điện trở có âm lượng 4mm x 5 mm x 5 mm hoặc hình khối 100 mm. Số micron # khối là 4.000U * 5.000U * 4000U, hoặc 100.000.000.000 micron khối.

Nhiệt dung riêng của điện trở đó là 1,6pF * 0,1 TeraMicrons = 0,16 Joules.

Làm thế nào nhanh chóng điện trở đổ nhiệt?

Thời gian nhiệt của silicon (chúng ta sẽ giả sử lõi điện trở là đất sét / silicon) là 9.000 giây cho khối 1 mét, 90 giây cho khối 0,1 mét, 0,9 giây cho 1cm và 0,009 giây cho 1mm. Đường thoát của chúng tôi là 1/2 (cả hai đầu có thể truyền nhiệt sang vết PCB) * 4mm hoặc 2 mm. Tau cho 2 mm là 4 lần so với 1mm, do đó 36 mili giây.

Chúng ta có thể sử dụng những con số này?