虽然电阻的形式多种多样,但是功率应用最常用的是金属膜电阻和线绕电阻。电阻制造商的最大挑战在于在相同封装尺寸的电阻中加入更多功率,无论它是用于小型电子器件还是用于大型工业设备中。在获得较高的额定功率的同时,还要求电阻不能产生过量的热。
许多工程师仍然推荐在特定的功率应用中采用过时的碳化合物电阻(尽管存在供货和价格昂贵的问题),这是因为碳化合物电阻无感应。不过,本文的讨论焦点是金属膜电阻和线绕电阻。
在电阻领域,封装越大,电阻能够处理的功率就越高。但是如今的市场日益要求越来越小的电子产品尺寸,这意味着对较小元器件的需求。再加上对更好散热性能和更小容差的综合要求(与更高功率相对应),你不得不面临巨大的挑战。
现在,电阻制造商正在增强他们的功率产品线,以期在相同或更小尺寸的封装中提供更高的功率和更好的散热性能。此外,已经有好几家电阻制造商在供应可工作于275℃的电阻,这些电阻能够耐受汽车和工业应用中的恶劣环境条件。还有一些制造商已开发出了散热器电阻以及针对这些器件的表面贴装封装。
"标准电子器件尺寸的不断缩小使得在较小的板空间中耗用的功率更高,因此,功率电阻每平方英寸必需能够处理更高的功率,"StackpoleElectronics公司产品工程经理KorySchroeder称。
Schroeder表示,额定功率和升温之间的关系也是特性之关键。功率电阻的主要关注问题是电路板温度符合105℃的UL限制。他指出,一旦板的热度接近这一温度限制,设计人员就会焦头烂额。
此外,效率更高的电源意味着电阻需要具有更小的容差和更高的电阻温度系数(TCR)。Schroeder表示,在出现小型化趋势以前,容差并不重要,目前设计人员一般要求5%的容差。
Schroeder续称,在另一方面,工业设备的尺寸变得越来越大,提供的功能也越来越强,由此形成了一种需要更高功率电阻的趋势。
一般而言,是采用金属膜还是线绕功率电阻是由额定功率决定的。如果额定功率要求为5W以下,则一般选择金属膜电阻；如果要求5W以上,设计人员就会选择线绕电阻。这意味着重叠应用的额定功率一般为5W。
在过去的一年里,这些趋势已经催生了一些新产品的开发。
Stackpole和BITechnologies等制造商已经满足了对更佳散热性能的要求。Stackpole公司利用在自由空气中具有5W连续功率的0.5×0.5英寸表面贴装器件重组了其HPC系列。这些器件占用的板空间与典型的3W线绕表面贴装器件相同。此外,Stackpole还表示,在空气流动速度为200lfm或400lfm的情况下,额定功率分别提高到10W和12.5W,并且不会超过105℃的电路板温度限制。
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