原创 元器件第035篇 电阻器 脉冲功率

2024-5-19 14:39 173 2 2 分类: 模拟 文集: 元器件
    电阻器可以承受比额定功率高的脉冲功率。脉冲功率的大小跟脉冲特性、散热条件以及电阻器结构和材料特性有关。
    脉冲的形状和持续时间决定其能量大小。流过电阻器的电流会产生热,热作用在电阻材料上使材料温度升高。如果温度过高,材料会损坏,表现为电阻值变化,甚至断开。热的传递需要时间。这个时间通常以热阻-热容的组合来体现,这一点我觉得类似于电路时间常数。
    脉冲有幅值(高度)、持续时间(宽度)、波形和周期四个基本要素,逐一说明。
    1. 幅值(高度)
        一般规定电压幅值,这样做比较容易测量。根据欧姆定律,电压幅值也可以反映电流幅值。

    2. 持续时间(宽度)
    短脉冲是指宽度比散热时间短的脉冲。这种情况下,可以把电阻器视为绝热的——脉冲所产生的热都在电阻材料之内来不及耗散,而温度变化小到可以忽略。此时电阻器可以承受较高的脉冲能量,能量大小只与材料强度有关,
    长脉冲则不同,脉冲宽度比散热时间长,也就说脉冲还没结束,热已经使电阻器升温,一边承受脉冲一边在升温。此时,电阻器可安全承受的脉冲能量,不但受限于电阻材料的强度,也跟电阻器散热条件有关。脉冲持续越久,电阻器能安全承受的脉冲功率就越接近额定功率(P70)。

    3. 波形
    脉冲波形可以粗略分为矩形、三角形和指数形三大类,三者区别是波形前后边沿的形状。可以根据工程近似的方法,把三角形和指数型的脉冲用矩形来表示。
    对于短脉冲,重点关注脉冲的电压幅值,不可超过电阻器允许的范围。IEC 60115-1/GBT 5729 4.27 定义的浪涌脉冲波形为 1.2/50us 和 10/700或1000us 两种。
    
    在2020版的IEC 60115-1标准中,增加了对ESD脉冲(HBM)的要求,经仔细比对,和 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001标准是相同的。

    4. 周期
    周期是脉冲的间隔时间。根据周期和脉冲宽度的比,可以定义所谓单次脉冲和连续脉冲。
    单次脉冲是指周期比较长,在下一个脉冲来临之前,上一个脉冲产生的热量已经耗散干净,电阻器的温度已经复原的情况。IEC 60115-1,4.27 定义的测量方法指出:1.2/50us 形状的短脉冲,周期不应小于10s;10/700us 形状的短脉冲,周期不应小于60s;
    连续脉冲正相反,下一个脉冲到来时,上一个脉冲的热量并未彻底耗散,电阻器的温度并未复原。这时电阻器会在较高温度达成热平衡,与散热条件(非线性)密切相关。
  
Ref
  IEC 60115-1:2020  Fixed Resistors For Use in Electronic Equipment - Part 1: Generic Specification
  

作者: 电子知识打边炉, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4061550.html

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