原创 元器件选型第004篇 如何计算电阻器的脉冲功率是不是超标

2024-5-19 18:22 210 2 2 分类: 模拟 文集: 2 元器件选型
    先说结论:
        膜工艺电阻器,脉冲功率承受能力从差到好的次序是厚膜电阻 < 薄膜电阻 < 碳膜电阻。
        结构角度,矩形片式电阻器 < MELF
        电阻器在脉冲负载条件可靠工作,要同时满足 3 个条件。
        1. 单个脉冲,看峰值电压,不能超过电阻器的极限电压。
        2. 连续脉冲,一看平均功率,不能超过电阻器的额定功率 P70;二看峰值电压,不能超过电阻器的极限电压。
        3. 承受连续脉冲的阻值较大的电阻器,脉冲电压的幅值不可超过电阻器的额定电压。
        (额定功率、脉冲功率、极限电压的说明另见 元器件第034篇第035篇

    本篇仅针对 厚膜工艺的SMD、矩形电阻器。电阻器种类繁多,当下以矩形SMD电阻器最为常见,其中厚膜电阻器因为价格较低廉,在消费类产品中被大量采用。下文所称电阻器如果没有特别注明,默认都是指厚膜SMD矩形电阻器。
    参数校核的时候,先测量电阻器两端脉冲电压的波形,再将其工程化近似处理成矩形波,然后做判定。
    情况1 连续脉冲
    连续脉冲的平均功率不可超过额定功率 P70。
    下面是一个计算矩形波脉冲的平均功率 Prec 的例子,左边是电阻两端有交流脉冲的情况,右边是直流脉冲情况。
    (图来自Ref 1)
    其它波形,可以用工程近似的方法转换成矩形波。下面是 4 种常见情况:指数衰减,正弦,三角波和振铃。
    
    (图来自Ref 2)

    然后是校核脉冲峰值电压,不应该超过电阻器的极限电压。

    情况2 单脉冲
    闪电、ESD放电会形成单脉冲。这种脉冲的特点是独来独往,和脉冲宽度相比,两次脉冲间隔的时间很长,比如1:1000,差3个数量级。
    这种脉冲有一些比较标准的波形,所以功率测算可以直接根据标准波形积分计算。波形定义详见“元器件第035篇 电阻器 脉冲功率”。

Ref
  1. Chris Marten Kaatz and Ove Hach. Doc 28810. Pulse Load Handling for Fixed Linear Resistors. Vishay. 2023
  2. Surface Mound Resistors Technical Guide, Ver.3. Panasonic. 2019
  3. Joachim von der Ohe. Doc 28870. Pulse Load on SMD Resistors: At the Limit. Vishay. 2013
  4. 12 Things to know about resistors in pulse load applications. Vishay. 2024

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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开发工匠 2024-5-24 11:52

写的好,学习和参考
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