Co je třeba vědět
- Výkonové rezistory se používají v elektronice k rozptýlení energie řízením proudu a napětí.
- Jmenovitý výkon rezistoru definuje, kolik energie může rezistor bezpečně zvládnout, než začne trvale trpět.
- Většina elektronických aplikací používá rezistory s nízkým výkonem, obvykle 1/8 watt nebo méně. Vysoce výkonné rezistory jsou dimenzovány na 1 watt nebo lepší, včetně rozsahu kilowattů.
Tento článek vysvětluje, jak tyto odpory fungují, a obsahuje pohled na různé typy rezistorů.
Základy výkonových rezistorů
Výkon rozptýlený rezistorem lze zjistit pomocí prvního Jouleova zákona (Síla = Napětí x Proud). Ztrátový výkon se převádí na teplo a zvyšuje teplotu rezistoru. Teplota rezistoru stále stoupá, dokud nedosáhne bodu, kdy teplo rozptýlené vzduchem, deskou plošných spojů a okolním prostředím vyvažuje vznikající teplo. V závislosti na požadovaném příkonu může zařízení potřebovat vysoce výkonný rezistor, který zabrání přehřátí. Udržování nízké teploty rezistoru je nezbytné pro zvládnutí větších proudů bez degradace nebo poškození. Provoz výkonového rezistoru nad jeho jmenovitý výkon a teplotu může mít vážné následky, včetně posunutí hodnoty odporu, snížení životnosti, otevřených obvodů nebo elektrických požárů. Aby se těmto poruchám předešlo, výkonové odpory se často snižují na základě očekávaných provozních podmínek. Výkonové rezistory jsou obvykle větší než jejich protějšky. Větší velikost pomáhá odvádět teplo a často se používá k zajištění možností montáže chladičů. Vysoce výkonné rezistory jsou také k dispozici v obalech zpomalujících hoření, aby se snížilo riziko nebezpečného poruchového stavu.
Vysokovýkonné vs. nízkoenergetické rezistory
Většina elektronických aplikací používá rezistory s nízkým výkonem, obvykle 1/8 watt nebo méně. Aplikace jako napájecí zdroje, dynamické brzdy, převod energie, zesilovače a ohřívače však často vyžadují vysoce výkonné odpory. Obecně platí, že vysoce výkonné rezistory jsou dimenzovány na 1 watt nebo vyšší. Některé jsou k dispozici v rozsahu kilowattů.
Snižování výkonu
Příkon výkonových rezistorů je specifikován při teplotě 25 ° C. Když teplota výkonového rezistoru stoupne nad 25 ° C, začne výkon, který rezistor bezpečně zvládne, klesat. Aby se výrobci přizpůsobili očekávaným provozním podmínkám, poskytují graf snížení výkonu. Tento graf snižování výkonu ukazuje, kolik energie zvládne odpor, když teplota rezistoru stoupá. Protože 25C je typická pokojová teplota a veškerý výkon rozptýlený výkonovým rezistorem generuje teplo, je provoz výkonového rezistoru na jeho jmenovité úrovni výkonu často obtížný. Abychom zohlednili dopad provozní teploty rezistoru, poskytují výrobci křivku snižování výkonu, která pomáhá konstruktérům přizpůsobit se omezením v reálném světě. Nejlepší je použít křivku snížení výkonu jako vodítko a zůstat v navrhované operační oblasti. Každý typ rezistoru má jinou křivku snižování výkonu a různé maximální provozní tolerance. Na křivku snížení výkonu rezistoru může mít vliv několik vnějších faktorů. Přidání nuceného chlazení vzduchem, chladič nebo lepší montáž komponent, které pomáhají odvádět teplo generované rezistorem, mu umožňují zvládnout více energie a udržovat nižší teplotu. Proti chlazení však působí další faktory, jako je kryt, který udržuje teplo generované v okolním prostředí, blízké komponenty generující teplo a faktory prostředí, jako je vlhkost a nadmořská výška.
Typy vysoce výkonných rezistorů
Každý typ výkonového rezistoru nabízí různé možnosti pro různé aplikace rezistorů. Drátové rezistory například přicházejí v různých tvarových faktorech, včetně povrchových, radiálních, axiálních a konstrukcí pro optimální odvod tepla. Pro aplikace s vysokým pulzním výkonem jsou k dispozici také neinduktivní drátové rezistory. Pro aplikace s velmi vysokým výkonem, jako je dynamické brzdění, jsou ideální nichromové drátové rezistory, zvláště když se očekává, že zátěž bude stovky nebo tisíce wattů. Nichromové drátové rezistory lze také použít jako topná tělesa. Mezi běžné typy rezistorů patří:
- Drátové rezistory
- Cementové rezistory
- Filmové rezistory
- Kovový film
- Uhlíkový kompozit
- Nichromový drát
Různé typy rezistorů mohou mít různé tvarové faktory, například:
- Rezistory DPAK
- Rezistory pro montáž na šasi
- Radiální (stálé) rezistory
- Axiální rezistory
- Rezistory pro povrchovou montáž
- Rezistory s průchozími otvory