熔斷電阻器是許多設(shè)計(jì)工程師首選的無(wú)源元件,因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合了兩個(gè)角色:保險(xiǎn)絲和電阻器。使用一個(gè)組件而不是兩個(gè)組件可以節(jié)省成本和 PCB 空間。易熔膜電阻器非常適合功率級(jí)別較低且過(guò)載和浪涌處理要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用。電動(dòng)工具、公用事業(yè)儀表、通信設(shè)備、廚房電器和煙霧探測(cè)器中常用的電源和控制電路通常需要更堅(jiān)固的電阻器,以承受更高的功率、更高的短期脈沖和更高的溫度。這些應(yīng)用要求電阻器具有各種級(jí)別的浪涌處理能力,以及熔斷或故障而不會(huì)造成附帶損害的相互矛盾的要求,而這正是繞線型電阻器最適合的地方。?
易熔膜電阻器
易熔膜電阻器技術(shù)通常使用標(biāo)準(zhǔn)電阻膜合金和材料作為易熔部件的基礎(chǔ)。為了確保可靠和可重復(fù)的熔合特性,必須更仔細(xì)地監(jiān)控濺射薄膜的厚度和成分,以確保整個(gè)制造批次的均勻性。在拍攝過(guò)程之后,校準(zhǔn)步驟是最關(guān)鍵的。正是這個(gè)過(guò)程控制了部件的熔斷動(dòng)作,同時(shí)決定了準(zhǔn)確的電阻值。校準(zhǔn)微調(diào)越多,熔斷時(shí)間越短或熔斷給定尺寸和電阻值所需的功率越低。
然而,當(dāng)校準(zhǔn)微調(diào)用于控制熔斷時(shí)間時(shí),給定制造批次的電阻值將有很大差異。電阻值的這種變化也會(huì)導(dǎo)致熔斷性能的變化,因?yàn)楦叩碾娮柚禃?huì)更快地熔斷。因此,許多可熔電阻器僅提供 5% 或更高的絕對(duì)電阻容差。典型的熔斷特性表示為在指定放大倍率(例如 10X、15X 或 25X)下的熔斷時(shí)間(通常小于 30 秒、15 秒、5 秒等)。可熔膜電阻器用于各種低功率和低浪涌應(yīng)用。其中包括低級(jí)消防安全監(jiān)控和管理、高端音頻/視頻系統(tǒng)、環(huán)境管理控制和系統(tǒng)以及激光打印機(jī)。
可熔線繞電阻器
典型的可熔線繞線應(yīng)用需要熔斷電阻器通過(guò)某種類型的短瞬態(tài)事件而不會(huì)失敗。家電和白色家電行業(yè)、電動(dòng)工具、公用事業(yè)儀表、通信設(shè)備、消防安全設(shè)備和 HVAC 系統(tǒng)都有此類要求。例如,可熔線繞線必須通過(guò)數(shù)百個(gè) 6,000 V 的 20 μs 脈沖而不會(huì)發(fā)生故障,但在 120 V 短路過(guò)載時(shí)必須快速熔斷且不產(chǎn)生火焰。雖然制造能夠承受 6kV 浪涌的繞線電阻器相對(duì)容易,但要保持這種電阻器要困難得多,同時(shí)還要具有在沒(méi)有火焰或過(guò)熱的情況下打開(kāi)的熔斷特性。?
一些制造商通過(guò)簡(jiǎn)單地使元件與端蓋的兩個(gè)焊縫之一變?nèi)鮼?lái)產(chǎn)生繞線的熔合作用。雖然這確實(shí)產(chǎn)生了故障保護(hù)特性,但這種保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)的可重復(fù)性遠(yuǎn)低于人們的期望。在某些情況下,部件會(huì)在正常電路條件下熔斷,而在其他情況下,部件直到 PCB 燒焦甚至著火時(shí)才會(huì)熔斷。更先進(jìn)的易熔線繞技術(shù)使用電阻絲合金的材??料特性、芯尺寸和形狀、引線和熱管理。
另一個(gè)影響可熔線繞電阻器性能的因素是微調(diào)過(guò)程。任何修整都會(huì)降低導(dǎo)線元件的有效載流能力。在某些情況下,導(dǎo)線橫截面可減少多達(dá) 40%。修整過(guò)程通常不會(huì)顯著降低線繞電阻器的穩(wěn)態(tài)功率處理能力,但會(huì)對(duì)器件的浪涌處理能力產(chǎn)生顯著影響。例如,一個(gè) 5 W 低電阻值線繞設(shè)計(jì)用于脈沖耐受,具有最小或沒(méi)有校準(zhǔn)微調(diào)可能能夠處理大約 70 焦耳的能量,而標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)線繞只能保證處理 0.4 焦耳。
根據(jù)個(gè)別客戶的要求,可熔線繞電阻器的價(jià)格僅比標(biāo)準(zhǔn)單元小一些。雖然對(duì)材料和修整的限制確實(shí)增加了制造成本,但故障保護(hù)性能的總體收益通常超過(guò)任何名義上的價(jià)格上漲。
對(duì)易熔和故障安全線繞的興趣增加
許多電源設(shè)計(jì)工程師可以用單個(gè)故障安全線繞來(lái)代替線繞電阻器和單獨(dú)的保險(xiǎn)絲。UL 最近將新的重點(diǎn)放在電機(jī)控制和保護(hù)應(yīng)用中使用的電阻器和保險(xiǎn)絲上,目標(biāo)是僅使用單個(gè)設(shè)備。單個(gè)部件將比兩個(gè)獨(dú)立且獨(dú)立的組件更可靠和可重復(fù),并且通常會(huì)更便宜。雖然使用熱熔斷器會(huì)降低電阻器的有效功率處理能力,但它確實(shí)提供了一種非常獨(dú)特的熔斷作用,可以保證在超過(guò)某個(gè)溫度水平時(shí)保護(hù)電路。
一大優(yōu)勢(shì)
線繞電阻器的最大優(yōu)勢(shì)之一也是其在某些應(yīng)用中的較大缺點(diǎn)之一:它是一種非常強(qiáng)大的電阻器技術(shù)。雖然這對(duì)于在連續(xù)基礎(chǔ)上不可能出現(xiàn)明顯過(guò)載的應(yīng)用非常有用,但對(duì)于確實(shí)有可能出現(xiàn)過(guò)功率情況的應(yīng)用來(lái)說(shuō),這會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。繞線電阻器將繼續(xù)升溫,直到它自己損壞以及任何不幸靠近它的東西。在不顯著降低穩(wěn)態(tài)功率處理的情況下創(chuàng)建可靠且可重復(fù)的熔斷特性,使這些線繞可用于標(biāo)準(zhǔn)線繞電阻器根本不可信的許多應(yīng)用中。仔細(xì)考慮材料以及嚴(yán)格控制的制造工藝。
審核編輯:湯梓紅