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大功率电阻器的材料分类以及选型指南—ICGOO在线商城 [复制链接]

首先了解一下,什么是大功率电阻器?大功率电阻主要指各类比常规电阻具有更高功率的电阻。功率的大小是相对于常规来说的,并不是绝对的多少功率以上的电阻。我们常见的特种大功率电阻器有:高压电阻器、一般陶瓷管线绕电阻器、铝外壳线绕电阻器、平面无感膜式电阻器等。那么,大家知道大功率电阻器的如何选型呢?又有哪些分类呢?下面就一起来看看吧。

电阻器选用准则:根据所使用材料的不同,电阻器及电位器可分为合金型(绕线、合金箔)、薄膜型 (碳膜、金属膜)、合成型(合成实芯、合成薄膜、玻璃釉)三大类,另外按结构及用途还可作其它的分类。根据使用要求的不同,优选的固定电阻器种类也不相同,当选用固定电阻器时,注意事项如下:

(1)电阻值稳定性

若电路功能对电阻值稳定性有较高的要求,例如精密衰减器、采样分压电路等,则应注意按电阻器的不同负载条件来选用。工作于直流负载时,应绕线电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成膜电阻器、合成实芯电阻器的顺序优选。

合成膜电阻器和合成实芯电阻器系列很少发生开路、短路失效,但电阻值不够稳定,对有容差设计的不敏感电路,使用此类电阻器可防止电阻器突发性失效所造成的装备失效。因此,在某些可靠度要求高的电路设计中,常使用这两种型式的电阻器。

金属化膜电阻器系列在直流负载时会出现逆氧化反应,而且这种反应在湿热环境中会更加严重。当电阻器承受交流负载时,若工作频率较低,可按绕线电阻器、金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、碳膜电阻器、合成膜电阻器及合成实芯电阻器系列选用。

当工作频率在几十千赫以上时,要考虑高频特性。有些电路设计工程人员不管在什么应用条件,凡是要求稳定性高的电路都选用金属膜电阻器系列。一般而言,金属膜电阻器系列薄膜电阻器的漂移为碳膜电阻器系列的三倍。所以,在功率减额应用时,碳膜电阻器系列似乎比金属膜电阻器系列的漂移失效工低。有一种精密合金箔电阻器,兼具金属膜和绕线两种电阻器的优点,电阻值十分稳定,而且有很好的频率特性,当工作频率在5 兆赫以下时,基本是一种纯电阻,因此常被用作标准电阻使用。

(2)工作频率

电阻器应用于交流负载时,均应考虑频率特性。当频率增高时,由于分布电容、集肤效应,介质损耗电阻体及引线所导致的电感效应等因素的影响,电阻值将显著偏离标称值。绕线电阻器的工作频率一般不高于50 kHz,无感绕线电阻器的工作频率则可高达1 MHz以上。

(3)负载特性

电阻值对于交、直流负载,均不得大于功率额定值PR 。当电阻器使用在环境温度Ta 大于容许环境温度TR 时,使用功率P 与标称额定功率的关系为:P = PR(Ta - TR ) (Tmax - TR ) ,亦即PR 应该减额使用。在脉冲功率下,电阻器峰值功率可能平均功率的几百倍,主要的限制因素有:A.电压过高造成层间击穿;B.脉冲电流过大超过允许的电流密度。电阻器承受脉冲负载能力的顺序为绕线电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成实芯电阻器、高压玻璃釉电阻器。因为,在相同功率瓦数的情况下,碳膜电阻器膜层厚度大于金属膜电阻器的膜层厚度,所以碳膜电阻器承受脉冲电流的能力比金属膜电阻器强。

大功率电阻器的材料分类以及选型指南

(4)电阻值非线性

电阻值非线性又称为电压系数,其定义是:在规定的电压范围内,电压每改变1V,电阻值的平均相对变化。任何电阻器多少都有一些非线性,即电压系数不为零。只是有的电阻值非线性可忽略,有的较为严重。当电压系数不为零时,各种电压的电阻值都不同,这种现象在高电压负载时的影响尤为严重。所以高压负载电阻器必须优选线性好的电阻器。产生非线性的原因,主要是电阻体存在着分散性结构,造成间隙电阻。当电压大于某一特定值后继续升高,间隙电阻逐渐下降。当电压升高时,电阻器整体发热而产生的电阻值变化与非线性效应不同,前者需要一定的时间才反映出来,后者则是一瞬间的效应。在电阻器制造过程中,若存在内部缺陷,则非线性增大,所以可利用此一特性进行筛选。按线性要求优选的顺序为绕线电阻器、金属化膜电阻器、金属氧化膜电阻器、碳膜电阻器、高压玻璃釉电阻器、合成实芯电阻器及合成膜电阻器。

(5)噪声

对于某些高灵敏度的装备,噪声系数是一项重要的指标,特别是装备的前级电路,各零件的噪声系数对系统影响。前级电路中的电阻器,应依噪声电位按绕线电阻器、金属氧化电阻器、碳膜电阻器、高压玻璃釉电阻器、合成膜电阻器及合成实芯电阻器的顺序选用。另外,还应考虑频率范围及其它因素。

那又该如何按材料给大功率电阻器分类呢?

(1)线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。

(2)碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成。

(3)碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成,将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。

(4)金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成,用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。

金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声,温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。

(5)金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成,在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。按用途分,有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。

综上所述,电阻器是电子电路中应用数量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负载。看完这篇文章相信大家对大功率电阻器的材料分类以及选型技巧应该都有所了解。

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