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电阻的峰值特性及可靠性设计要求

作者:不详 ; 发布时间:2018-12-7 8:09:32 ; 来源:互联网  点击:

电阻通常都会有一个标准的阻值、功率及最大耐压,除此常规参数以外,很少有人关注电阻的峰值特性,也不会计算,更不用提可靠性要求了,其实器件的失效往往就在这些不关注的地方。电阻的峰值功率和峰值电压是变化的,不同的阻值会有不同的要求,一些专业的厂商通常都会给出这些参数曲线,峰值参数会有两个测试标准,一个就是可重复的脉冲标准,一个就是不可重复的脉冲标准,下面就以贴片1206封装的贴片电阻做一个分析和计算。

可重复的脉冲标准,要求脉冲周期tp/脉冲时间ti大于等于1000,其最大功率和最大电压需要满足曲线所标注的要求,可重复的脉冲标准如下图1所示。

图1

比如100电阻,脉冲电压Vi=10V,脉冲时间ti=10us,脉冲周期为tp=10ms,计算其是否符合要求。

功率P=10V*10V/100=1W,其中tp/ti=1000,若按照正常的设计计算1206封装功率最大也就1/4W,此应用的功率已达到2W,很多人以为这肯定是不合格的,但有一点这是脉冲功率,一般的规格书是不会给出脉冲功率的,所以给设计者就带来了困惑,虽然这种应用看起来是超出规格,但在实际应用中也并未损坏,这又是为什么呢?

当然我们可以去查阅正规的电阻规格书,里面是会有详细的规格的。以下是国巨贴片1206电阻规格书中的数据,根据规格书最大功率与时间关系曲线要求(图2),在10us里面对应的最大可重复脉冲功率为2W,说明功率符合要求。同时根据最大电压与时间关系曲线要求(图3),对应10us时间的最大电压为400V,说明电压也符合要求,此应用是没有任何风险的。

图2

图3

可重复性脉冲还有一种情况,就是其脉冲为指数规律型,这种脉冲的要求ti=0.5τ,tp/ti也是大于等于1000,其脉冲要求如下图4所示。

图4

上面讲的是可重复性脉冲,意思就是按照一定的周期tp持续输出这种脉冲ti,考量电阻规格是否在合格范围内,从图2里还可以看到另外一条虚线,明显比可重复性脉冲的数值要高很多,这条曲线就是不可重复性脉冲,也就是说电阻瞬间来了一个冲击电压,但这个电压不常有,比如打雷之类的浪涌,这个就叫做单脉冲峰值功率,那么电阻能否承受得住呢?

比如10K电阻,脉冲电压Vi=250V,瞬间脉冲时间ti=10us,计算其是否符合要求。

此时功率P=250V*250V/10K=6.25W,对照图2所示,10us的单脉冲最大峰值功率为10W,对照图3最大峰值电压为400V,所以此脉冲冲击也是安全可靠的。

这个单脉冲峰值功率也是有限制的,一般厂家给出这个冲击时间起码间隔2小时以上,并且这个冲击对电阻本身是有损伤的,一般也就在1000次左右,此电阻就会失效。

所以说在计算电阻非正常工作时,就需要考虑脉冲的情况,脉冲通常最是非常危险的,也很难计算,根据以上的分析计算,我想大家应该知道怎么去应用了。

 
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