在許多大功率應用中,例如電機和電源,電源電阻器位於主電源線中。 它們的目的是防止損壞或提供一定程度的控制。
在這些應用中,電阻器承受恆定的、相對較高的電流。 當電流流過電阻器時,會產生熱量。 這種熱能必須消散到環境中,以防止損壞電阻元件,而不會影響附近的元件。
厚膜功率電阻器可以在幾秒鐘內達到超過安全工作條件的溫度。 將工作溫度範圍保持在最大規定範圍(通常為 50 至 60 °C)內非常重要。
功率電阻器主要通過對流散熱。 因此,散熱量與電阻的表面積直接相關。 增加表面積的一種方法是使用散熱器。
電阻式散熱器是一種將功率電阻器的熱量散發到周圍環境以實現高效冷卻的裝置。 它通常由導熱材料組成,如鋁合金、銅或鋼。
散熱器將熱量從電阻器傳導出來的能力以 c w 的功率耗散來衡量,而功率耗散又取決於散熱器材料及其特性、散熱器的尺寸和光潔度以及冷卻方法。
散熱器的選擇是為了滿足特定電阻器和應用的精確要求。 選擇導熱係數高的材料。 TO(引線式)封裝是散熱器應用中最常見的電阻器封裝型別。 它有多種標準尺寸可供選擇,零件號(例如)表示以英吋為單位的包裝尺寸。
散熱器的表面積應比電阻器的表面積大得多。 這意味著通過對流(自然或強制)、傳導或液體冷卻實現高效散熱。
對於給定的材料和冷卻方法,散熱器越大,它可能發出的熱量就越多。 鰭可用於增加其表面積。 電阻元件和散熱器之間需要出色的熱粘合,以避免電阻器的熱損壞。
在某些應用中,電阻器浸入變壓器油或去離子水(非導電)中,並保持在合適的恆定工作溫度。 然而,油和去離子水必須定期過濾或更換,因為它們會隨著時間的推移而導電。
散熱器應用中使用的電阻器主要設計用於在乙個平面上散熱,即其背面。 厚膜功率電阻元件的熱阻由其內部設計決定。 它指定內部電阻器相對於其外殼或背板的溫度。 大多數資料表中都提供了熱阻值。
熱阻是衡量兩個位置之間傳熱效率的指標。 它被建模為一系列熱流阻力。 因此,總熱阻是電阻器(電阻元件對基極或外殼的熱阻),它是固定的,並且熱阻基極或外殼系統板和/或散熱器之間的熱阻。
熱阻問題可以通過修改功率電阻器安裝方法、安裝力以及電阻器與基板散熱器之間的介面來管理。
功率電阻器是整個系統的一小部分。 它們與其他電子元件一起使用,其中一些可能對熱敏感。 在許多應用中,空間將受到限制。 這些因素對散熱器的選擇有重大影響。
散熱器的設計和選擇應與電阻器的額定功率和工作條件相匹配。 更高的額定功率通常需要更大的散熱器和更好的導熱性。
通過使用具有更高導熱性的材料來減小尺寸,但這會增加成本。 通過自然對流、強制空氣、水或油(見上文)進行冷卻可以減小散熱器的尺寸,但(再次)是有代價的。
在優化功率電阻器的效能時,需要考慮許多散熱問題。 解釋資料表引數時要小心。 如果您有任何疑問,請諮詢您的裝置製造商或 EAK 功率電阻器設計專家。