針對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選用電阻器
因兼具熔斷器和電阻器的雙重作用,熔斷電阻器成為設(shè)計(jì)工程師的首選無源元件。用一個(gè)部件代替兩個(gè)可既節(jié)省成本,又可節(jié)省PCB電路板空間。在功率等級(jí)較低的應(yīng)用中,膜式熔斷電阻器是理想之選,這類應(yīng)用對(duì)過載控制能力和抗浪涌能力的要求不太嚴(yán)格。電源和控制電路一般應(yīng)用于電力工具、電表、通信設(shè)備、廚房電器和煙霧探測(cè)器當(dāng)中,而這類裝置通常需要更加堅(jiān)固的電阻器,以承受更高功率、更高短期浪涌及更高的溫度。這些應(yīng)用需要電阻器具備多種抗浪涌力,以及達(dá)到無附帶損壞的熔斷或故障的沖突要求,線繞電阻器正好能夠滿足這些要求。
膜式熔斷電阻器
膜式熔斷電阻器技術(shù)一般使用標(biāo)準(zhǔn)電阻器薄膜合金和材料,作為熔斷零件的基座。為確保可靠的、可重復(fù)性熔斷特性,噴鍍薄膜的厚度和成分必須經(jīng)過更加嚴(yán)格的監(jiān)控,以確保批量制造的統(tǒng)一性。鍍膜過程結(jié)束后,需校準(zhǔn),這一步驟至關(guān)重要。零件的熔斷動(dòng)作就是由此過程控制,同時(shí)可指示準(zhǔn)確的電阻值。校準(zhǔn)調(diào)整越多,熔斷時(shí)間越短,熔斷既定尺寸和電阻值所需的功率就越低。
標(biāo)準(zhǔn)膜式熔斷電阻器
但是,當(dāng)校準(zhǔn)調(diào)整用于控制熔斷時(shí)間時(shí),特定制造批量的電阻值將出現(xiàn)大幅波動(dòng)。電阻值的波動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致熔斷性能不穩(wěn),由于高電阻值加快了熔斷速度,因此,許多熔斷電阻器僅提供5%或更高的絕對(duì)電阻公差。標(biāo)準(zhǔn)熔斷特征規(guī)定了指定放大倍率(如10倍、15倍或25倍)條件下的熔斷時(shí)間(通常低于30秒、15秒、5秒等)。膜式熔斷電阻器適宜多種低功率低浪涌的應(yīng)用中,例如包括低級(jí)防火安全監(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)及激光打印機(jī)。
線繞熔斷電阻器
標(biāo)準(zhǔn)線繞熔斷應(yīng)用要求熔斷電阻器在不造成故障的情況下傳遞某種類型的短瞬態(tài)事件。電器及白色家電行業(yè)、電力工具、電表、通信設(shè)備、消防安全設(shè)備和HVAC系統(tǒng)都需要這種類型的電阻器。例如,能夠傳遞數(shù)百次6000V、20μs脈沖,但可在120V短路過載情況下快速熔斷且不會(huì)起火的易熔線繞電阻就是這種電阻器。要制造可承受6k V浪涌的線繞電阻器相對(duì)容易,但要保持這種性能,同時(shí)在不起火或無過熱的情況下開啟熔斷特性就困難多了。
SP3A系列防脈沖式線繞熔斷電阻
一些制造商通過簡(jiǎn)單弱化該元件與端帽間的兩個(gè)焊點(diǎn)中的其中一個(gè),創(chuàng)造了線繞電阻器的熔斷動(dòng)作。雖然這種做法的確實(shí)現(xiàn)了故障安全特性,但這種熔斷器設(shè)計(jì)的可重復(fù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。在某些情況下,此零件在正常電路條件下就會(huì)熔斷,而在另一些情況下,只有PCB燒焦或引發(fā)火災(zāi)后,此零件才會(huì)熔斷。而先進(jìn)的線繞熔斷技術(shù)利用了電阻絲合金的材料屬性、鐵芯尺寸和形狀、引線和熱管理。
另一個(gè)會(huì)影響線繞熔斷電阻器性能的因素是調(diào)整過程。任何調(diào)整都將減少電纜元件的有效載流量。在某些情況下,導(dǎo)線橫截面可減少40%之多。這個(gè)調(diào)整過程通常不會(huì)明顯降低線繞電阻器的穩(wěn)態(tài)功率容量,但是會(huì)給設(shè)備的抗浪涌能力帶來嚴(yán)重影響。
SM4表面安裝式線繞電阻器
例如,雖然標(biāo)準(zhǔn)商用線繞電阻器僅可保證0.4J的處理能力,但一個(gè)經(jīng)過最低校準(zhǔn)調(diào)整或未經(jīng)校準(zhǔn)調(diào)整的5W低電阻值防脈沖線繞電阻器可承載約70J左右的能量。
應(yīng)個(gè)別消費(fèi)者的要求,線繞熔斷電阻器僅比標(biāo)準(zhǔn)元件價(jià)格略高。雖然對(duì)材料和調(diào)整的界定和限制的確助長(zhǎng)了制造成本,但故障安全性能的整體效益一般會(huì)高于任何名義價(jià)格的增長(zhǎng)。
對(duì)可熔斷故障安全線繞電阻器的關(guān)注與日俱增
許多電源設(shè)計(jì)工程師使用單一故障安全線繞電阻器代替線繞電阻器和獨(dú)立熔斷器。但為實(shí)現(xiàn)僅使用單個(gè)設(shè)備的目標(biāo),UL最近重點(diǎn)聚焦電機(jī)控制及保護(hù)應(yīng)用中使用的電阻器和熔斷器上。與兩個(gè)分開的獨(dú)立零件相比,單個(gè)零件更具可靠性和可復(fù)制性,并且通常價(jià)格更加低廉。雖然使用熱熔斷器會(huì)降低電阻器的有效功率容量,但它的確提供了與眾不同的熔斷動(dòng)作,并可保證在超過一定溫度水平時(shí)為電路提供保護(hù)。
應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
線繞電阻器的最大優(yōu)勢(shì)在某些應(yīng)用中也是它的最大劣勢(shì):這是一種非常強(qiáng)大的電阻器技術(shù)。雖然這種電阻器非常適于不存在持續(xù)嚴(yán)重過載的應(yīng)用環(huán)境,但在可能出現(xiàn)過度功率的應(yīng)用中卻易出現(xiàn)問題。
這種線繞電阻器會(huì)持續(xù)升溫,最終會(huì)自毀或損壞與之臨近的所有部件。在不大幅降低穩(wěn)態(tài)功率容量的條件下,創(chuàng)建一種可靠的、可重復(fù)的熔斷特性,可以將這些線繞電阻用于多項(xiàng)無法安全使用標(biāo)準(zhǔn)線繞電阻器的應(yīng)用當(dāng)中。我們通過對(duì)材料的仔細(xì)斟酌和對(duì)制造流程的嚴(yán)格把控,且不大幅提升成本的條件下,生產(chǎn)出了既可安全熔斷又可承受6kV或更高短浪涌的電阻裝置。