저항 서지 등급

220uF 커패시터가있는 회로가 있으며 돌입 전류를 제한하는 데 저항이 사용됩니다.

나는 잘못된 전력 등급 저항기를 어리석게 장착했으며 (실패하지는 않았지만) 내 실수를 깨닫는 데 시간이 걸렸습니다. 올바른 저항은 훌륭하다고 생각합니다 (많은 시간 동안 실행되어 전력의 두 배입니다).하지만 등급을 계산하고 이론적으로 증명하는 방법에 대해서는 약간 당황합니다.

3R3 1.5W 2512 패키지로 제공되는 저항 (2 개 병렬 사용)

TE Connectivity CRGS2512J3R3 (링크를 추가하려고했지만 평판이 충분하지 않음)

데이터 시트에 서지 등급이 적절하지 않다는 그래프가 있으며 그래프를 제공하는 데 도움이되지 않는 다른 저항에 계산기를 적용 할 수 있도록 이러한 곡선을 계산하는 방법에 관심이 있습니다.

여기 줄거리가 있습니다

스코프 (100VDC 공급)와 40A를 약간 넘는 돌입을 측정했지만 이론상 최대 값은 60A를 초과하지만 역 극성 보호 다이오드와 퓨즈 및 PCB 트레이스 및 캡 ESR이이를 감소시킵니다.

두 개의 저항을 병렬로 통과하는 총 돌입 전류는 약 20A입니다.

알 수 있듯이 서지는 약 0.5ms 후에 피크의 50 %로 감소 했으므로 이것을 0.5m 너비의 구형파로 적절한 근사치로 간주 할 수 있다고 생각합니다 (EMC 표준은 TVS 다이오드에 대한 조언 등)

온라인으로 앱 노트가 있습니다

SMD 저항기에 대한 Vishays 펄스로드 : 한계 (링크 추가에 충분한 반복 제거)

주기적 펄스가 단일 펄스 (논리적)보다 더 많은 디 레이팅이 필요하다는 것을 이해합니다. 단일 펄스가 주기적이되는 지점에서 모든 전자 장치를 꺼야 할 수도 있으므로 또 다른 주제입니다!

1 초주기의주기적인 펄스에 대한 vishays 데이터 시트의 계산 사용 및 돌입 측정 데이터 사용

P = (V ^ 2 / R) * ti / tp

V = 100, R = 3.3, ti = 0.0005, tp = 1

1.515W (절대 최대)의 값을 제공하며,인가 된 서지가 더 빈번한 경우 전력이 증가하는지 확인할 수 있습니다 (저항이 실패한 경우 발생)

데이터 시트의 그래프를 보면 (눈에는 쉽지 않지만) 3R3 저항을 통한 20.1A의 피크 전력은 1333W입니다.

데이터 시트의 그래프는 0.001 펄스 시간 (값을 읽을 수있는 편리한 지점)에 대해 경감하는 것과 일치하지 않는 것으로 보입니다. 그래프는 대략 1kW 최대 피크 펄스 전력을 나타냅니다. 저항의 두 배입니다

나는 이것을 보면서 너무 많은 시간을 보냈고 단순히 잠자리에 들고 신선한 것을 깨울 필요가 있다고 생각합니다.

커패시터로의 에너지를 계산할 수는 있지만 어떻게 해야할지 모르겠습니다. 방법이 맞습니까? 더 좋은 방법이 있습니까? 제조업체가 펄스 / 서지 등급을 지정하지 않은 경우이를 수행하는 방법입니까?

모든 조언을 부탁드립니다

$I^2\cdot s$

위의 종류의 사양은 퓨즈에 대해 더 일반적으로 발견됩니다. 퓨즈가 수행하는 작업이기 때문입니다. 반면 저항기는 실제로 소멸되도록 설계되었습니다. 따라서 고려해야 할 또 다른 요소가 추가되었습니다.

대신 2512 곡선을 봅시다. 약 까지 평평합니다.$t=100\:\mu\textrm{s}$$4000\:\textrm{W}\cdot 100\:\mu\textrm{s}=400\:\textrm{mJ}$$18\:\textrm{W}\cdot 1\:\textrm{s}=18\:\textrm{J}$$1\:\textrm{s}$

$$\begin{split}E_{limit}&=4000\:\textrm{W}\cdot t\\E_{limit}&=1.91089572\:\textrm{J}\cdot \ln \left(t\right)+18\:\textrm{J}\end{split}\quad\begin{split}&\textrm{ where}\quad t \le 100\:\mu\textrm{s}\\&\textrm{ where}\quad 100\:\mu\textrm{s}\le t \le 10\:\textrm{s}\end{split}$$

이것은 핫스팟 계산이며 차트 지속 시간의 몇 배에 불과하며 다른 요인으로 인해 소비 전력이 정격 전력에서 안정화 될 수 있습니다. 그들은 커브가 1 초만 나가는 것을 보여줍니다. 그러나 위의 방정식 은 해당 곡선의 끝을 약간 지나서 작동 할 수 있습니다 . 어쨌든, 그것은 당신에게 아이디어를 제공합니다.

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내가 적분을했다면 RC 회로에 의해 R로 전달되는 에너지는 다음과 같은 시간 함수입니다.

$$E_{decay}=\frac{V_0^2\cdot C}{2}\cdot \left(1-e^{-\cfrac{2\cdot t}{R\cdot C}}\right)$$

$E_{limit}$$40\:\textrm{A}$$V_0=132\:\textrm{V}$$t=100\:\mu\textrm{s}$$\approx 462\:\textrm{mJ}$

이 곡선은 약간의 시간이 더 주어지면 충분한 시간이있어 나머지 문제가 없음을 나타냅니다. 그러나 이것은 단일 장치를 사용할 때 문제가 발생하는 것으로 보입니다 .

나는 당신이 그들 중 두 가지를 사용하고 여전히 문제가 있음을 수집합니다. (이 모든 것이 어떻게 마운트되는지 확실하지 않으며 그 또한 중요 할 수 있습니다.) 어쨌든 를 연결하면$1.65\:\Omega$$812\:\textrm{mJ}$

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대해 위의 첫 번째 방정식을 수정해야했기 때문에 추가 된 메모$t\lt 100\:\mu\textrm{s}$

따라서 수정하면 과 같이 훨씬 더 짧은 시간 동안 더 쉽게 볼 수 있습니다.$t=10\:\mu\textrm{s}$$E_{decay}$$V_0=132\:\textrm{V}$$40\:\textrm{A}$$100\:\textrm{mJ}$$1.65\:\Omega$$4000\:\textrm{W}\cdot 10\:\mu\textrm{s}=40\:\textrm{mJ}$$V_0=100\:\textrm{V}$$60\:\textrm{mJ}$

왜 당신이 문제를 겪고 있는지 알 수 있습니다.

열이 저항 내부에 완전히 남아 있다고 가정하면 한 펄스에서 온도 상승을 계산할 수 있습니다. 5도 Cent라면 괜찮아요? 그러나 5,000 도의 센트 상승이 (이미 혈장으로 바뀐 경우) 괜찮지 않다고 동의 했습니까?

저항이 내부에 얼마나 많은 열을 저장할 수 있는지 알아야합니다. 유용한 수는 다음과 같습니다. 실리콘의 비열 (실리콘 웨이퍼로 사용되는 순수한 재료와 같은)은 섭씨 온도 당 입방 미크론 당 1.6 피코 줄입니다.

저항 크기를 미크론, 길이, 너비, 높이로 변환하고 총 부피를 계산하겠습니다. 저항기에 금속 필름이 증착되는 점토 / 세라믹베이스가 있다고 가정합니다. 필름에서 열이 발생하여 실리콘 / 클레이 / 세라믹베이스로 빠르게 흐릅니다.

시간 상수는 무엇입니까? 주의를 기울이십시오. 열 흐름의 시간 상수는 크기가 선형이 아닙니다. 시간 상수는 크기의 제곱으로 변경됩니다.

실리콘 큐브 시정 수의 크기

1 미터 큐브 11,400 초

10cm 큐브 114 초

1cm 큐브 1.14 초

1mm 큐브 0.014 초 (14 밀리 초) SMT 저항 크기

100 미크론 큐브 114 마이크로 초

10 미크론 큐브 1.14 마이크로 초

1 미크론 큐브 11.4 나노초

0.1 미크론 큐브 114 피코 초 (대략 FETS의 전도성 층의 두께

편집 내 의견으로는, 저항 영역이 두꺼울수록 저항이 더 생존 할 수 있습니다. 박막에서는 열이 점토 / 실리콘 벌크로 유입되어야합니다. 탄소 조성 저항기에서, 저항기 본체의 대부분은 저항기를 포함하고; 그 결과, 열이 저항성 벌크 전체에 발생하고 리드를 제외하고 열이 어디로 갈 수 없기 때문에 즉각적인 방열판으로 전체 질량을 잘 활용합니다. 이를 염두에두고이 다이어그램을 살펴보십시오.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

1mm 큐브 저항의 에너지 저장에 대해 논의 해 봅시다. 에너지 저장 문제가 있습니다. 면당 1,000 미크론에서이 큐브의 부피는 10 억 입방 미크론입니다. 저항 영역, 외부 보호 글레이즈 및 내부 하드-세라믹베이스-전체 저항이 섭씨 / 입방 마이크론 당 1.6 피코 줄 (picoJules)을 가지고 있다고 가정하면 열용량은 다음과 같습니다.

$$1billion cubicmicrons * 1.6 picoJoule/cubicmicron/degree Cent$$

또는 1.6 밀리 줄 /도 Cent 에너지 저장.

귀하의 에너지는 0.5milliSec에 대해 저항 당 20 암페어 (2 개의 병렬, 각각 3.3)입니다. 줄은 무엇입니까? P = I ^ 2 & * R = 20 * 20 * 3.3 * 0.0005 초 또는 1320 줄 / 초 * 0.0005 = 0.65 줄.

이제 650 밀리 줄 /1.6 밀리 줄 (1 밀리미터 큐브 부피의 경우)로 나누고 온도 상승은 400 ℃입니다. 솔더 용해; 알루미늄 크리프.

$$P = v^2/R\frac{ti}{tp} = (100x100/1.65) \text x 0.0005/1 = 3.03W$$ $$p = I^2R = 40x40x1.65 = 2,640$$ 저항기를 안전하게 사용하려면 각 저항기에 최대 부하를 전달해야합니다. 따라서 3W 를 소멸시킬 수 있으려면 각 3.3 저항이 필요합니다 .

편집 : 전력 정격을 두 배로 늘리는 추가 이유는 다음과 같습니다. 1) 각 저항이 다른 저항의 방열 기능을 방해합니다 .2) 각 저항이 다른 저항 의 히터 가됩니다 .