Menggunakan resistor pada daya terukurnya

Sebuah resistor 1% lapisan film berlapis logam (PTH) standar biasanya dinilai pada 250 mW. Dalam kondisi apa ia bisa menangani kekuatan itu? Apakah tindakan pencegahan pemasangan khusus diperlukan, atau akankah pemasangan rata pada PCB, dengan jejak 0,5 mm dilakukan?

Sebuah resistor akan mencapai kesetimbangan termal ketika energi yang dihamburkan sama dengan energi yang terkuras ke lingkungan. Untuk mengalirkan panas ke lingkungan, suhu resistor harus lebih tinggi daripada lingkungan; semakin tinggi perbedaan suhu, semakin banyak panas akan mengalir. Jadi resistor dapat menghilangkan daya lebih banyak pada suhu lingkungan yang rendah. Nilai daya dapat ditentukan pada 25 ° C dan turun pada suhu yang lebih tinggi. Resistor chip film tebal ini diturunkan hanya dari 70 ° C, seperti yang ditunjukkan grafik berikut:

Jadi, 100mW 0603 masih dapat menghilangkan 100mW ini pada 70 ° C, tetapi seharusnya tidak menghilangkan lebih dari 50mW pada suhu lingkungan 100 ° C.

Lembar data tidak memberikan saran terhadap tata letak tembaga (pola tanah dan lebar jejak) yang akan memengaruhi panas yang dilakukan. (Konveksi akan rendah untuk SMD, dan radiasi hampir nol; suhunya terlalu rendah untuk itu.) Mungkin tergoda untuk memiliki banyak tembaga yang terhubung ke pad, tetapi pastikan ini tidak menyebabkan masalah dalam penyolderan.

Anda mungkin menemukan istilah 'derating' dalam situasi ini. Sebagai contoh, resistor 250mW dibangun ke dalam desain sehingga untuk memisahkan 200mW diturunkan oleh 50mW. Anda biasanya meninggalkan setidaknya sedikit margin karena resistansi aktual resistor dapat menyimpang dari nilai yang dinyatakan ketika menjadi terlalu panas, dan umumnya akan menjadi sangat panas jika Anda mengoperasikannya pada peringkat daya maksimum yang ditentukan.

Jumlah derating yang dibutuhkan dalam suatu desain berhubungan dengan pengaturan fisik rangkaian; selungkupnya, apakah ada aliran udara (atau cairan pendingin lainnya), seberapa dekat komponen-komponennya, dan tentu saja, disipasi daya yang diharapkan dari semua bagian sirkuit lainnya, juga. Ini biasa disebut 'analisis termal'.

Jawaban sebenarnya ada dalam lembar data, tentu saja, tetapi umumnya peringkat daya dari resistor semacam itu adalah untuk udara masih pada suhu tertentu, biasanya 25 ° C.

Anda dapat menggunakan resistor pada daya terukurnya hanya jika Anda dapat menjamin kondisinya. Misalnya, jika ini adalah papan terbuka dalam situasi kantor, maka itu mungkin bisa dilakukan. Jika di dalam kotak tertutup kecil atau ada hal-hal lain yang menghilangkan daya signifikan dalam kotak yang sama maka Anda mungkin tidak dapat memenuhi spesifikasi 25 ° C. Jika kotak memiliki kipas dan itu akan digunakan di lingkungan kantor, maka Anda mungkin bisa.

Jika sirkuit harus bekerja di luar ruangan tanpa pendinginan aktif, maka Anda tidak dapat menjamin spesifikasi 25 ° C. Dalam hal ini, Anda harus melihat di lembar data lagi dan melihat seberapa banyak Anda harus menurunkan spesifikasi daya. Lembar data harus memberikan kurva derating atau persamaan, seperti derate oleh 2 mW per derajat C misalnya. Katakanlah unit ini harus bekerja hampir di mana saja di luar ruangan, jadi bayangkan suhu udara hingga 125 ° F memungkinkan, yang keluar hingga 52 ° C. Sekarang tambahkan apa pun kenaikan suhu di dalam kotak dibandingkan dengan di luar karena disipasi. Katakanlah itu 10 ° C lagi, jadi sekarang resistor dapat melihat hingga 62 ° C. Tambahkan lebih banyak untuk kemungkinan duduk di bawah sinar matahari, jadi mungkin kita akan menyebutnya 75 ° C. Jadi sekarang Anda mendapatkan 75 ° C - 25 ° C = 50 ° C naik di atas level spesifikasi daya penuh. Pada 2 mW per ° C, itu berarti Anda harus menurunkan kemampuan daya resistor sebesar 100 mW. Jadi dalam contoh ini (saya baru saja membuat angka-angka ini, lihat lembar data untuk nilai-nilai nyata) sebuah resistor "1/4 Watt" hanya dapat digunakan pada 150 mW.

Di atas semua itu, dia jawaban yang baik, ketika Anda menghasilkan nilai daya yang dapat diterima, turunkan lagi jika Anda peduli dengan kehidupan.

Nilai pembuangan untuk komponen SMD akan sering memiliki satu atau lebih catatan terkait. Ini mungkin mengatakan misalnya
1. "udara bebas" / 2. dipasang pada PCB FR4 sisi ganda dengan setidaknya 4 sentimeter persegi tembaga / 3. ketika didinginkan oleh aliran bendungan Boulder di pertengahan musim dingin, atau serupa. Heat sinking ke jejak tembaga 0.5mm dan rata pada PCB mungkin mendekati kasus terburuk untuk pendinginan. Turun ke sebagian kecil dari nilai yang dihitung setelah faktor-faktor lain dianggap "mungkin bijaksana".

Menjalankan komponen apa pun secara termal "di tepi" bertanggung jawab untuk membuat hari-harinya kurang lama di permukaan tanah.

Biasanya berjalan pada 50% dari nilai maksimum yang diizinkan dalam situasi tertentu bukan masalah besar. Jika Anda perlu menjalankan pada disipasi maksimum, tanyakan pada diri sendiri seberapa yakin Anda bahwa ini benar-benar maksimum maksimum yang pernah ada.