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功率技術/新能源  

多款可提供更高功率的新型電阻產品上市

上網時間: 2007年10月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:金屬膜電阻  線繞電阻  電源電阻  額定功率 

雖然電阻的形式種類繁多,但最常見於功率應用的是金屬薄膜電阻和繞線電阻。對於電阻製造商而言,最大的挑戰在於如何在相同封裝尺寸的電阻中加入更多功率,無論它是用於小型電子元件還是用於大型的工業設備中。儘管他們必須盡可能獲得較高的額定功率,但也不能使該電阻產生過量的熱。

由於碳化合物電阻不具電感應性,因此,儘管它存在供貨和價格昂貴的問題,許多工程師們仍然推薦在特定的功率應用中採用過時的碳化合物電阻。不過,此處所討論的重點是金屬薄膜電阻和繞線電阻。

在電阻領域中,封裝尺寸越大,電阻所能處理的功率就越高。然而,目前的市場日益要求更小的電子產品尺寸,這也意味著對較小元件的需求。此外,再加上對於更佳散熱性能和更小容差的多項要求,使得製造商面臨著巨大的挑戰。

現在,電阻製造商正增強其電源產品線,以期在相同或更小尺寸的封裝中提供更高的功率和更好的散熱性能。此外,已經有好幾家電阻製造商可供應運作於275℃的電阻,這些電阻能夠耐受汽車和工業應用中的惡劣環境條件。還有一些製造商已開發出了散熱器電阻以及針對這些元件的表面安裝封裝。

“標準電子元件尺寸的不斷縮減使得較小板空間中所耗用的功率更高,因此電源電阻必須能夠在每平方英吋上處理更高功率,”Stackpole Electronics公司產品工程經理Kory Schroeder表示。

Schroeder表示,額定功率和升溫之間的關係也是特徵化的關鍵。電源電阻的主要關注問題是電路板溫度符合105℃的UL限制。他指出,一旦板熱度接近這一溫度限制,設計人員就會開始焦頭爛額。

此外,效率更高的電源意味著電阻必須具有更小的容差和更高的電阻溫度係數(TCR)。Schroeder表示,在出現小型化趨勢以前,容差並不重要,但目前設計人員一般需要5%的容差。

Schroeder表示,另一方面,工業設備的尺寸變得越來越大,所提供的功能也越來越強大,由此也形成了一種需要更高電源電阻的趨勢。

一般而言,要採用金屬薄膜還是繞線電源電阻是由額定功率決定的。如果額定功率要求為5W以下,一般會選擇金屬薄膜電阻;如果要求達5W以上,設計人員就會選擇採用繞線電阻。這意味著重疊應用的額定功率一般為5W。

過去一年來,這些趨勢已經催生了一些新產品的開發。

Stackpole和BI Technologies等製造商已經實現了對於更佳散熱性能的要求。Stackpole公司利用在自由氣體中具有5W連續功率的0.5×0.5英吋表面裝貼元件重組了其HPC系列。這些元件佔用的板空間與典型的3W繞線表面裝貼元件相同。此外,Stackpole還表示,在空氣流動速度為200lfm或400lfm的情況下,額定功率分別提高到10W和12.5W,且不會超過105℃的電路板溫度限制。

Stackpole還介紹了該公司的RHC高功率、厚膜晶片電阻,該元件採用2512封裝,能夠處理2W的功率。這種晶片電阻採用專用的材料和製程,比標準2512晶片的工作溫度更低30℃,在105℃以下具有良好的焊點溫度。

Stackpole公司還為其TR系列TO-220電源薄膜電阻增加了30W和50W產品。這種電阻一般與其它功率IC一起安裝在溫度保持在25℃的散熱器上,因而使這些小元件可耗散更高功率。

美國加州BI Technologies公司的75W電源電阻BHP75系列使用了三種散熱技術。該系列產品採用TO-220開放屏蔽基板封裝,並裝配一個連接至基板的隔熱錐形擴散管,以獲得最佳化的散熱性能。該設計使得熱空氣沿著擴散管上升而遠離電阻。

同樣地,更高功率仍然是最終目標。

美國賓州的KOA Speer Electronics公司日前發佈了WK73系列寬終端扁平晶片電阻,該電阻可以提供更高的額定功率和增強的散熱性能。與該公司額定功率為1W、採用2512外形尺寸的RK73B3A相較,這款1225外形尺寸的WK73S3A提供了1.5W的額定功率。

為了獲得精確性和穩定性,德州TT electronics公司的IRC先進薄膜部門推出MHP TO-247電源電阻,並採用100W和140W兩種封裝。這些電阻具有極低的電感係數和很低的熱阻抗。

Stackpole公司現已擁有採用表面裝貼封裝的20W、25W和30W功率薄膜電阻。該公司還在其KAL鋁外殼繞線電源電阻中增加了100W和250W的產品。

能夠耐受較高溫度的電阻有來自TT electronics公司IRC纜線和薄膜技術部門的產品。這款CCW軸向繞線電阻、CAW繞線電阻和CAF薄膜電源電阻均可在高達275℃的溫度下運作。標準尺寸和小型尺寸的IRC CMO金屬氧化物電阻在70℃下具有0.25W~9W的額定功率,可以提供240℃的最高工作溫度。

Vishay Intertechnology公司是可實現較高額定電阻和額定電壓的供應商之一,該公司符合RoHS認證的D2TO20 20W厚膜電源電阻採用小型TO-263封裝,電阻範圍為0.010Ω~550kΩ。

作者:羅吉娜




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