Ich baue eine Schaltung, um einen sehr kleinen Bereich auf eine relativ hohe Temperatur (~ 100 ° C) zu erwärmen. Um dies zu erreichen, verwende ich einen SMD-Widerstand, der von einem MOSFET gesteuert wird, mit einem angrenzenden Thermistor zur Temperaturüberwachung und -steuerung. Um eine schnellere Erwärmung zu erreichen, erwäge ich, eine höhere Leistung durch die Widerstände zu leiten, als für die sie ausgelegt sind, zumindest bis sie die erforderliche Temperatur erreichen. Solange ich die Temperatur (über PWM-Steuerung) der Widerstände steuere und ihre Temperatur innerhalb ihrer Nenntemperatur (normalerweise um 125 ° C) halte, gibt es irgendwelche Probleme, die sich daraus ergeben würden?
Ich würde vorschlagen, dass kleine SMD-Widerstände fragwürdig wären, aber Sie könnten sicherlich sehr kleine Leistungswiderstände verwenden, um Ihr Ziel zu erreichen.
Diese Art von Leistungswiderstand könnte Ihren Anforderungen entsprechen: http://www.vishay.com/docs/51055/d2to20.pdf
Sie haben Ihre Anforderungen in Bezug auf das Volumen nicht genau angegeben, aber Widerstände wie dieser haben eine SOA von bis zu 140 °C. Es scheint möglich, diese Art von Gerät mit einer PWM anzusteuern, um die erforderliche Temperaturerhöhung bereitzustellen.
Ich habe auch zwei TO-220-Leistungstransistoren verwendet, die um einen Kristall geklemmt waren, um einen Kristallofen bei 80 ° C herzustellen ... funktionierte gut.
Abhängig von Ihrer Anwendung (und da Sie bereits einen FET zum Ansteuern der Widerstände verwenden) können Sie den FET einfach als Wärmequelle verwenden. Indem Sie VDD für einen N-Kanal-FET auf einem bestimmten Spannungspegel konstant halten, können Sie die gesamte erforderliche Wärme direkt im FET abführen. In Bezug auf die Temperatur gelten dieselben Regeln, aber die meisten Leistungs-FETs haben einen SOA-Ausgang von mindestens 125 °C, sodass 100 °C praktisch erscheinen. Sie können den Strom durch den FET mit einem Widerstand mit kleinem Wert erfassen.
Sie könnten sogar einen linearen Leistungsregler in irgendetwas von TO-92 bis TO-220 oder sogar SMD D2PAK verwenden, um die Wärme bereitzustellen. Konfigurieren Sie einfach in einem Konstantstromkreis und modulieren Sie ihn vom Feedback-Pin-Teiler.
Wahrscheinlich nicht. Beachten Sie jedoch, dass die Temperatur auf der Oberfläche des Widerstands (oder am Messwiderstand) möglicherweise nicht genau die Kerntemperatur des Widerstands widerspiegelt. Bei großen, schnellen Spannungs- oder Stromanstiegen kann der Widerstandstemperaturgradient (Unterschied zwischen Innen- und Außentemperatur des Kerns) erheblich sein. Ich vermute, dass dieser Farbverlauf für ein SMD-Teil nicht relevant wäre.
Lassen Sie uns über Zeitkonstanten von Komponenten sprechen. Keramische Substrate für Widerstände umfassen Siliziumatome. Siliziumwürfel, 1 cm Würfel, haben einen thermischen Tau von 1,14 Sekunden.
Siliziumwürfel, 1-mm-Würfel, haben thermisches Tau 100-mal schneller oder 11,4 Millisekunden.
Siliziumwürfel, 100-Mikron-Würfel, haben thermisches Tau wieder 100-mal schneller oder 114 Mikrosekunden.
Der Punkt ist: Ihr Thermistor meldet nicht die richtige Temperatur, da zwischen der Wärmequelle und dem Monitor ein erheblicher "thermischer Abstand" besteht.
Sie können den Wärmefluss zwischen dem Thermistor und der Wärmequelle modellieren, indem Sie Rth einer Kupferfolie {1 Unze/Fuß^2} als 70 Grad C pro Watt pro Quadrat verwenden --- jede Quadratgröße: 1 cm, 1 Fuß, 1 mm.
[Vor der Bearbeitung waren die Zahlen für Kupfer: 0,9 Sek., 9,0 mS, 90 uS]
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