Regeln für die Auswahl der Nennleistung eines Widerstands

Nehmen wir an, wir entwerfen ein System und darin haben wir einen Widerstand R mit Spannungsdifferenz v über seine Terminals. Dann geht die Kraft verloren P = v 2 / R .

Natürlich hat der Widerstand eine gewisse Toleranz, also liegt sein Wert dazwischen R − Δ R Und R + Δ R .

Die Spannung hat auch eine gewisse "Toleranz" (maximale Welligkeit gegenüber einer geregelten Nennspannung), liegt also dazwischen v − Δ v Und v + Δ v .

Bei der Entscheidung, welche Nennleistung für den Widerstand gewählt werden soll, ist es meines Erachtens sinnvoll, sich in die schlimmstmögliche Situation zu versetzen, also die höchstmögliche Verlustleistung P M A X = ( v + Δ v ) 2 / ( R − Δ R ) .

Wenn wir davon ausgehen, dass wir die Werte für genau kennen Δ R Und Δ v , wie viel größer als P M A X sollte die Widerstandsbewertung sein? Wir befinden uns bereits im schlimmstmöglichen Szenario, sollten wir uns trotzdem etwas mehr Fehlerraum gönnen?

Gibt es auch eine robustere Methode zur Berechnung der Nennleistung als die von mir erwähnte?

20%. Für Technik.
Wenn Sie dies genau richtig machen möchten, sollten Sie möglicherweise eine Leistungsminderung für die spezifische Umgebung oder erneut für die Worst-Case-Umgebung in Betracht ziehen. Oder Sie nehmen ein Bauchgefühl von 25 % und nennen es einen Tag.
Hitze verursacht Schäden, aber wenn die Spannung Wechselstrom ist, reicht die Zeitverzögerung normalerweise aus, um die Spitze nicht zu berücksichtigen, sondern nur den Effektivwert. Dies ist ein bisschen ein Spoiler - Sie müssen die Wärmekapazität berücksichtigen und wo ziehen Sie die Grenze für diesen oder jenen Widerstand, dh bei welcher niedrigen Frequenz betrachten wir den Spitzenwert anstelle des Effektivwerts.
Ich berechne den Widerstand, um zu wissen, welche Leistung abgeführt wird, und wähle dann eine höhere Bewertung.
Ich mag es, wenn meine Widerstände aus Gründen der Zuverlässigkeit kühl laufen, daher tendiere ich dazu, Widerstände auszuwählen, deren Nennleistung ungefähr doppelt so hoch ist wie die von mir berechnete durchschnittliche Verlustleistung.

Antworten (5)

Beim Engineering für kommerzielle Testgeräte hatten wir eine Standardregel, dass Widerstände niemals über 50 % ihrer Nennleistung betrieben werden sollten. Diese Regel bedeutete, dass Sie ihren Beitrag zur MTBF des Gesamtgeräts nicht berücksichtigen mussten, wenn die Widerstandshersteller die Verlustleistung für Umgebungstemperatur und eine Lebensdauer von X0000 Stunden bewerten. Hin und wieder konnten wir diese großzügige Überdimensionierung nicht erfüllen, und dann mussten wir detaillierte Berechnungen durchführen, einschließlich der Umgebungstemperatur.

Für Militär- oder Autoelektronik unter der Motorhaube würden Sie die Zuverlässigkeit noch weiter herabsetzen.

Wenn Sie dem eine Zahl zuordnen müssten (Militär/Auto), welche wäre das?
Weniger als 50 %, vielleicht 25 %. <mit einem Augenzwinkern einfügen>Denken Sie daran, dass die Autoelektronik viel zuverlässiger sein muss als das Militär. Wenn ich 100 Militärfunkgeräte baue, 10 auf eine Mission gehen und eines scheitert, geht dieser Defekt im Lärm der Schlacht unter. Wenn ich 1 Million EMUs baue, gehen 1 Million auf die Straße, wenn 100 scheitern, bekomme ich geschäftstötende Publicity und einen großen Rückruf
hmm.. Aber ich dachte, militärische Standards sind strenger als Automobile!!
@seetharaman das ist genau das, würdest du gerne denken, oder? Aber kommerziell schlägt operativ.
Wenn ich das richtig verstehe, wollen Sie sagen, dass militärische Standards strenger sind als Automobile, aber nur auf dem Papier. Rechts??

Da das Militär erwähnt wurde, werde ich es speziell ansprechen.

Ich bin derzeit in Mil/Aero tätig, und Luft- und Raumfahrtanwendungen für Verkehrsflugzeuge haben strenge Zuverlässigkeitsanforderungen, ebenso wie militärische Ausrüstung.

Nehmen Sie die ehrwürdige CRCW- Serie von oberflächenmontierten Geräten; diese reduzieren sich linear von 70 °C.

CRCW-Derating-Kurve

In diesen Anwendungen werden wir konduktionsgekühlt (Konvektionskühlung verliert in einem drucklosen Avionikschacht an Bedeutung, da die molekulare Dichte nicht viel Wärmeübertragung unterstützt), also nehmen wir die Kantentemperatur der Karte (normalerweise müssen wir dort etwa 85 ° C aushalten) und addieren die thermische Impedanz der Leiterplatte, so dass wir normalerweise eine Umgebung von etwa 90 bis 95 ° C am Bauteil haben.

Bei dieser Temperatur beträgt die Nennleistung des Teils etwa 65 % der Nennleistung bei 70 °C. Aus Gründen der Zuverlässigkeit reduzieren wir diese Leistung dann um 50 %, sodass die effektive Nennleistung des Teils in dieser Umgebung etwa 30 % der Nennleistung beträgt.

Beachten Sie, dass selbst dieser Derating-Wert immer noch Teil der Zuverlässigkeitsanalyse ist (normalerweise gemäß MIL-HDK-217).

Hinweis: Für diese Teileserie gilt die thermische Regel, dass 155 °C im Teil selbst nicht überschritten werden dürfen (siehe Datenblatt).

Wenn Sie nahe der Nennleistung laufen, berücksichtigen Sie die Umgebungstemperatur und die Auswirkungen, die diese Temperatur auf andere Teile haben kann.

Aber generell bleibe ich bei 75% der Nennleistung.

Der Betrieb bei Nenntemperatur (oder sogar 75%) erfordert eine einwandfreie Kühlung unter idealen Betriebsbedingungen - die Bewertung geht davon aus. Selbst dann hat Ihr Widerstand eine Oberflächentemperatur von 600-700F, was ausreicht, um viele Dinge in Brand zu setzen.

Ich bin nicht schüchtern, wenn ich um 400 Prozent überschätze. Bei einem Projekt, bei dem ich genau das getan habe, hatte ich immer noch einen Anstieg von 260F. Es war die Gewissheit wert, sich um diese Komponente unter entschieden nicht idealen Betriebsbedingungen keine Sorgen machen zu müssen.

Wenn ich Zuverlässigkeit möchte und der betreffende Widerstand genügend Leistung abführt, die es wert ist, in Betracht gezogen zu werden (anstatt "Kleinsignal"), würde ich um mindestens 50% herabsetzen. Selbst ziemlich niedrige scheinbare Wärmewerte wirken sich auf lange Sicht heimtückisch auf die Zuverlässigkeit aus. Ich würde auch so viel "Luft zum Atmen" in Bezug auf Platz und Luftstrom wie möglich geben.

Ich habe gerade eine Endstufe zerlegt, die ich vor 29 Jahren gebaut habe (Junge, ich fühle mich alt), um sie zu überholen, und war ziemlich erfreut, nirgendwo Anzeichen einer Überhitzung zu finden.

Regeln für die Auswahl der Nennleistung eines Widerstands
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v