电阻有了“额定功率”,为什么还有“额定电压”?

我们在审核电路的时候,往往比较关注电阻的额定功率。

但是,往往会想当然的认为:因为欧姆定律,所以电阻一定的情况下:

P=UI=U²/R=I²R

电压确定了,功耗也就确定了。所以这两个参数相关。不少开发人员觉得,关注额定功率就可以了,电阻的额定电压是多余的参数,不需要关注。

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电阻正常工作是,电压不应该超过最高工作电压,否则,可能导致内部绝缘损坏而击穿电阻。

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没有达到额定功率,只是一般不易热损坏。若电阻的散热条件较好,电阻温度较低,理论上功率可以超过额定功率,但实际上若没有特殊的散热措施,不会出现这种情况。

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所以,电阻的额定电压和额定功率两个条件都要遵守。

额定电压主要是基于绝缘的要求,取决于电阻的材料和工艺。

额定功率主要是基于电阻的散热能力。

实际运行时,有的情况下,电阻在额定电压下,实际功率已经超过了额定功率的;有的情况下,电阻在满足额定功率的时候,电压已经超过额定电压的;
这个情况,第一跟电阻的阻值有关,第二跟电阻的封装和工艺有关,第三有时可以超过额定功率,只要温度不超过额定温度,跟环境温度有关,这种情况比较少。

电阻“额定功率”和“额定电压”的降额规范

1、合成型电阻器

1.1 概述

合成型电阻器件体积小,过负荷能力强,但它们的阻值稳定性差,热和电流噪声大,电压与温度系数较大。

合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。

1.2 应用指南

a) 合成型电阻为负温度和负电压系数,易于烧坏。因此限制其电压是必须的。
b) 在潮湿环境下使用的合成型电阻器,不宜过度降额。否则潮气不能挥发将可能使电阻器变质失效。
c) 热点温度过高可能导致合成型电阻器内部的电阻材料永久性损伤。
d) 为保证电路长期工作的可靠性, 电路设计应允许合成型电阻器有±15%的阻值容差。

1.3 降额准则

合成型电阻器的降额准则见下表。

“合成型电阻器降额准则”
合成型电阻器降额准则

2、薄膜型电阻器

2.1 概述

薄膜型电阻器按其结构,主要有金属氧化膜电阻器和金属膜电阻器两种。
薄膜型电阻器的高频特性好,电流噪声和非线性较小,阻值范围宽,温度系数小,性能稳定,是使用最广泛的一类电阻器。
薄膜型电阻器降额的主要参数是电压、功率和环境温度。

2.2 应用指南

a) 各种金属氧化膜电阻器在高频工作情况下, 阻值均会下降 (见元件相关详细规范) 。
b) 为保证电路长期工作的可靠性,设计应允许薄膜型电阻器有一定的阻值容差,金属膜电阻器为±2%,金属氧化膜电阻器为±4%,碳膜电阻器为±15%。

2.3 降额准则

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3、电阻网络

3.1 概述

电阻网络装配密度高,各元件间的匹配性能和跟踪温度系数好,对时间、温度的稳定性好。

电阻网络降额的主要参数是功率、电压和环境温度。

3.2 应用指南

为保证电路长期工作的可靠性,设计中应允许电阻网络有±2%的阻值容差。

3.3 降额准则

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4、线绕电阻器

4.1 概述

线绕电阻器分精密型与功率型。线绕电阻器具有可靠性高、稳定性好、无非线性,以及电流噪声、温度和电压系数小的优点。

线绕电阻器降额的主要参数是功率、电压和环境温度。

4.2 应用指南

a) 在 II 级降额应用条件下,不采用绕线直径小于 0.025mm 的电阻器。
b) 功率型线绕电阻器可以经受比稳态工作电压高得多的脉冲电压, 但在使用中应作相应的降额。
c) 功率型线绕电阻器的额定功率与电阻器底部散热面积有关, 在降额设计中应考虑此因素。
d) 为保证电路长期工作的可靠性,设计应允许线绕电阻器有一定的阻值容差:精密型线绕电阻器为 ±0.4%;功率型线绕电阻器为 ±1.5%。

4.3 降额准则

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