为高功率应用选择脉冲电阻器

高功率开关会导致浪涌或脉冲条件。脉冲电阻器可抑制脉冲并防止损坏敏感元件。脉冲电阻器的应用包括电源和电机（浪涌电流）、除颤器、焊接设备、医疗设备和医疗电缆。

过载、浪涌电流、脉冲和浪涌事件在很大程度上是不可预测的。选择正确的脉冲电阻器以抵御任何潜在威胁非常重要。一个关键的设计选择是在脉冲电压电阻器和能够承受大电流的电阻器之间。一个的设计与另一个完全相反。在这篇文章中，我们只考虑大电流脉冲电阻器的设计。

了解威胁

高能脉冲可以出现在各种应用中。它们可能是可预测的或随机事件。了解事件的性质、应用和环境条件非常重要。

能量是时间乘以的力量。在承受过载、浪涌或脉冲事件的电路中，电压和/或电流会增加。因此，给定一个固定的电阻，功率也会增加。事件持续时间越长，能量越高。

电阻器以热量的形式消散这种能量。未能选择正确的厚膜脉冲电阻器可能意味着高温会破坏电阻器材料或降低长期性能。

散热量取决于电阻元件的结构。它还与电阻冷却（如果有）和环境温度有关。在短的高振幅脉冲下，电阻材料的温度可以达到数百摄氏度。

然而，较短的脉冲宽度意味着没有足够的时间让能量（以热量的形式）通过基板材料的质量传递。电阻器中的热量产生和传递需要时间。因此，电阻器的脉冲负载能力取决于脉冲持续时间。

持续时间短的高脉冲负载可能不会产生明显的加热效果。然而，持续时间较长的较低脉冲负载会造成更大的损坏。

当单个脉冲以较低的峰值幅度出现但持续时间较长时，平均功率更受关注。基板材料将消散脉冲事件产生的一定比例的热量。但是，重要的是要确保不超过电阻器件的最大额定功率。

脉冲的形状和脉冲之间的持续时间也需要仔细考虑。脉冲形状可以变化，从矩形或三角形到典型的指数衰减曲线。

要为给定应用选择合适的脉冲电阻器，首先要评估环境。请记住，脉冲负载图适用于室温。如果电阻器必须在较高的环境温度下工作，请选择具有较高脉冲负载能力的电阻器。

大多数脉冲电阻器设计用于处理重复的已知脉冲条件而不会出现故障。制造商通常会提供 nomo 图表，以帮助系统设计人员了解单个和重复脉冲事件的影响。

考虑您的应用性质和脉冲条件。确定脉冲条件是重复的还是瞬时的，对于了解脉冲持续时间是否保持在电阻器的连续额定功率范围内至关重要。

处理重复脉冲时，首先计算峰值脉冲幅度。使用此信息可确保产生的能量不会损坏电阻器走线。

接下来，确定脉冲周期内的平均功率耗散，确保其不超过电阻器的连续额定功率。在短脉冲的情况下，散热很小，导致热量留在电阻元件中。因此，电阻器可以承受高于其额定功耗的峰值脉冲负载。

对于更长的单脉冲，有更多的散热时间。这反过来又取决于电阻器的质量、散热和冷却等因素。根据脉冲条件，电阻元件可能会经历明显的温升。因此，对于较长的脉冲持续时间，允许的峰值脉冲负载接近额定功耗。

要了解单个脉冲负载和连续脉冲负载之间的区别，需要考虑脉冲的数量和它们之间的时间间隔。对于短而尖锐的脉冲，通常在电阻器数据表上提供标准化的脉冲形状。对于持续时间较长的高能脉冲，将脉冲形状转换为矩形形状，以便与大多数数据表上提供的标准化脉冲负载图进行比较。

最后，考虑对相邻组件的加热效应。此外，回顾重复温度循环对焊点的影响。

一些设计工程师采取谨慎的方法，过度设计电路和组件以承受脉冲事件。另一种方法是在选择合适的电阻器之前花时间考虑脉冲条件。这种方法可以减小电阻元件的尺寸和重量，并节省系统板面积和成本。

选择合适的厚膜脉冲电阻的第一步是确定脉冲的最大电压。这应该在电阻器的额定最大电压范围内。根据工作温度，电阻器的额定脉冲功率应相应降额。

需要考虑的典型应用问题包括可用于电阻元件的电路板面积。一种解决方案是使用垂直直列组件。这种方法在不影响系统板面积的情况下提供了较大的表面积。由于自然对流，它还提供有效的电阻冷却。

如果应用需要故障安全条件，则电阻器可以设计为在受到恶劣脉冲条件时断裂（失效）。放置在潜在热点区域后面的基板中的划线充当断裂点。

通过了解应用、脉冲条件和环境，可以使用制造商的数据来选择标准的厚膜脉冲电阻器器件。如果没有可用的标准器件，则EAK工程团队可以讨论特定应用脉冲电阻器件的设计和制造。

专业制造商将考虑电阻轨道的宽度。这一点，再加上在电阻器调整时最大限度地减少热点，可以防止过热和烧毁。他们还将审查双面丝网印刷是否会改善浪涌或脉冲性能。适当选择厚膜油墨也会有所帮助。