淺談電阻器失效的主要原因之一：散熱

散熱不當是所有類型電阻器失效的主要原因之一，因此，應(yīng)保持盡可能低的電阻器表面溫度。若超過電阻器最高可承受的表面溫度，可能導(dǎo)致電阻器失效。 圖1說明了固定電阻器在自由空氣中散熱的方式。

圖1 室內(nèi)條件下散熱方式的影響占比

通常電阻器工作時的熱量來源于以下幾個方面

自熱，可以很容易地計算出來

電阻器中的自熱計算為 P=I2R。在任何電路中，此數(shù)值都必須小于所用電阻器的實際額定功率。選擇電阻時通常的做法是計算此值并使用鄰近可用的具有較大額定功率的產(chǎn)品。然而，此計算僅應(yīng)被視為實際使用功率的第一近似值。

通過輻射，電阻器從鄰近的其他發(fā)熱元件接收的熱量，不容易計算

較高的環(huán)境溫度會降低允許的溫升，從而降低電阻器實際的應(yīng)用功率。電阻器在過熱時通常不會立即失效，但可能會傷害臨近的其他器件。過熱的影響是一種逐漸惡化的影響，使元件老化，直到最后出乎意料地失效，甚至在產(chǎn)品投入使用且運行依賴于電阻的性能時，可能發(fā)生爆炸。所以應(yīng)從電阻選型、電路設(shè)計和電阻安裝時就完全考慮散熱問題，消除潛在風(fēng)險。

周圍介質(zhì)的環(huán)境溫度

電阻器的額定功率與電阻體相對于室內(nèi)溫度的溫升值有關(guān)。如果環(huán)境溫度大于常溫，電阻器可以散熱的熱量相應(yīng)減少，因此額定功率也會隨環(huán)境溫度的升高而降低。大多數(shù)制造商的數(shù)據(jù)手冊都包含應(yīng)用于電阻器的功率降額曲線。

由于所有電阻器都具有電阻溫度系數(shù)，因此如果需要電阻值穩(wěn)定，就需要盡量避免電阻器的溫升。出于這個原因，精密電阻器在一定的額定功率下，尺寸可能比普通電阻器大。一般說來，任何電阻器在運行時需要考慮功率降額，以保持非常接近其最初的阻值。

為防止散熱不當，以下是電阻器安裝建議

由于熱輻射的強度與到電阻器距離的平方成反比，因此保持發(fā)熱部件之間的最大距離有助于減少交叉輻射加熱效應(yīng)，而且增加了空氣流量來促進更好的對流散熱。若多個電阻安裝在一起并相互接觸，可能會產(chǎn)生漏電流 (即使是絕緣良好的部分)。這可能會改變電路中總的阻值。而且電阻安裝過于密集容易導(dǎo)致濕氣凝結(jié)和污垢聚集，濕氣和污垢最終會形成腐蝕性物質(zhì)，會損壞電阻器和其他電子元件。即使在正常濕度的大氣中，污垢周圍也會積聚水分。為避免部件擁擠，應(yīng)合理規(guī)劃電路設(shè)計，恰當?shù)目臻g利用不但可以減小產(chǎn)品的封裝尺寸，而且可以保證器件間足夠的散熱距離。

● 將引線長度保持在最小。端接點的質(zhì)量起到散熱器的作用。(注：在溫度較低的地方，導(dǎo)線應(yīng)略微彎曲以允許熱收縮。）

● 由于引線的內(nèi)阻可能是電阻器阻值的幾個百分點，因此高精度和低阻值電阻器需要特殊的預(yù)防措施(即短引線和良好的焊接技術(shù))。

● 使大功率電阻器之間的間距保持在最大。

● 對于串聯(lián)安裝的電阻器，應(yīng)考慮熱量通過導(dǎo)線傳導(dǎo)到下一個電阻器的可能性。

● 大功率電阻最好固定在底座或支架上。

● 請勿將大功率電阻直接安裝在端子板或印刷電路板上。

● 為了更有效的運行和更均勻的熱量分布，功率電阻器應(yīng)該進行水平位置安裝。

● 選擇不會燒焦且能夠承受膨脹所帶來的壓力的安裝材料。

● 考慮附近的其他熱源以及自身加熱。

● 電阻器在安裝時，不應(yīng)與隔熱表面接觸，以確保電阻器表面沒有異常熱點。
編輯：hfy