電阻技術最終目標仍是更高功率

    雖然電阻的形式多種多樣，但是功率應用最常用的是金屬膜電阻和線繞電阻。電阻制造商的最大挑戰在于在相同封裝尺寸的電阻中加入更多功率，無論它是用于小型電子器件還是用于大型工業設備中。在獲得較高的額定功率的同時，還要求電阻不能產生過量的熱。

    許多工程師仍然推薦在特定的功率應用中采用過時的碳化合物電阻(盡管存在供貨和價格昂貴的問題)，這是因為碳化合物電阻無感應。不過，本文的討論焦點是金屬膜電阻和線繞電阻。

    在電阻領域，封裝越大，電阻能夠處理的功率就越高。但是如今的市場日益要求越來越小的電子產品尺寸，這意味著對較小元器件的需求。再加上對更好散熱性能和更小容差的綜合要求(與更高功率相對應)，你不得不面臨巨大的挑戰。

    現在，電阻制造商正在增強他們的功率產品線，以期在相同或更小尺寸的封裝中提供更高的功率和更好的散熱性能。此外，已經有好幾家電阻制造商在供應可工作于275℃的電阻，這些電阻能夠耐受汽車和工業應用中的惡劣環境條件。還有一些制造商已開發出了散熱器電阻以及針對這些器件的表面貼裝封裝。

    “標準電子器件尺寸的不斷縮小使得在較小的板空間中耗用的功率更高，因此，功率電阻每平方英寸必需能夠處理更高的功率，”Stackpole Electronics公司產品工程經理Kory Schroeder稱。

    Schroeder表示，額定功率和升溫之間的關系也是特性之關鍵。功率電阻的主要關注問題是電路板溫度符合105℃的UL限制。他指出，一旦板的熱度接近這一溫度限制，設計人員就會焦頭爛額。

    此外，效率更高的電源意味著電阻需要具有更小的容差和更高的電阻溫度系數(TCR)。Schroeder表示，在出現小型化趨勢以前，容差并不重要，目前設計人員一般要求5%的容差。

    Schroeder續稱，在另一方面，工業設備的尺寸變得越來越大，提供的功能也越來越強，由此形成了一種需要更高功率電阻的趨勢。

    一般而言，是采用金屬膜還是線繞功率電阻是由額定功率決定的。如果額定功率要求為5W以下，則一般選擇金屬膜電阻；如果要求5W以上，設計人員就會選擇線繞電阻。這意味著重疊應用的額定功率一般為5W。

    在過去的一年里，這些趨勢已經催生了一些新產品的開發。

    Stackpole和BI Technologies等制造商已經滿足了對更佳散熱性能的要求。Stackpole公司利用在自由空氣中具有5W連續功率的0.5×0.5英寸表面貼裝器件重組了其HPC系列。這些器件占用的板空間與典型的3W線繞表面貼裝器件相同。此外，Stackpole還表示，在空氣流動速度為200lfm或400lfm的情況下，額定功率分別提高到10W和12.5W，并且不會超過105℃的電路板溫度限制。

    Stackpole還介紹了該公司的RHC高功率、厚膜芯片電阻，該器件采用2512封裝，能夠處理2W的功率。這種芯片電阻采用專門的材料和工藝設計，比標準2512芯片的工作溫度低30℃，在105℃以下具有良好的焊點溫度。

    Stackpole公司還為其TR系列TO-220功率薄膜電阻增加了30W和50W產品。這種電阻一般與其它功率IC一起安裝到溫度保持在25℃的散熱器上，從而允許這些小器件耗用大量功率。

    BI Technologies公司(加利福尼亞富爾頓)的BHP75系列75W功率電阻使用了三種散熱技術。該系列產品采用TO-220開放屏蔽基板封裝，具有一個連接至基板的隔熱錐形擴散管，以獲得最佳的散熱性能。該設計使得熱空氣沿著擴散管上升，從而遠離電阻。

更高功率仍然是最終目標。

    KOA Speer Electronics公司 (布拉得福德)日前發布了WK73寬終端扁平芯片電阻，該電阻可以提供更高的額定功率和增強的散熱性能。與該公司額定功率為1W的2512外形尺寸的RK73B3A相比，1225外形尺寸的WK73S3A提供1.5W的額定功率。

    為了獲得精確性和穩定性，TT electronics公司IRC先進薄膜部(德州科珀斯克里斯蒂)的MHP TO-247功率電阻采用100W和140W封裝。這些電阻具有極低的感應系數和很低的熱阻抗。

    Stackpole現在擁有采用表面貼裝封裝的20W、25W和30W功率薄膜電阻。該公司還在其KAL鋁外殼線繞功率電阻中增加了100W和250W產品。

    能夠耐受較高溫度的電阻有來自TT electronics公司IRC電線和薄膜技術部(Boone, N.C.)的產品。CCW軸向線繞電阻、CAW線繞電阻和CAF薄膜功率電阻均可在高達275℃的溫度下工作。標準尺寸和小型尺寸的IRC CMO金屬氧化物電阻在70℃下具有0.25W～9W的額定功率，可以提供240℃的最高工作溫度。

    Vishay Intertechnology公司是實現較高額定電阻和額定電壓的供應商之一，該公司符合RoHS認證的D2TO20 20W厚膜功率電阻采用小型TO-263封裝，電阻范圍為0.010Ω～550 kΩ。