电阻的“额定电压”是什么鬼?

在电阻的使用中,可能大家比较关注的都是阻值、封装、额定功率和温度系数等,比如选择0805/0603/0402/0201的封装具有不同的额定功率,同时还有不同的精度,但大多数人估计很少会关注到电阻的额定电压。

比如下图为典型的封装为0805的电阻额定参数:

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平时关注的额定功率,主要是为了保证电阻不会由于发热而造成热损坏。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,就不应该超过其规定的额定功率。

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而为什么要关注电阻的额定电压?其实主要是为了保证电阻正常工作时,所承受的电压不要超过其最高工作电压,否则,可能导致电阻内部绝缘损坏而击穿电阻。

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在实际的电路设计过程中,电阻的额定电压和额定功率这两个条件都要遵守。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。

电路在实际工作时,可能电阻在额定电压下,实际的功率已经超过了限定的额定功率或电阻在满足额定功率的时候,电压已经超过额定电压,有些时候甚至只要温度不超过额定温度,电阻的功率可以超过额定功率,当然这个也跟环境温度有关(这种情况比较少见)。

电阻的阻值、封装、工艺共同决定了电阻的额定参数。因此根据电阻类型的不同,电阻的“额定功率”和“额定电压”的降额规范也会有所不同:

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。

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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

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) ,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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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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绕线电阻器

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。见附录 D(参考件)。

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。见附录 E(参考件)。

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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