Estoy construyendo un circuito para calentar un área muy pequeña a una temperatura relativamente alta (~100C). Para lograr esto, estoy usando una resistencia SMD controlada por un MOSFET, con un termistor adyacente para monitorear y controlar la temperatura. Para lograr un calentamiento más rápido, estoy considerando ejecutar una potencia más alta a través de las resistencias de la que están clasificadas, al menos hasta que alcancen la temperatura necesaria. Siempre que controle la temperatura (a través del control PWM) de las resistencias y mantenga su temperatura dentro de lo que están clasificados (normalmente alrededor de 125 ° C), ¿hay algún problema que resulte de hacer esto?
Sugeriría que las resistencias SMD pequeñas serían cuestionables, pero ciertamente podría usar resistencias de potencia muy pequeñas para lograr su objetivo.
Este tipo de resistencia de potencia puede satisfacer sus necesidades: http://www.vishay.com/docs/51055/d2to20.pdf
No ha sido específico acerca de sus necesidades en términos de volumen, pero las resistencias como esta tienen un SOA de hasta 140 grados centígrados. Parecería posible manejar este tipo de dispositivo con un PWM para proporcionar el aumento de temperatura necesario.
También usé dos transistores de potencia TO-220 sujetos alrededor de un cristal para hacer un horno de cristal a 80 grados centígrados... funcionó bien.
Dependiendo de su aplicación (y dado que ya está usando un FET para controlar las resistencias), simplemente puede usar el FET como fuente de calor. Al mantener constante VDD para un FET de canal N en algún nivel de voltaje, puede disipar todo el calor requerido directamente en el FET. Se aplican las mismas reglas en términos de temperatura, pero la mayoría de los FET de potencia tienen un SOA de al menos 125 °C, por lo que 100 °C suena práctico. Podría sentir la corriente a través del FET usando una resistencia de pequeño valor.
Incluso podría usar un regulador de potencia lineal en cualquier cosa, desde TO-92 a TO-220 o incluso SMD D2PAK para proporcionar el calor. Simplemente configure en un circuito de corriente constante y moúlelo desde el divisor de pines de retroalimentación.
Probablemente no. Sin embargo, tenga en cuenta que la temperatura en la superficie de la resistencia (o en la resistencia de detección) puede no ser un reflejo exacto de la temperatura central de la resistencia. Para aumentos grandes y rápidos de voltaje o corriente, el gradiente de temperatura de la resistencia (diferencia entre la temperatura interna y externa del núcleo) puede ser sustancial. Sospecho que este gradiente no sería relevante para una parte smd.
Hablemos de las constantes de tiempo de los componentes. Los sustratos cerámicos para resistencias incluyen átomos de silicio. Cubos de silicio, cubo de 1 cm, tiene tau térmico de 1,14 segundos.
Cubos de silicio, cubo de 1 mm, tiene tau térmico 100 veces más rápido, o 11,4 milisegundos.
Cubos de silicio, cubo de 100 micras, tiene tau térmico nuevamente 100 veces más rápido, o 114 microsegundos.
El punto es: su termistor no informará la temperatura correcta, porque hay una "distancia térmica" sustancial entre la fuente de calor y el monitor.
Puede modelar el flujo de calor entre el termistor y la fuente de calor, utilizando Rth de lámina de cobre {1 onza/pie^2} como 70 grados C por vatio por cuadrado --- cualquier tamaño cuadrado: 1 cm, 1 pie, 1 mm.
[antes de editar, los números eran para cobre: 0,9 s, 9,0 mS, 90 uS]
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