Reglas para elegir la potencia nominal de una resistencia

Digamos que estamos diseñando un sistema y dentro de él tenemos una resistencia R con una diferencia de voltaje V a través de sus terminales. Entonces se disipa el poder PAG = V 2 / R .

Por supuesto, la resistencia tiene cierta tolerancia, por lo que su valor se encuentra entre R − Δ R y R + Δ R .

La tensión también tiene una cierta "tolerancia" (rizado máximo sobre una tensión nominal regulada), por lo que su valor se encuentra entre V − Δ V y V + Δ V .

Al decidir qué clasificación de potencia elegir para la resistencia, creo que tiene sentido ponernos en la peor situación posible, por lo que la potencia disipada más alta posible sería PAG metro a X = ( V + Δ V ) 2 / ( R − Δ R ) .

Si asumimos que conocemos con precisión los valores de Δ R y Δ V , cuanto mas grande que PAG metro a X debe ser la clasificación de la resistencia? Ya estamos en el peor escenario posible, ¿deberíamos darnos más espacio de error de todos modos?

Además, ¿existe un método más sólido para calcular la potencia nominal que el que mencioné?

20%. Para ingeniería.
Si desea hacer esto correctamente, puede considerar la posibilidad de reducir la calificación para el entorno específico o, de nuevo, para el peor de los casos. O tomas un presentimiento del 25% y lo llamas un día.
El calor causa daño pero, si el voltaje es de CA, el tiempo de retraso suele ser suficiente para que no considere el pico, solo el RMS. Esto es un poco spoiler: debe considerar la capacidad térmica y dónde traza la línea para esta resistencia o esa resistencia, es decir, a qué baja frecuencia consideramos pico en lugar de RMS.
Calculo la resistencia para saber qué potencia se disipa, luego elijo una clasificación más alta.
Me gusta que mis resistencias funcionen bien por confiabilidad, por lo que tiendo a elegir resistencias cuya potencia nominal sea aproximadamente el doble de la disipación promedio que he calculado.

Respuestas (5)

En ingeniería para equipos de prueba comerciales, teníamos una regla predeterminada de que las resistencias nunca deberían funcionar más allá del 50% de su potencia nominal. Esta regla significaba que no tenía que considerar su contribución al MTBF general del equipo, cuando los fabricantes de resistencias califican las disipaciones para la temperatura ambiente y una vida útil de X0000 horas. De vez en cuando, no podíamos cumplir con este generoso sobrediseño, y luego teníamos que hacer cálculos detallados, incluida la temperatura ambiente.

Para la electrónica militar o debajo del capó de automóviles, reduciría aún más la confiabilidad.

si tuvieras que ponerle un número a eso (militar/auto), ¿cuál sería?
Menos del 50%, quizás el 25%. <inserte la lengua en la mejilla> Tenga en cuenta que la electrónica del automóvil tiene que ser mucho más confiable que la militar. Si construyo 100 radios militares, 10 van a una misión y una falla, ese defecto se pierde en el ruido de la batalla. Si construyo 1 millón de EMU, 1 millón se van a la carretera, si 100 fallan, obtengo publicidad que acaba con el negocio y un gran retiro </remove tongue>
hmm... ¡Pero pensé que los estándares militares son más estrictos que los automotrices!
@seetharaman eso es exactamente, te gustaría pensar que sí, ¿no? Pero lo comercial supera a lo operativo.
si entiendo correctamente, quiere decir que los estándares militares son más estrictos que los automotrices, pero solo en papel. ¿¿Bien??

Como se mencionó Military, lo abordaré específicamente.

Estoy en Mil/Aero actualmente y las aplicaciones aeroespaciales para aviones comerciales tienen requisitos estrictos de confiabilidad al igual que los equipos militares.

Tome la venerable serie CRCW de dispositivos de montaje en superficie; estos disminuyen linealmente desde 70C.

Curva de reducción de potencia CRCW

En estas aplicaciones, estamos enfriados por conducción (el enfriamiento por convección pierde significado en una bahía de aviónica no presurizada ya que la densidad molecular no admite mucha transferencia térmica), por lo que tomamos la temperatura del borde de la tarjeta (generalmente tenemos que soportar alrededor de 85C allí) y agregamos la impedancia térmica de la PCB, por lo que generalmente terminamos con un entorno de alrededor de 90 a 95C en el componente.

A esa temperatura, la potencia nominal de la pieza es aproximadamente el 65 % de la potencia nominal nominal a 70 °C. Por confiabilidad, luego disminuimos esa potencia en un 50%, por lo que la clasificación efectiva de la parte en este entorno es aproximadamente el 30% de la potencia nominal nominal.

Tenga en cuenta que incluso con ese valor de reducción, todavía forma parte del análisis de confiabilidad (generalmente realizado para MIL-HDK-217).

Nota: Para esta serie de piezas, la regla térmica es que no puede exceder los 155 °C dentro de la pieza (consulte la hoja de datos).

Si está funcionando cerca de la potencia nominal, considere la temperatura ambiental y el efecto que la temperatura puede tener en otras partes.

Pero generalmente me quedo con el 75% de la potencia nominal.

El funcionamiento a la temperatura nominal (o incluso al 75 %) requiere una refrigeración impecable en condiciones de funcionamiento ideales; la clasificación asume eso. Incluso entonces, su resistencia tendrá una temperatura superficial de 600-700F, que es suficiente para incendiar muchas cosas.

No tengo vergüenza de sobrevalorar en un 400 por ciento. En un proyecto en el que hice exactamente eso, todavía tenía un aumento de 260F. Valió la pena la tranquilidad de no tener que preocuparse por ese componente en condiciones de funcionamiento decididamente no ideales.

Si quiero confiabilidad y la resistencia en cuestión está disipando suficiente potencia que vale la pena considerar (en lugar de una "pequeña señal"), reduciría la potencia en al menos un 50%. Incluso los niveles de calor aparente bastante bajos tienen un efecto insidioso en la confiabilidad a largo plazo. También daría tanto "espacio para respirar" en términos de espacio y flujo de aire como sea posible.

Acabo de desmantelar para reacondicionarlo un amplificador de potencia que construí hace 29 años (chico, me siento viejo) y me complació no encontrar ningún síntoma de sobrecalentamiento en ninguna parte.

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