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PCB電路板熔斷電阻器技術的效益VS成本控制方案

文章來源：百能網作者：龔愛清查看手機網址

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人氣：6742發布日期：2017-02-25 10:19【大中小】

針對實際應用場景選用電阻器

因兼具熔斷器和電阻器的雙重作用，熔斷電阻器成為設計工程師的首選無源元件。用一個部件代替兩個可既節省成本，又可節省PCB電路板空間。在功率等級較低的應用中，膜式熔斷電阻器是理想之選，這類應用對過載控制能力和抗浪涌能力的要求不太嚴格。電源和控制電路一般應用于電力工具、電表、通信設備、廚房電器和煙霧探測器當中，而這類裝置通常需要更加堅固的電阻器，以承受更高功率、更高短期浪涌及更高的溫度。這些應用需要電阻器具備多種抗浪涌力，以及達到無附帶損壞的熔斷或故障的沖突要求，線繞電阻器正好能夠滿足這些要求。

膜式熔斷電阻器

膜式熔斷電阻器技術一般使用標準電阻器薄膜合金和材料，作為熔斷零件的基座。為確保可靠的、可重復性熔斷特性，噴鍍薄膜的厚度和成分必須經過更加嚴格的監控，以確保批量制造的統一性。鍍膜過程結束后，需校準，這一步驟至關重要。零件的熔斷動作就是由此過程控制，同時可指示準確的電阻值。校準調整越多，熔斷時間越短，熔斷既定尺寸和電阻值所需的功率就越低。

標準膜式熔斷電阻器

但是，當校準調整用于控制熔斷時間時，特定制造批量的電阻值將出現大幅波動。電阻值的波動將會導致熔斷性能不穩，由于高電阻值加快了熔斷速度，因此，許多熔斷電阻器僅提供5%或更高的絕對電阻公差。標準熔斷特征規定了指定放大倍率（如10倍、15倍或25倍）條件下的熔斷時間（通常低于30秒、15秒、5秒等）。膜式熔斷電阻器適宜多種低功率低浪涌的應用中，例如包括低級防火安全監控和管理、高端音頻/視頻系統、環境管理控制和系統及激光打印機。

線繞熔斷電阻器

標準線繞熔斷應用要求熔斷電阻器在不造成故障的情況下傳遞某種類型的短瞬態事件。電器及白色家電行業、電力工具、電表、通信設備、消防安全設備和HVAC系統都需要這種類型的電阻器。例如，能夠傳遞數百次6000V、20μs脈沖，但可在120V短路過載情況下快速熔斷且不會起火的易熔線繞電阻就是這種電阻器。要制造可承受6k V浪涌的線繞電阻器相對容易，但要保持這種性能，同時在不起火或無過熱的情況下開啟熔斷特性就困難多了。

SP3A系列防脈沖式線繞熔斷電阻

一些制造商通過簡單弱化該元件與端帽間的兩個焊點中的其中一個，創造了線繞電阻器的熔斷動作。雖然這種做法的確實現了故障安全特性，但這種熔斷器設計的可重復性遠遠低于預期。在某些情況下，此零件在正常電路條件下就會熔斷，而在另一些情況下，只有PCB燒焦或引發火災后，此零件才會熔斷。而先進的線繞熔斷技術利用了電阻絲合金的材料屬性、鐵芯尺寸和形狀、引線和熱管理。

另一個會影響線繞熔斷電阻器性能的因素是調整過程。任何調整都將減少電纜元件的有效載流量。在某些情況下，導線橫截面可減少40%之多。這個調整過程通常不會明顯降低線繞電阻器的穩態功率容量，但是會給設備的抗浪涌能力帶來嚴重影響。

SM4表面安裝式線繞電阻器

例如，雖然標準商用線繞電阻器僅可保證0.4J的處理能力，但一個經過最低校準調整或未經校準調整的5W低電阻值防脈沖線繞電阻器可承載約70J左右的能量。

應個別消費者的要求，線繞熔斷電阻器僅比標準元件價格略高。雖然對材料和調整的界定和限制的確助長了制造成本，但故障安全性能的整體效益一般會高于任何名義價格的增長。
對可熔斷故障安全線繞電阻器的關注與日俱增
許多電源設計工程師使用單一故障安全線繞電阻器代替線繞電阻器和獨立熔斷器。但為實現僅使用單個設備的目標，UL最近重點聚焦電機控制及保護應用中使用的電阻器和熔斷器上。與兩個分開的獨立零件相比，單個零件更具可靠性和可復制性，并且通常價格更加低廉。雖然使用熱熔斷器會降低電阻器的有效功率容量，但它的確提供了與眾不同的熔斷動作，并可保證在超過一定溫度水平時為電路提供保護。
應用中的注意事項
線繞電阻器的最大優勢在某些應用中也是它的最大劣勢：這是一種非常強大的電阻器技術。雖然這種電阻器非常適于不存在持續嚴重過載的應用環境，但在可能出現過度功率的應用中卻易出現問題。
這種線繞電阻器會持續升溫，最終會自毀或損壞與之臨近的所有部件。在不大幅降低穩態功率容量的條件下，創建一種可靠的、可重復的熔斷特性，可以將這些線繞電阻用于多項無法安全使用標準線繞電阻器的應用當中。我們通過對材料的仔細斟酌和對制造流程的嚴格把控，且不大幅提升成本的條件下，生產出了既可安全熔斷又可承受6kV或更高短浪涌的電阻裝置。

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