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大功率电阻会爆炸吗?

发布:上海泽火科技有限公司
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说到大功率电阻,多考虑线圈技术和厚膜技术的电阻。 其中,绕组电阻是Z常见的大功率电阻,是在陶瓷绝缘骨架上缠绕电阻线制成的,单一电阻功率可达到3KW以上。

厚膜技术的高功率电阻主要指平面功率电阻,是基于氧化铝和氮化铝基板印刷厚膜电阻膏而制成的。

第三大功率电阻是实心陶瓷电阻,该电阻虽然比前面两种电阻技术知名度不高,但具有非常显着的优势

可靠性高,陶瓷体的能量吸收,瞬时高能量脉冲的吸收Z强。 具有化学惰性和热稳定性。 尺寸小,尺寸相同,能承受更高的功率密度和能量。 完全无感设计,可应用于高频高能脉冲的吸收和放出。

其制作技术与线圈电阻和平面输出电阻完全不同,陶瓷电阻一般使用烧成氧化铝、粘土、石墨或硅,以粒子的形态以一定的质量比率均匀混合,经过成型、高温烧结、电极处理、Z后的封装测试而制作。

实心陶瓷电阻、绕组电阻和膜式平面功率电阻的Z大差异在于其通电体的导电,其电阻值依赖于石墨等导电粒子间的接触电阻和石墨等导电粒子自身的电阻。

该电阻能承受高能量高脉冲的冲击,非常适合电容器充放电等能量释放。 实心陶瓷没有抵抗感,可靠性极高,根据用途分为功率型和脉冲型。

在实际应用中,很多人担心在大功率电阻比较差的情况下和严重过载的情况下会发生故障,并随之影响整体的正常运行。

发生线圈电阻的可能性是,电阻线烧损,电阻被切断,厚膜电阻的电阻膜层蒸发,有可能导致电阻值的急剧变化,这种变化是不可逆的。

陶瓷电阻既没有断线的风险,也没有电阻材料蒸发的风险,在这种极端的状况下会如何出现呢?对此,对陶瓷电阻进行了一系列的破坏性试验。 分别测试一家公司两个系列在过载数十倍状态下的表现。

某PS系列

向某AS系列的电阻施加550W的电力。 电阻在短时间内开始冒烟,直到通体变得通红,两端出现火,火持续约20s消失。 此时,电源为恒流3.92A输出,但两端电压下降到66.3V,显示从0s到60s左右电阻值下降。 从60s到185s,电阻又变得通体热红,亮度保持一定,同时,电阻的两端电压保持一定,在这个过程中,电阻值从表示稳定的185s到315s,电阻的两端电压开始逐渐上升到140.7V  此时达到电源设定的Z大输出能力,在这个过程中电阻值增大的过程中,当电阻变红而变亮的315s开始时,电源保持恒定电压输出,但输出电流急剧下降,电阻发光亮度也急剧下降,390s,电阻闪烁,此时电源电流显示输出显示为零。 以下是测试视频,速率调整为6倍速。

在整个过程中,某AS系列的陶瓷电阻器消除了发烟-红变-通体的热发光-微弱明火-通体的热发光-发光亮度的增加-发光亮度的减少,但没有爆炸。

观察电阻表面,电阻出现明显的裂纹现象,外层为黄色,内部为黑色,也可见胶体。 此时的测量电阻值为457K,表示电阻不是理想的开放状态。

某SP系列

向某SP系列的电阻施加1000W的电力。 接通电源输出后,电压恒定电压输出182V、电流显示输出3A电阻迅速受热,电阻值瞬间增大到60左右。 显示了在10s电阻表面开始变红,之后到50s,电阻发光亮度逐渐变高的这个过程中电阻的两端电压一定为182V,电流输出从3A逐渐下降到2.29A,在该过程中电阻的电阻值逐渐上升。 开始50s时,电阻发光保持一定,亮度稍暗的电源输出保持在182V、2.29A,该电阻保持在80左右。

持续到300s,电源保持416W的输出,电阻的电阻值没有明显的变动,显示电阻已经达到热平衡,然后中止试验。 以下是测试视频,速率调整为6倍速。

在测试全过程中,某SP系列陶瓷电阻器无发烟起火现象,也无爆炸现象。 电阻冷却后,观察电阻表面,电阻的两端稍微发黑,标记变暗,帽部分氧化。 此时的测量电阻值为36.9,电阻值变化了约11.4%。

结果分析

(1)为什么某某AS系列会出现明火现象?

AS系列电阻表面涂有一层绿色绝缘漆,高温时会冒烟燃烧。当绝缘漆燃尽时,电阻器表面不会有明火。

(2)为什么某个AS系列的电阻值先减小后增大?

初始功率过载电阻降低的原因:

1.陶瓷电阻器的电阻主要取决于石墨颗粒之间的接触电阻和石墨本身的电阻。石墨颗粒不规则地排列在电阻中,而是纵横交错,这将导致制造过程中电阻的缺陷。

当初始功率过载时,电阻器的不良接触部分被优化,导电路径的缺陷率和接触电阻值降低,使得石墨颗粒之间的接触状态趋于稳定,电阻值降低。

2.AS系列陶瓷的电阻具有负温度系数,电阻随温度升高而降低。

过载一段时间后电阻增加的原因:

电源过载一段时间后,由于陶瓷电阻不能承受电源过载引起的高温,电阻内部膨胀开裂,石墨部分暴露在空气中被氧化。同时,电阻的横截面积变小,导致电阻值快速上升。然而,当电阻上升到一定值时,电阻的热功率非常小,并且电阻趋于稳定。

(3)为什么某个SP系列陶瓷电阻没有明火,整个过程不会烧坏?

某些SP系列陶瓷表面涂有耐高温釉层,可防潮,可用于油浸。同时,釉料不会在高温下燃烧。SP系列采用耐高温陶瓷粉末,Z高连续工作温度为350,短时过载工作温度为550~600。因此,某些SP系列适合连续高功率应用。

小结:

大多数人会使用降额的大功率电阻。根据军事标准,降额通常减半。事实上,降额必须结合工作环境和散热条件来考虑。如果电阻器周围聚集了许多加热元件,或者工作环境温度持续较高,或者通风条件较差,则需要进一步降低额定值以减少加热。但是,如果安装空间有限,不能使用较大尺寸的功率电阻器,则应考虑电阻器在过载情况下的性能。

2020-07-03
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