脈沖負(fù)載先當(dāng)之無(wú)愧是金屬膜電阻

 許多電子電路都暴露在高脈沖負(fù)載下。在某些應(yīng)用中，這些經(jīng)常發(fā)生，例如在脈寬調(diào)制 (PWM) 設(shè)備中。在其他情況下，脈沖是偶然的，但也是不可避免的——由電磁干擾信號(hào) (EMI) 引起。不幸的是，由于電子元件的日益小型化或內(nèi)在限制，它們的脈沖負(fù)載能力通常不足以承受這些脈沖負(fù)載，因此需要保護(hù)。

無(wú)論脈沖負(fù)載是常規(guī)的還是偶然的，都需要防脈沖電阻器，而 MELF 電阻器，即金屬膜電阻，由于其出色的脈沖負(fù)載能力而特別適合這種應(yīng)用——這一突出特點(diǎn)與其獨(dú)特的圓柱形設(shè)計(jì)有關(guān)。除了標(biāo)準(zhǔn)的金屬膜技術(shù)，MELF 電阻器還提供碳膜，這進(jìn)一步增強(qiáng)了它們的脈沖負(fù)載能力。*大外殼尺寸 (0207) 碳膜 MELF 不僅提供 MELF 電阻器中較高的脈沖負(fù)載能力，而且是所有 SMD 膜電阻器中較高的，因此使其成為高脈沖負(fù)載應(yīng)用的*佳選擇。

電阻器的脈沖負(fù)載能力取決于其耗散脈沖功率的能力。它取決于各種貼片電阻器特性，特別是其幾何形狀、所使用的微調(diào)圖案和電阻膜材料。

熱能和脈沖持續(xù)時(shí)間

在電阻層中，脈沖功率通過(guò)電損耗轉(zhuǎn)化為熱量。產(chǎn)生的熱量取決于脈沖能量并導(dǎo)致電阻器溫度升高。

對(duì)于非常短的脈沖，產(chǎn)生的熱量保留在電阻膜中。如果后者是均質(zhì)的，則熱量分布均勻。但是，當(dāng)薄膜電阻薄膜過(guò)熱時(shí)（薄膜電阻型號(hào)），電阻會(huì)損壞。隨著脈沖持續(xù)時(shí)間的增加，熱量根據(jù)電阻的傳熱能力消散。后，可以認(rèn)為負(fù)載是連續(xù)的，允許的脈沖負(fù)載接近額定耗散。

此外，防止它們之間的電阻膜完*冷卻的重復(fù)脈沖導(dǎo)致累積溫度升高。一種使電阻器對(duì)連續(xù)脈沖串的脈沖負(fù)載能力低于單脈沖的效果。

由于上述影響都會(huì)導(dǎo)致薄膜溫度升高，因此電阻器的脈沖負(fù)載能力與所選薄膜材料密切相關(guān)。在厚膜技術(shù)中，使用對(duì)熱應(yīng)力非常敏感的混合金屬/金屬氧化物/玻璃漿料，從而進(jìn)一步導(dǎo)致厚膜電阻器的脈沖負(fù)載能力有限。相比之下，薄膜技術(shù)中常用的均勻金屬合金膜表現(xiàn)出更高的脈沖負(fù)載能力。然而，它們中沒(méi)有一個(gè)具有與碳相比的熱穩(wěn)定性，碳具有所有元素中較高的升華點(diǎn) (~ 3900 K)。這種獨(dú)特的特性使碳膜 MELF 電阻器能夠優(yōu)秀地承受高脈沖負(fù)載產(chǎn)生的熱效應(yīng)。

除了電阻器幾何形狀和薄膜材料外，其他與生產(chǎn)相關(guān)的因素——例如干凈的修邊、薄膜和陶瓷基板之間的良好粘合以促進(jìn)熱傳導(dǎo)，或其他電阻器材料（如陶瓷基板）的熱性能——可能會(huì)影響電阻器的很大程度的脈沖負(fù)載能力。因此，電阻元件的高質(zhì)量制造和匹配良好的成分非常重要。

總之，決定 SMD 電阻器脈沖負(fù)載能力的重要因素是電阻層的有效面積、支持均勻電流的微調(diào)圖案以及具有高熱穩(wěn)定性的電阻膜材料。在碳膜 MELF 電阻器中，所有這些都經(jīng)過(guò)調(diào)整以促進(jìn)*佳脈沖負(fù)載能力。

SMD薄膜電阻的脈沖負(fù)載能力

給出了標(biāo)準(zhǔn)厚膜片式電阻器、厚膜片式、薄膜片式和類似外殼尺寸 (1206 / 0204) 的薄膜 MELF 電阻器以及 0207 外殼尺寸碳膜 MELF 的破壞性脈沖負(fù)載限制在圖 7。

標(biāo)準(zhǔn)厚膜片式電阻器的破壞性脈沖負(fù)載限制相當(dāng)?shù)?，?35 W。這是上述脈沖負(fù)載能力技術(shù)缺陷的直接后果：有效面積小和產(chǎn)生熱點(diǎn)的修整模式。相比之下，的厚膜片式電阻器的破壞極*要高出 50% 以上。優(yōu)化的厚膜設(shè)計(jì)通過(guò)在電阻器的頂部和底部應(yīng)用修整的薄膜，省略修整或?qū)㈦娮杳娣e加倍。在這兩種情況下，破壞性脈沖負(fù)載限制都得到了顯著改善。對(duì)于后一種設(shè)計(jì)，它甚至超過(guò)了薄膜片式電阻器的極*，與標(biāo)準(zhǔn)厚膜技術(shù)相比，其脈沖負(fù)載能力大大受益于的微調(diào)模式、增加的有效面積、均質(zhì)薄膜材料具有更好的熱穩(wěn)定性。然而，圓柱形 MELF 設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在薄膜 MELF 電阻器的破壞性極*又增加了 70% 時(shí)顯而易見(jiàn)。然而，在所有相同外殼尺寸的 SMD 設(shè)備中，碳膜 MELF 電阻器能夠承受 ? 500 W 的較高脈沖負(fù)載。

考慮到碳膜 MELF 可用的*大外殼尺寸 0207，當(dāng)然伴隨著類似擴(kuò)大的有效膜面積，其破壞性脈沖負(fù)載限制增加到 2 kW——比厚膜片式電阻器的限制大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上. 這種無(wú)與倫比的高脈沖負(fù)載能力使碳膜 MELF 成為高脈沖負(fù)載應(yīng)用的 SMD 先。

脈沖和脈沖保護(hù)應(yīng)用中的高峰值功率需要具有足夠高脈沖負(fù)載能力的 SMD 電阻器。SMD 電阻在脈沖負(fù)載下的故障是由器件中暫時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)熱引起的。的碳膜 MELF 電阻器專門設(shè)計(jì)用于結(jié)合高脈沖負(fù)載能力的重要特性：

久經(jīng)考驗(yàn)的抗脈沖圓柱形設(shè)計(jì)，提供*大的有效電阻膜面積

螺旋修整模式，避免局部增強(qiáng)的電流密度

碳膜材料，具有無(wú)與倫比的熱穩(wěn)定性

在可用的*大外殼尺寸 - 0207 - 碳膜 MELF 電阻器在脈沖負(fù)載能力方面是 SMD 先。它的性能比同類電阻器好一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。