Auswahlleitfaden für Hochtemperaturwiderstände

Ich würde nicht empfehlen, Ihre Elektronik in einen Hochtemperaturofen zu legen, aber einige Geräte müssen in oder um Hochtemperaturumgebungen herum betrieben werden. Zuverlässigkeit wird in solchen Situationen zu einem großen Anliegen, besonders wenn die Temperaturen so hoch werden, dass Lötzinn schmelzen könnte. Das Design von Platinen für diese Umgebungen ist eine eigene Herausforderung, aber Designer müssen dennoch Komponenten finden, die diesen Temperaturen standhalten und zuverlässig funktionieren können. Einige Bereiche umfassen Hochleistungselektronik, die im Vakuum betrieben wird, industrielle Überwachungsgeräte und wissenschaftliche Ausrüstung.

Dank Hochtemperatur-Halbleiterkomponenten, die auf GaN/SiC basieren, verlagert sich der Fokus auf Zuverlässigkeit nun weg von Halbleitern und hin zu passiven Bauteilen. Es gibt eine breite Palette von Hochtemperaturwiderständen auf dem Markt, und diese Komponenten helfen, die Gesamtzuverlässigkeit für Ihre neuen Geräte zu gewährleisten. Hier ist, was Sie wissen müssen, wenn Sie Hochtemperaturwiderstände auswählen, und einige Beispielkomponenten für Ihr nächstes Hochtemperatursystem.

Was macht Hochtemperaturwiderstände anders?

Widerstände gibt es in vielen Formen, einschließlich Metall- und Metalloxidfilmen, Folien- und Kohlewiderständen, Keramiken und Drahtwiderständen. Widerstände, die für niedrige Leistungsbewertungen und niedrige bis moderate Temperaturen ausgelegt sind, können eine große Änderung des Widerstands zeigen, wenn diese Bewertungen überschritten werden. Im Grunde kann der Widerstand zu einem Kurzschluss oder offenen Stromkreis werden, sobald er durchbrennt. Was Hochtemperaturwiderstände von anderen Widerständen unterscheidet, ist das Kapselungsmaterial. Dies ist der primäre Ausfallpunkt eines Widerstands bei hoher Leistungsabgabe/Hochtemperatur.

Im Wesentlichen sind Hochtemperaturwiderstände mit einem Kapselungsmaterial gebaut, das bei hohen Temperaturen nicht reißt, schmilzt oder mechanischen Stress auf den internen Film/Draht ausübt. Risse im Kapselungsmaterial können aufgrund von Unterschieden im thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien im Widerstand entstehen. Mechanischer Stress kann auch bei hohen Temperaturen auf den internen Film/Draht gerichtet werden.

Da diese Widerstände darauf ausgelegt sind, Volumenänderungen während des Betriebs zu widerstehen oder sich einfach um einen geringeren Betrag auszudehnen, haben sie oft eine geringere Variation im Widerstand, wenn sich ihre Temperatur ändert. Hochtemperaturwiderstände neigen auch dazu, robuster zu sein; abgesehen von der Fähigkeit, höheren Temperaturen standzuhalten, sind sie auch Durchsteck-, steckbare oder Chassis-Montagekomponenten. Dies liegt daran, dass sie Temperaturen standhalten müssen, bei denen das Lötzinn schmilzt, sodass sie nicht als SMD-Komponenten verfügbar sind.

Wichtige Spezifikationen von Hochtemperaturwiderständen

Beim Auswählen von Hochtemperatur-Widerständen gibt es einige wichtige Spezifikationen, die Beachtung finden sollten. Die wichtigen Spezifikationen für diese Widerstände konzentrieren sich alle auf die Zuverlässigkeit in Bezug auf Widerstand und Leistungsbewertung unter elektrischer und thermischer Belastung. Wenn sich die Temperatur der Komponente ändert, ändert sich auch ihr Widerstand. Alle Widerstände dissipieren elektrische Leistung als Wärme, was dann die Temperatur der Komponente erhöht. Da sich der Widerstand der Komponente bei hoher Temperatur ändert, ändert sich auch die Leistung, die sie als Wärme abgibt!

Diese Beziehungen zwischen Leistungsabgabe, Umgebungstemperatur und Widerstand können in zwei wichtigen Spezifikationen zusammengefasst werden:

• Temperaturkoeffizient des Widerstands. Genau wie Thermistoren haben alle Widerstände einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands. Diese Spezifikation teilt Ihnen mit, wie sich der Widerstand ändert, wenn sich die Temperatur der Komponente ändert. Typische Werte für hochpräzise Hochtemperatur-Widerstände liegen im Bereich von Hunderten von ppm pro °C.

• Leistungsreduzierung vs. Temperatur. Diese Spezifikation teilt Ihnen mit, wie sich die maximale Leistungsabgaberate der Komponente ändert, wenn die Komponente sich erwärmt. Dies kann in Bezug auf die Umgebungstemperatur angegeben werden, was die einfachste Art ist, die Leistungsreduzierung zu verstehen. Wenn die Umgebungstemperatur höher ist, wird die maximale Leistungsabgabe durch die Komponente geringer sein. Dies wird normalerweise auf einem linearen Diagramm mit negativer Steigung zusammengefasst.

Die andere wichtige Spezifikation, die berücksichtigt werden sollte, ist der Montagestil. Chassis-Montagekomponenten sind bei weitem die robustesten, aber sie lassen sich nicht auf einer PCB montieren, es sei denn, Sie fügen Montagelöcher hinzu. Diese Komponenten sind meistens als Durchsteckkomponenten verfügbar, die dann in eine mechanische Fassung gesteckt oder direkt an eine PCB angebracht werden können. Die untenstehenden Beispiele zeigen einige preiswerte Hochtemperatur-Widerstände.

TE Connectivity, SBC Serie

Die SBC-Serie von keramischen Drahtwiderständen von TE Connectivity ist darauf ausgelegt, hohe Leistungsabgabe zu widerstehen und ist für den Betrieb bei Temperaturen bis zu mehreren hundert °C ausgelegt. Diese Widerstände sind Durchsteckkomponenten und haben sehr wünschenswerte Leistungsreduzierungsmerkmale für mehrere industrielle Anwendungen mit geringer Leistung. Sie haben auch einen niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von 200 ppm/°C (400 ppm/°C unter 18R) und nur +/- 3% Widerstandsvariation über 1000 Stunden Lastleben bei 70 °C. Ein Beispiel ist der SBCHE15330RJ, der eine maximale Leistungsbewertung von 17 W und eine maximale Temperaturbewertung von 350 °C hat.

TE Connectivity, SQ Serie

Die SBC-Serie keramischer drahtgewickelter Widerstände von TE Connectivity sind kleinere Widerstände mit einer maximalen Temperaturbewertung von 250 °C. Diese Widerstände eignen sich ideal für präzise Hochleistungsanwendungen; sie zeigen keine Widerstandsänderung bei 1000 V für 1 Minute Belastung. Diese Durchsteckkomponenten haben eine Widerstandsvariation von +/- 5% über 1000 Stunden Lastleben bei 70 °C. Sie sind auch nicht entflammbar bei 16-facher Leistungsbewertung für 5 Minuten. Im Vergleich zu dem anderen Hochtemperaturwiderstand von TE Connectivity, der oben gezeigt wird, haben diese Widerstände keine Leistungsreduzierung bis zu ~80 °C. Ein Beispielkomponente ist der SQMW7100RJ 100 Ohm/7 W drahtgewickelter keramischer Widerstand.

Stackpole Electronics, KAL-Serie

Die KAL-Serie von Chassis-Montage drahtgewickelten Widerständen von Stackpole Electronics ist ein weiteres Set von Komponenten, das ideal für industrielle Umgebungen bei hohen Temperaturen ist. Eine Beispielkomponente ist der KAL50FB50R0 50 Ohm Widerstand, der eine Leistungsbewertung von bis zu 50 W und eine maximale Temperaturbewertung von 275 °C hat. Diese Komponente hat auch einen sehr niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von 20 ppm/°C. Der Chassis-Montagestil für diesen Widerstand macht ihn ideal für industrielle Umgebungen, innerhalb von Fahrzeugen oder in Ausrüstungen mit signifikanten Vibrationen oder Bewegungen.

Ihr nächstes Industrieprodukt muss harten Bedingungen standhalten, einschließlich hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit, Exposition gegenüber einer Reihe von Chemikalien, Vibrationen und anderen Gefahren. Die oben gezeigten Hochtemperaturwiderstände sind nur einige der vielen Komponenten, die sicherstellen, dass Ihr nächstes Industriesystem zuverlässig bleibt. Die Komponentensuche und Filterfunktionen von Octopart sind hier, um Ihnen zu helfen, die richtigen Komponenten für Ihr nächstes System einzugrenzen. Probieren Sie unseren Teileauswahl-Leitfaden aus, wenn Sie nach elektronischen Komponenten suchen.

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