Guía de Selección de Resistencias de Alta Temperatura

No recomendaría colocar sus dispositivos electrónicos en un horno de alta temperatura, pero algunos dispositivos necesitan operar en o alrededor de ambientes de alta temperatura. La fiabilidad se convierte en una preocupación mayor en tales situaciones, especialmente cuando las temperaturas se vuelven tan altas que el soldador podría derretirse. El diseño de placas para estos ambientes es su propia bestia, pero los diseñadores aún necesitan encontrar componentes que puedan resistir estas temperaturas y operar de manera fiable. Algunas áreas incluyen electrónica de alta potencia que operará en un vacío, equipos de monitoreo industrial y equipos científicos.

Gracias a los componentes semiconductores de alta temperatura construidos sobre GaN/SiC, el enfoque en fiabilidad ahora se desplaza de los semiconductores a los pasivos. Hay una amplia gama de resistencias de alta temperatura disponibles en el mercado, y estos componentes ayudan a asegurar la fiabilidad general para sus nuevos dispositivos. Aquí está lo que necesita saber al seleccionar resistencias de alta temperatura y algunos componentes de ejemplo para su próximo sistema de alta temperatura.

¿Qué hace diferentes a las resistencias de alta temperatura?

Las resistencias vienen en una serie de formas, incluyendo películas de metal y óxido de metal, resistencias de lámina y carbono, cerámicas y resistencias enrolladas en alambre. Las resistencias que están diseñadas para clasificaciones de baja potencia y temperaturas bajas a moderadas pueden exhibir un gran cambio en la resistencia cuando se superan estas clasificaciones. Básicamente, la resistencia puede convertirse en un circuito corto o abierto una vez que se quema. Lo que hace diferentes a las resistencias de alta temperatura de otras resistencias es el material de encapsulación. Este es el principal punto de fallo en una resistencia a alta disipación de potencia/alta temperatura.

En esencia, las resistencias de alta temperatura están construidas con un material de encapsulación que no se agrietará, derretirá o colocará estrés mecánico en la película/interno del alambre a altas temperaturas. Las grietas en el material de encapsulación pueden formarse debido a diferencias en el coeficiente de expansión térmica de los diversos materiales en la resistencia. El estrés mecánico también puede dirigirse sobre la película/interno del alambre a altas temperaturas.

Debido a que estas resistencias están construidas para resistir cambios de volumen durante la operación o para simplemente expandirse por una cantidad menor, a menudo tienen una menor variación en la resistencia a medida que cambia su temperatura. Las resistencias de alta temperatura también tienden a ser más robustas; aparte de la capacidad de resistir temperaturas más altas, también son componentes de montaje en orificio pasante, enchufables o de montaje en chasis. Esto se debe a que necesitan resistir temperaturas donde el soldador se derretirá, por lo que no están disponibles como componentes SMD.

Especificaciones importantes de las resistencias de alta temperatura

Al seleccionar resistencias de alta temperatura, hay algunas especificaciones importantes que deben recibir atención. Las especificaciones importantes para estas resistencias se centran todas en la fiabilidad en términos de resistencia y calificación de potencia bajo carga eléctrica y térmica. A medida que la temperatura del componente cambia, también lo hará su resistencia. ¡Todas las resistencias disipan la potencia eléctrica como calor, lo que luego aumenta la temperatura del componente. Porque a medida que la resistencia del componente cambia a alta temperatura, ¡la potencia que disipa como calor también cambia!

Estas relaciones entre la disipación de potencia, la temperatura ambiente y la resistencia se pueden resumir en dos especificaciones importantes:

• Coeficiente de temperatura de la resistencia. Al igual que los termistores, todas las resistencias tienen un coeficiente de temperatura de la resistencia. Esta especificación te indica cómo cambia la resistencia cuando cambia la temperatura del componente. Los valores típicos para resistencias de alta precisión y alta temperatura son de cientos de ppm por °C.

• Desclasificación de potencia vs. temperatura. Esta especificación te indica cómo cambia la calificación de disipación de potencia máxima del componente a medida que el componente se calienta. Esto puede especificarse en términos de temperatura ambiente, que es la forma más fácil de entender la desclasificación de potencia. Cuando la temperatura ambiente es más alta, la disipación de potencia máxima por el componente será menor. Esto normalmente se resume en un gráfico lineal con una pendiente negativa.

La otra especificación importante a considerar es el estilo de montaje. Los componentes de montaje en chasis son, con mucho, los más robustos, pero no se montarán en un PCB a menos que incluyas orificios de montaje. Estos componentes están disponibles más a menudo como componentes de montaje superficial, que luego pueden enchufarse en un zócalo mecánico o adjuntarse directamente a un PCB. Los ejemplos a continuación muestran algunas resistencias de alta temperatura económicas.

TE Connectivity, Serie SBC

La serie SBC de resistencias de alambre enrollado de cerámica de TE Connectivity está construida para soportar una alta disipación de potencia y están calificadas para operar a temperaturas de hasta cientos de °C. Estas resistencias son componentes de montaje superficial y características de desclasificación de potencia muy deseables para varias aplicaciones industriales de baja potencia. También tienen un coeficiente de temperatura de resistencia bajo de 200 ppm/°C (400 ppm/°C por debajo de 18R) y solo +/- 3% de variación de resistencia durante 1000 horas de vida útil a 70 °C. Un ejemplo es el SBCHE15330RJ, que tiene una calificación de potencia máxima de 17 W y una calificación de temperatura máxima de 350 °C.

TE Connectivity, Serie SQ

La serie SBC de resistencias de alambre enrollado cerámico de TE Connectivity son resistencias más pequeñas con una calificación de temperatura máxima de 250 °C. Estas resistencias son ideales para aplicaciones de alta potencia de precisión; no exhiben cambio de resistencia a 1000 V durante 1 minuto de carga. Estos componentes de montaje a través del orificio tienen una variación de resistencia de +/- 5% durante 1000 horas de vida útil a 70 °C. También son ininflamables a 16 veces la calificación de potencia durante 5 minutos. En comparación con la otra resistencia de alta temperatura de TE Connectivity mostrada arriba, estas resistencias no tienen derating de potencia hasta ~80 °C. Un componente de ejemplo es la resistencia cerámica de alambre enrollado SQMW7100RJ 100 Ohm/7 W.

Electrónica Stackpole, Serie KAL

La serie KAL de resistencias de alambre enrollado para montaje en chasis de Stackpole Electronics es otro conjunto de componentes que es ideal para entornos industriales a alta temperatura. Un componente de ejemplo es la resistencia KAL50FB50R0 de 50 Ohm, que tiene una calificación de potencia de hasta 50 W y una calificación de temperatura máxima de 275 °C. Este componente también tiene un coeficiente de temperatura de resistencia muy bajo de 20 ppm/°C. El estilo de montaje en chasis para esta resistencia la hace ideal para entornos industriales, dentro de vehículos o en equipos con vibración o movimiento significativos.

Tu próximo producto industrial necesitará resistir condiciones difíciles, incluyendo alta temperatura, alta humedad, exposición a una gama de químicos, vibración y otros peligros. Las resistencias de alta temperatura mostradas arriba son solo algunos de los muchos componentes que asegurarán que tu próximo sistema industrial permanezca confiable. Las características de búsqueda y filtrado de componentes de Octopart están aquí para ayudarte a reducir la búsqueda a los componentes adecuados para tu próximo sistema. Prueba nuestra guía de Selector de Partes cuando estés buscando componentes electrónicos.

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