Guide de sélection de résistances haute température

Je ne recommanderais pas de mettre vos appareils électroniques dans un four à haute température, mais certains dispositifs doivent fonctionner dans ou autour d'environnements à haute température. La fiabilité devient une préoccupation majeure dans de telles situations, surtout lorsque les températures deviennent si élevées que la soudure pourrait fondre. La conception de cartes pour ces environnements est un défi en soi, mais les concepteurs doivent encore trouver des composants capables de résister à ces températures et de fonctionner de manière fiable. Certains domaines incluent l'électronique de puissance élevée qui fonctionnera dans un vide, l'équipement de surveillance industrielle et l'équipement scientifique.

Grâce aux composants semi-conducteurs à haute température construits sur GaN/SiC, l'accent sur la fiabilité se déplace désormais des semi-conducteurs vers les composants passifs. Il existe une large gamme de résistances à haute température disponibles sur le marché, et ces composants aident à assurer la fiabilité globale de vos nouveaux dispositifs. Voici ce que vous devez savoir lors de la sélection de résistances à haute température et quelques exemples de composants pour votre prochain système à haute température.

Qu'est-ce qui rend les résistances à haute température différentes ?

Les résistances existent sous de nombreuses formes, y compris les films métalliques et d'oxyde métallique, les résistances à feuille et à carbone, les céramiques et les résistances bobinées. Les résistances conçues pour des puissances faibles et des températures basses à modérées peuvent présenter un grand changement de résistance lorsque ces valeurs sont dépassées. En gros, la résistance peut devenir un court-circuit ou un circuit ouvert une fois qu'elle a brûlé. Ce qui rend les résistances à haute température différentes des autres résistances est le matériel d'encapsulation. C'est le principal point de défaillance d'une résistance à haute dissipation de puissance/haute température.

En essence, les résistances à haute température sont construites avec un matériau d'encapsulation qui ne craquera pas, ne fondra pas, ou ne mettra pas de stress mécanique sur le film/le fil interne à haute température. Des fissures dans le matériau d'encapsulation peuvent se former en raison des différences dans le coefficient d'expansion thermique des divers matériaux dans la résistance. Un stress mécanique peut également être dirigé sur le film/le fil interne à haute température.

Parce que ces résistances sont construites pour résister aux changements de volume pendant le fonctionnement ou pour simplement se dilater moins, elles ont souvent une variation de résistance plus faible à mesure que leur température change. Les résistances à haute température ont tendance à être également plus robustes ; outre la capacité de résister à des températures plus élevées, elles sont également des composants à travers-trou, enfichables ou à montage sur châssis. Cela est dû au fait qu'elles doivent résister à des températures où la soudure fondra, donc elles ne sont pas disponibles en tant que composants CMS.

Spécifications importantes des résistances à haute température

Lorsque vous sélectionnez des résistances haute température, il y a certaines spécifications importantes qui doivent retenir l'attention. Les spécifications importantes pour ces résistances se concentrent toutes autour de la fiabilité en termes de résistance et de puissance nominale sous charge électrique et thermique. À mesure que la température du composant change, sa résistance change également. Toutes les résistances dissipent la puissance électrique sous forme de chaleur, ce qui augmente alors la température du composant. Parce que lorsque la résistance du composant change à haute température, la puissance qu'il dissipe sous forme de chaleur change également ! Ces relations entre la dissipation de puissance, la température ambiante et la résistance peuvent être résumées en deux spécifications importantes :

• Coefficient de température de résistance. Tout comme les thermistances, toutes les résistances ont un coefficient de température de résistance. Cette spécification vous indique comment la résistance change lorsque la température du composant change. Les valeurs typiques pour les résistances haute précision haute température sont de centaines de ppm par °C.

• Dérating de puissance vs température. Cette spécification vous indique comment la puissance maximale de dissipation nominale du composant change à mesure que le composant chauffe. Cela peut être spécifié en termes de température ambiante, qui est la manière la plus simple de comprendre le dérating de puissance. Lorsque la température ambiante est plus élevée, la dissipation maximale de puissance par le composant sera plus faible. Cela est normalement résumé sur un graphique linéaire avec une pente négative.

L'autre spécification importante à considérer est le style de montage. Les composants montés sur châssis sont de loin les plus robustes, mais ils ne se monteront pas sur un PCB à moins que vous n'incluiez des trous de montage. Ces composants sont le plus souvent disponibles en tant que composants traversants, qui peuvent ensuite être branchés dans une douille mécanique ou attachés directement à un PCB. Les exemples ci-dessous montrent quelques résistances haute température bon marché.

TE Connectivity, Série SBC

La série SBC de résistances en céramique bobinées de TE Connectivity est conçue pour résister à une dissipation de puissance élevée et est évaluée pour fonctionner à des températures allant jusqu'à des centaines de °C. Ces résistances sont des composants traversants et présentent des caractéristiques de dérating de puissance très souhaitables pour plusieurs applications industrielles de faible puissance. Elles ont également un faible coefficient de température de résistance de 200 ppm/°C (400 ppm/°C en dessous de 18R) et seulement +/- 3% de variation de résistance sur une durée de charge de 1000 heures à 70 °C. Un exemple est le SBCHE15330RJ, qui a une puissance maximale de 17 W et une température maximale de 350 °C.

TE Connectivity, Série SQ

La série SBC de résistances en céramique bobinées de TE Connectivity sont des résistances plus petites avec une température maximale de 250 °C. Ces résistances sont idéales pour les applications de haute puissance de précision ; elles ne présentent aucun changement de résistance à 1000 V pendant 1 minute de charge. Ces composants traversants ont une variation de résistance de +/- 5% sur une durée de charge de 1000 heures à 70 °C. Elles sont également ininflammables à 16x la puissance nominale pendant 5 minutes. Comparées à l'autre résistance haute température de TE Connectivity présentée ci-dessus, ces résistances n'ont aucune dégradation de puissance jusqu'à ~80 °C. Un composant exemple est la résistance en céramique bobinée SQMW7100RJ 100 Ohm/7 W.

Stackpole Electronics, série KAL

La série KAL de résistances bobinées montées sur châssis de Stackpole Electronics est un autre ensemble de composants idéal pour les environnements industriels à haute température. Un composant exemple est la résistance KAL50FB50R0 50 Ohm, qui a une puissance nominale allant jusqu'à 50 W et une température maximale de 275 °C. Ce composant a également un très faible coefficient de température de résistance de 20 ppm/°C. Le style de montage sur châssis pour cette résistance la rend idéale pour les environnements industriels, à l'intérieur des véhicules, ou dans des équipements soumis à des vibrations ou mouvements significatifs.

Votre prochain produit industriel devra résister à des conditions difficiles, incluant des températures élevées, une forte humidité, l'exposition à une gamme de produits chimiques, des vibrations et d'autres dangers. Les résistances haute température présentées ci-dessus ne sont que quelques-uns des nombreux composants qui garantiront la fiabilité de votre prochain système industriel. Les fonctionnalités de recherche et de filtrage de composants d'Octopart sont là pour vous aider à affiner votre choix vers les bons composants pour votre prochain système. Essayez notre guide de sélection de pièces lorsque vous recherchez des composants électroniques.

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