고온 저항기 선택 가이드

고온 오븐에 전자 장치를 넣는 것은 추천하지 않지만, 일부 장치는 고온 환경에서 작동해야 합니다. 이러한 상황에서 신뢰성은 주요 관심사가 되며, 특히 온도가 납땜이 녹을 정도로 높아질 때 더욱 그렇습니다. 이러한 환경을 위한 보드 디자인은 그 자체로 독특하지만, 디자이너는 이러한 온도를 견디고 신뢰성 있게 작동할 수 있는 부품을 찾아야 합니다. 여기에는 진공 상태에서 작동할 고전력 전자 장치, 산업 모니터링 장비, 과학 장비 등이 포함됩니다.

GaN/SiC 기반의 고온 반도체 부품 덕분에 신뢰성에 대한 초점이 반도체에서 패시브 부품으로 옮겨갔습니다. 시장에는 다양한 고온 저항기가 있으며, 이러한 부품은 새로운 장치의 전반적인 신뢰성을 보장하는 데 도움이 됩니다. 고온 저항기를 선택할 때 알아야 할 사항과 다음 고온 시스템을 위한 예시 부품에 대해 알아보겠습니다.

고온 저항기를 다르게 만드는 것은 무엇인가요?

저항기는 금속 및 금속 산화물 필름, 호일 및 탄소 저항기, 세라믹, 와이어 와운드 저항기를 포함한 여러 형태로 제공됩니다. 낮은 전력 등급과 낮거나 중간 온도에 설계된 저항기는 이러한 등급을 초과할 때 저항이 크게 변할 수 있습니다. 기본적으로 저항기는 타버려서 단락이나 개방 회로가 될 수 있습니다. 고온 저항기를 다른 저항기와 다르게 만드는 것은 캡슐화 재료입니다. 이것은 고전력 소산/고온에서 저항기의 주요 실패 지점입니다.

본질적으로 고온 저항기는 고온에서 내부 필름/와이어에 균열, 녹거나 기계적 스트레스를 가하지 않는 캡슐화 재료로 제작됩니다. 캡슐화 재료에 균열이 생길 수 있는 이유는 저항기 내 다양한 재료의 열팽창 계수 차이 때문입니다. 고온에서 내부 필름/와이어에 기계적 스트레스도 가해질 수 있습니다.

이러한 저항기는 작동 중 볼륨 변화에 견딜 수 있도록 제작되었거나 단순히 더 작은 양으로 팽창하기 때문에, 온도 변화에 따른 저항의 변동이 종종 더 적습니다. 고온 저항기는 또한 더 견고한 경향이 있습니다; 더 높은 온도를 견딜 수 있는 능력 외에도, 이들은 스루홀, 플러그 가능, 또는 섀시 마운트 부품입니다. 이는 납땜이 녹을 온도를 견딜 수 있어야 하기 때문에 SMD 부품으로는 제공되지 않습니다.

고온 저항기의 중요 사양

고온 저항기를 선택할 때 주의해야 할 중요한 사양이 있습니다. 이러한 저항기에 대한 중요한 사양은 모두 전기적 및 열적 부하 하에서 저항과 전력 등급의 신뢰성을 중심으로 합니다. 구성 요소의 온도가 변하면 저항도 변합니다. 모든 저항기는 전기적 전력을 열로 발산하며, 이로 인해 구성 요소의 온도가 증가합니다. 고온에서 구성 요소의 저항이 변하면 열로 발산하는 전력도 변하기 때문입니다! 전력 발산, 주변 온도 및 저항 간의 이러한 관계는 두 가지 중요한 사양으로 요약될 수 있습니다:

• 저항의 온도 계수. 써미스터처럼 모든 저항기에는 저항의 온도 계수가 있습니다. 이 사양은 구성 요소의 온도가 변할 때 저항이 어떻게 변하는지 알려줍니다. 고정밀 고온 저항기의 전형적인 값은 °C당 수백 ppm입니다.

• 온도 대비 전력 감소. 이 사양은 구성 요소가 가열됨에 따라 구성 요소의 최대 전력 발산 등급이 어떻게 변하는지 알려줍니다. 이는 주변 온도 측면에서 지정될 수 있으며, 전력 감소를 이해하는 가장 쉬운 방법입니다. 주변 온도가 높을수록 구성 요소에 의한 최대 전력 발산이 낮아집니다. 이는 일반적으로 음의 기울기를 가진 선형 그래프로 요약됩니다.

고려해야 할 또 다른 중요한 사양은 장착 스타일입니다. 섀시 마운트 구성 요소는 가장 견고하지만, 마운트 홀을 포함하지 않는 한 PCB에 장착할 수 없습니다. 이러한 구성 요소는 대부분 관통 구멍 구성 요소로 제공되며, 기계 소켓에 꽂거나 PCB에 직접 부착할 수 있습니다. 아래 예는 몇 가지 저렴한 고온 저항기를 보여줍니다.

TE Connectivity, SBC 시리즈

TE Connectivity의 SBC 시리즈 세라믹 와이어-와운드 저항기는 고전력 발산을 견딜 수 있도록 제작되었으며 수백 °C까지 작동할 수 있는 온도 등급을 가지고 있습니다. 이 저항기는 관통 구멍 구성 요소이며 여러 저전력 산업 응용 분야에 매우 바람직한 전력 감소 특성을 가지고 있습니다. 또한 200 ppm/°C(18R 이하에서 400 ppm/°C)의 낮은 저항 온도 계수와 70 °C에서 1000시간 부하 수명 동안 ±3% 저항 변화만을 가집니다. 예를 들어, SBCHE15330RJ는 최대 전력 등급이 17 W이고 최대 온도 등급이 350 °C입니다.

TE Connectivity, SQ 시리즈

TE Connectivity의 SBC 시리즈 세라믹 와이어운드 저항기는 최대 온도 등급이 250°C인 작은 저항기입니다. 이 저항기들은 정밀 고전력 응용 분야에 이상적이며, 1분 동안 1000V 부하를 가했을 때 저항 변화가 없습니다. 이 스루홀 구성품은 70°C에서 1000시간 부하 수명 동안 저항 변동이 +/- 5%입니다. 또한, 5분 동안 16배 전력 등급에서도 불연성입니다. 위에 나와 있는 TE Connectivity의 다른 고온 저항기와 비교했을 때, 이 저항기들은 약 80°C까지 전력 감소가 없습니다. 예시 구성품은 SQMW7100RJ 100 옴/7 W 와이어운드 세라믹 저항기입니다.

Stackpole Electronics, KAL 시리즈

Stackpole Electronics의 KAL 시리즈 섀시 마운트 와이어운드 저항기는 고온의 산업 환경에 이상적인 또 다른 구성품 세트입니다. 예시 구성품은 KAL50FB50R0 50 옴 저항기로, 최대 50 W의 전력 등급과 최대 온도 등급이 275°C입니다. 이 구성품은 또한 매우 낮은 온도 계수 저항을 가지고 있으며, 20 ppm/°C입니다. 이 저항기의 섀시 마운팅 스타일은 산업 환경, 차량 내부, 또는 상당한 진동이나 움직임이 있는 장비에 이상적입니다.

다음 산업 제품은 고온, 고습도, 다양한 화학 물질에 대한 노출, 진동 및 기타 위험을 포함한 가혹한 조건을 견딜 필요가 있습니다. 위에 나와 있는 고온 저항기는 다음 산업 시스템이 신뢰성을 유지하는 데 도움이 될 많은 구성 요소 중 일부에 불과합니다. Octopart의 구성 요소 검색 및 필터링 기능은 다음 시스템에 적합한 구성 요소를 좁혀나가는 데 도움이 됩니다. 전자 구성 요소를 찾고 있을 때 저희의 부품 선택 가이드를 사용해 보세요.

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