Guia de Seleção de Resistores de Alta Temperatura

Não recomendaria colocar seus eletrônicos em um forno de alta temperatura, mas alguns dispositivos precisam operar em ou ao redor de ambientes de alta temperatura. A confiabilidade se torna uma grande preocupação nessas situações, especialmente quando as temperaturas se tornam tão altas que o solda pode derreter. O design de placas para esses ambientes é um desafio próprio, mas os designers ainda precisam encontrar componentes que possam suportar essas temperaturas e operar de maneira confiável. Algumas áreas incluem eletrônicos de alta potência que operarão no vácuo, equipamentos de monitoramento industrial e equipamentos científicos.

Graças aos componentes semicondutores de alta temperatura construídos em GaN/SiC, o foco na confiabilidade agora se desloca dos semicondutores para os passivos. Há uma ampla gama de resistores de alta temperatura disponíveis no mercado, e esses componentes ajudam a garantir a confiabilidade geral para seus novos dispositivos. Aqui está o que você precisa saber ao selecionar resistores de alta temperatura e alguns componentes de exemplo para o seu próximo sistema de alta temperatura.

O que Torna os Resistores de Alta Temperatura Diferentes?

Os resistores vêm em várias formas, incluindo filmes de metal e óxido de metal, resistores de folha e carbono, cerâmicas e resistores enrolados em fio. Resistores que são projetados para classificações de baixa potência e temperaturas baixas a moderadas podem exibir uma grande mudança na resistência quando essas classificações são excedidas. Basicamente, o resistor pode se tornar um curto ou circuito aberto uma vez que ele queima. O que torna os resistores de alta temperatura diferentes de outros resistores é o material de encapsulamento. Este é o principal ponto de falha em um resistor em alta dissipação de potência/temperatura alta.

Na essência, os resistores de alta temperatura são construídos com um material de encapsulamento que não irá rachar, derreter ou colocar estresse mecânico no filme/interno do fio em altas temperaturas. Rachaduras no material de encapsulamento podem se formar devido a diferenças no coeficiente de expansão térmica dos vários materiais no resistor. Estresse mecânico também pode ser direcionado ao filme/interno do fio em altas temperaturas.

Porque esses resistores são construídos para suportar mudanças de volume durante a operação ou para simplesmente expandir por uma quantidade menor, eles frequentemente têm menor variação na resistência à medida que sua temperatura muda. Resistores de alta temperatura também tendem a ser mais robustos; além da capacidade de suportar temperaturas mais altas, eles também são componentes de montagem em furo passante, plugáveis ou de montagem em chassis. Isso porque eles precisam suportar temperaturas onde o solda irá derreter, então eles não estão disponíveis como componentes SMD.

Especificações Importantes de Resistores de Alta Temperatura

Ao selecionar resistores de alta temperatura, existem algumas especificações importantes que devem receber atenção. As especificações importantes para esses resistores estão todas centradas na confiabilidade em termos de resistência e classificação de potência sob carga elétrica e térmica. À medida que a temperatura do componente muda, sua resistência também mudará. Todos os resistores dissipam energia elétrica como calor, o que aumenta a temperatura do componente. Porque à medida que a resistência do componente muda em alta temperatura, a potência que ele dissipa como calor também muda! Essas relações entre dissipação de potência, temperatura ambiente e resistência podem ser resumidas em duas especificações importantes:

• Coeficiente de temperatura da resistência. Assim como termistores, todos os resistores têm um coeficiente de temperatura da resistência. Esta especificação informa como a resistência muda quando a temperatura do componente muda. Valores típicos para resistores de alta precisão e alta temperatura são de centenas de ppm por °C.

• Desclassificação de potência vs. temperatura. Esta especificação informa como a classificação máxima de dissipação de potência do componente muda à medida que o componente aquece. Isso pode ser especificado em termos de temperatura ambiente, que é a maneira mais fácil de entender a desclassificação de potência. Quando a temperatura ambiente é mais alta, a dissipação máxima de potência pelo componente será menor. Isso normalmente é resumido em um gráfico linear com uma inclinação negativa.

A outra especificação importante a considerar é o estilo de montagem. Componentes montados em chassis são de longe os mais robustos, mas eles não serão montados em uma PCB a menos que você inclua furos de montagem. Esses componentes estão mais frequentemente disponíveis como componentes de montagem através de furo, que podem então ser conectados a um soquete mecânico ou fixados diretamente a uma PCB. Os exemplos abaixo mostram alguns resistores de alta temperatura baratos.

TE Connectivity, Série SBC

A série SBC de resistores de fio enrolado em cerâmica da TE Connectivity é construída para suportar alta dissipação de potência e são classificados para operar em temperaturas de até centenas de °C. Esses resistores são componentes de montagem através de furo e possuem características de desclassificação de potência muito desejáveis para várias aplicações industriais de baixa potência. Eles também têm um baixo coeficiente de temperatura da resistência de 200 ppm/°C (400 ppm/°C abaixo de 18R) e apenas +/- 3% de variação de resistência ao longo de 1000 horas de vida útil sob carga a 70 °C. Um exemplo é o SBCHE15330RJ, que tem uma classificação máxima de potência de 17 W e uma classificação máxima de temperatura de 350 °C.

TE Connectivity, Série SQ

A série SBC de resistores de fio enrolado em cerâmica da TE Connectivity são resistores menores com classificação máxima de temperatura de 250 °C. Esses resistores são ideais para aplicações de alta potência com precisão; eles não exibem mudança de resistência a 1000 V por 1 minuto de carga. Esses componentes de montagem através de furo têm variação de resistência de +/- 5% ao longo de 1000 horas de vida útil a 70 °C. Eles também são incombustíveis a 16x a classificação de potência por 5 minutos. Comparados a outros resistores de alta temperatura da TE Connectivity mostrados acima, esses resistores têm zero derivação de potência até ~80 °C. Um exemplo de componente é o resistor de cerâmica enrolado SQMW7100RJ 100 Ohm/7 W.

Stackpole Electronics, Série KAL

A série KAL de resistores de fio enrolado com montagem em chassis da Stackpole Electronics é outro conjunto de componentes ideal para ambientes industriais em alta temperatura. Um exemplo de componente é o resistor KAL50FB50R0 50 Ohm, que tem uma classificação de potência de até 50 W e uma classificação máxima de temperatura de 275 °C. Este componente também tem um coeficiente de resistência de temperatura muito baixo de 20 ppm/°C. O estilo de montagem em chassis para este resistor o torna ideal para ambientes industriais, dentro de veículos ou em equipamentos com vibração ou movimento significativos.

Seu próximo produto industrial precisará resistir a condições severas, incluindo alta temperatura, alta umidade, exposição a uma gama de produtos químicos, vibração e outros riscos. Os resistores de alta temperatura mostrados acima são apenas alguns dos muitos componentes que garantirão que seu próximo sistema industrial permaneça confiável. As funcionalidades de busca e filtragem de componentes da Octopart estão aqui para ajudá-lo a refinar sua busca pelos componentes certos para seu próximo sistema. Experimente nosso guia Seletor de Peças quando estiver procurando por componentes eletrônicos.

Mantenha-se atualizado com nossos últimos artigos inscrevendo-se em nossa newsletter.