电阻器的脉冲浪涌能力？

由于现有需求，许多现代电子电路和设备都会经历瞬态脉冲和浪涌。这反过来又导致需要“设计”瞬态浪涌保护，尤其是在电机控制器等电路中。当电机启动时，此时消耗的电流过大，可能导致电阻器故障。同样，如果电容器用于电机启动，则电路中的限流电阻器在电容器充电/放电循环期间会经历非常高的过载。

在这一点上，值得一提的是，虽然有大量关于半导体等有源器件的信息，但电阻器等无源器件往往被忽视，设计人员尚未完全掌握它们在承受瞬态脉冲/浪涌方面的作用。

由于电阻器通常位于可能发生瞬态脉冲/浪涌的区域，因此对于设计人员来说，充分了解这种现象并针对其特定应用设计正确的电阻器确实至关重要。HTR与设计人员密切合作，为特定的保护应用提供定制的电阻器解决方案，为了设计工程师的利益，现在提供了多年来获得的信息/数据摘要如下：

绕线电阻器过载

在正常情况下，电阻器的承受不应超过其最大工作电压/额定电压/限制电压。这在理论上可以通过使用以下公式推导出来：

MWV = 最大工作电压 / 额定电压 / 极限电压。

P = 额定功率（以瓦特为单位）。

R = 标称电阻，单位为欧姆。

话虽如此，与薄膜甚至厚膜电阻器相比，绕线电阻器最能处理现代电路中经历的短时过载和浪涌，因为它们的结构性质如下：

·在极端电压应力的条件下，厚膜电阻器由于薄膜中通常不导电的材料的电压感应传导而显示出劣化的迹象，绕线电阻器通常不受这种现象的影响。

·电阻元件（薄膜或导线）的质量对于确定器件承受浪涌的能力至关重要，对于绕线电阻器，可以缠绕在磁芯上的导线元件的质量超过厚膜或薄膜电阻器中可能的质量。

·在浪涌期间，必须有效地耗散焦耳形式的能量，以避免损坏组件。厚膜电阻器在吸收浪涌方面优于薄膜电阻器，与绕线电阻器相比，通常额定最大 3 焦耳，而绕线电阻器甚至可以耗散 200 焦耳，例如使用正确选择的导线和绕组技术制成的 10 瓦电阻器。还观察到另一个有趣的现象，即当通过“Aryton Perry”方法绕线电阻器以获得低电感时，由于电阻线质量增加以吸收浪涌，电阻器还显示出增强的浪涌处理能力。

确保电涌不会导致电阻故障的第一步是电路设计人员确定应力是“短时过载”还是“浪涌”。

短时过载是指过大的电压/电流持续时间为 >0.5 秒，通常长达 5 秒。这确实会导致电阻器发热，但它也使电阻器的基板（通常是陶瓷磁芯）有时间消散增加的电流产生的热量。

与此形成鲜明对比的是，“浪涌”发生在更短的时间内<0.5秒，因此基板没有机会散热，能量必须被电阻元件本身完全吸收。

常见的浪涌类型是电容器充电/放电 - 通常为<1m秒和电机启动，通常<0.5秒。

基于这些信息，EAK的应用实验室汇总了一些有趣的数据/信息，设计工程师在为电路选择电阻器时应考虑这些数据/信息，这些电路将遇到短时过载或浪涌条件。

EAK 绕线电阻器的短时过载额定值计算如下：

可以看出，在上述情况下，额定功率为 2.5W 的 H2BA 类型能够在 5 秒内耗散 12.5W。就能量而言，这相当于 62.5 焦耳。

这里的危险在于，无论过载持续时间如何，都可能认为该设备能够处理 62.5 焦耳。

在这一点上，必须记住，产生的热量需要有限的时间才能正确地分布在电阻器体中，因此有必要对施加的脉冲能量施加限制，以防止由于热冲击而损坏元件而导致的过大应力。

现在假设相同的 2.5W 4K0 ± 5% 电阻器承受 10000 伏电压 1.5 毫秒，能量为 37.5 焦耳，如下所示公式：

E = （V2/R） x t = （10000 x 10000/4000） x 0.0015 秒 = 37.5 焦耳。

现在，37.5 焦耳在上图所示的 62.5 焦耳范围内，但必须记住，导线中产生的热量流入周围材料需要超过 1.5 毫秒的时间，因此导线的温度将远远超出其预期处理的温度，如果导线承受的温度超出其工作极限，电阻器的电阻值将过度变化，涂层可能会损坏，在极端情况下，电阻丝本身会熔化，这将使组件无法使用。