什么是大功率电阻器？

发布于：2022-12-16 16:18:16 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：电阻器

首先了解一下，什么是大功率电阻器？

大功率电阻主要指各类比常规电阻具有更高功率的电阻。功率的大小是相对于常规来说的，并不是绝对的多少功率以上的电阻。

我们常见的特种大功率电阻器有：高压电阻器、一般陶瓷管线绕电阻器、铝外壳线绕电阻器、平面无感膜式电阻器等。那么，大功率电阻器的如何选型呢?又有哪些分类呢?

电阻器选用准则 ：根据所使用材料的不同，电阻器及电位器可分为合金型（绕线、合金箔）、薄膜型（碳膜、金属膜）、合成型（合成实芯、合成薄膜、玻璃釉）三大类，另外按结构及用途还可作其它的分类。根据使用要求的不同，优选的固定电阻器种类也不相同，当选用固定电阻器时，注意事项如下：

（1）电阻值稳定性

若电路功能对电阻值稳定性有较高的要求，例如精密衰减器、采样分压电路等，则应注意按电阻器的不同负载条件来选用。工作于直流负载时，应绕线电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成膜电阻器、合成实芯电阻器的顺序优选。

合成膜电阻器和合成实芯电阻器系列很少发生开路、短路失效，但电阻值不够稳定，对有容差设计的不敏感电路，使用此类电阻器可防止电阻器突发性失效所造成的装备失效。因此，在某些可靠度要求高的电路设计中，常使用这两种型式的电阻器。

金属化膜电阻器系列在直流负载时会出现逆氧化反应，而且这种反应在湿热环境中会更加严重。当电阻器承受交流负载时，若工作频率较低，可按绕线电阻器、金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、碳膜电阻器、合成膜电阻器及合成实芯电阻器系列选用。

当工作频率在几十千赫以上时，要考虑高频特性。有些电路设计工程人员不管在什么应用条件，凡是要求稳定性高的电路都选用金属膜电阻器系列。一般而言，金属膜电阻器系列薄膜电阻器的漂移为碳膜电阻器系列的三倍。

所以，在功率减额应用时，碳膜电阻器系列似乎比金属膜电阻器系列的漂移失效工低。有一种精密合金箔电阻器，兼具金属膜和绕线两种电阻器的优点，电阻值十分稳定，而且有很好的频率特性，当工作频率在5 兆赫以下时，基本是一种纯电阻，因此常被用作标准电阻使用。

（2）工作频率

电阻器应用于交流负载时，均应考虑频率特性。当频率增高时，由于分布电容、集肤效应，介质损耗电阻体及引线所导致的电感效应等因素的影响，电阻值将显著偏离标称值。绕线电阻器的工作频率一般不高于50 kHz，无感绕线电阻器的工作频率则可高达1 MHz以上。

（3）负载特性

电阻值对于交、直流负载，均不得大于功率额定值PR 。当电阻器使用在环境温度Ta 大于容许环境温度TR 时，使用功率P 与标称额定功率的关系为： P = PR（Ta - TR ）（Tmax - TR ），亦即PR 应该减额使用。

在脉冲功率下，电阻器峰值功率可能平均功率的几百倍，主要的限制因素有： A.电压过高造成层间击穿； B.脉冲电流过大超过允许的电流密度。电阻器承受脉冲负载能力的顺序为绕线电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成实芯电阻器、高压玻璃釉电阻器。

因为，在相同功率瓦数的情况下，碳膜电阻器膜层厚度大于金属膜电阻器的膜层厚度，所以碳膜电阻器承受脉冲电流的能力比金属膜电阻器强。

（4）电阻值非线性

电阻值非线性又称为电压系数 ，其定义是：在规定的电压范围内，电压每改变1V，电阻值的平均相对变化。任何电阻器多少都有一些非线性，即电压系数不为零。

只是有的电阻值非线性可忽略，有的较为严重。当电压系数不为零时，各种电压的电阻值都不同，这种现象在高电压负载时的影响尤为严重。所以 高压负载电阻器必须优选线性好的电阻器。

产生非线性的原因，主要是电阻体存在着分散性结构，造成间隙电阻 。当电压大于某一特定值后继续升高，间隙电阻逐渐下降。当电压升高时，电阻器整体发热而产生的电阻值变化与非线性效应不同，前者需要一定的时间才反映出来，后者则是一瞬间的效应。在电阻器制造过程中，若存在内部缺陷，则非线性增大，所以可利用此一特性进行筛选。按线性要求优选的顺序为绕线电阻器、金属化膜电阻器、金属氧化膜电阻器、碳膜电阻器、高压玻璃釉电阻器、合成实芯电阻器及合成膜电阻器。

（5）噪声

对于某些高灵敏度的装备，噪声系数是一项重要的指标，特别是装备的前级电路，各零件的噪声系数对系统影响。前级电路中的电阻器，应依噪声电位按绕线电阻器、金属氧化电阻器、碳膜电阻器、高压玻璃釉电阻器、合成膜电阻器及合成实芯电阻器的顺序选用。另外，还应考虑频率范围及其它因素。