Conception de circuits électroniques et systèmes d'alimentation, puissancerésistanceEn tant que composant important, il assume les tâches de conversion de l'énergie électrique et de consommation d'énergie. Les résistances de puissance génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement, provoquant une augmentation de leur température. Si cette augmentation de température dépasse la limite de conception, elle peut affecter les performances de l'appareil ou même provoquer une panne. Par conséquent, un calcul précis de l’augmentation de température de la résistance de puissance est crucial pour garantir un fonctionnement stable du circuit et prolonger la durée de vie des composants. Cet article présentera en détail la méthode de calcul de l'augmentation de la température de la résistance de puissance pour aider les ingénieurs et les techniciens à mieux la comprendre et l'appliquer.
1. Concept de base de l'augmentation de la température de la résistance de puissanceL'augmentation de la température de la résistance de puissance fait référence à l'augmentation de la température de la résistance de puissance par rapport à la température ambiante en raison de la perte de puissance provoquée par le passage du courant lorsque la résistance de puissance fonctionne. L'augmentation de la température affecte directement la fiabilité et la durée de vie de la résistance. Habituellement, l'augmentation de la température est exprimée par ΔT en degrés Celsius (℃) et son calcul doit prendre en compte la consommation d'énergie et les conditions de dissipation thermique.
2. Calcul de la perte de puissance de la résistance de puissanceLa perte de puissance P de la résistance de puissance constitue la base du calcul de l’échauffement. La formule de calcul est :
P = I² × R ou P = U² / R
Parmi eux, I est le courant, R est la valeur de la résistance et U est la tension aux bornes de la résistance. Le calcul précis des pertes de puissance est la première étape pour déterminer l’augmentation de la température.
3. L'importance de la température ambiante et des conditions de dissipation thermiqueL'augmentation de température de la résistance de puissance n'est pas seulement liée à sa propre consommation d'énergie, mais également affectée par la température ambiante (Ta) et les conditions de dissipation thermique. Un bon environnement de dissipation thermique peut réduire efficacement l’augmentation de la température. Plus la température ambiante est élevée, plus la température de fonctionnement de la résistance de puissance est élevée, de sorte que l'environnement d'utilisation réel doit être pris en compte lors de la conception.
4. Le concept de résistance thermique et son application dans le calcul de l'élévation de températureLa résistance thermique (θ) est un paramètre qui mesure le degré d'obstruction du flux de chaleur, et l'unité est °C/W. La résistance thermique totale de la résistance de puissance comprend la résistance thermique de jonction à la résistance thermique du boîtier (θJC), la résistance thermique du boîtier à la résistance thermique ambiante (θCA), etc. La formule de calcul de l'augmentation de température est généralement :
ΔT = P × θ
Parmi eux, θ est la résistance thermique totale. En consultant la fiche technique de la résistance, vous pourrez obtenir les paramètres de résistance thermique correspondants.
5. Formules couramment utilisées pour les calculs d'élévation de températureSur la base des facteurs ci-dessus, la formule de calcul de l'augmentation de température de la résistance de puissance est la suivante :
Tj = Ta + P × θJA
Parmi eux, Tj est la température de jonction, Ta est la température ambiante, P est la perte de puissance et θJA est la résistance thermique de la jonction à l'environnement. Cette formule est simple et pratique et constitue une méthode largement utilisée en ingénierie.
6. Étapes de calcul de l'élévation de température dans des applications pratiques(1) Déterminez la valeur de la résistance et le courant ou la tension de fonctionnement, et calculez la perte de puissance P.
(2) Consultez le livre de spécifications de résistance pour obtenir le paramètre de résistance thermique θJA.
(3) Mesurer ou déterminer la température ambiante Ta.
(4) Remplacer dans la formule pour calculer l'augmentation de température ΔT et la température de jonction Tj.
(5) Déterminez si le résultat du calcul se situe dans la plage de température autorisée de la résistance.
7. Malentendus et précautions courantsLes malentendus courants dans les calculs d'élévation de température incluent l'ignorance des changements de température ambiante, une estimation insuffisante des conditions de dissipation thermique et une sélection inappropriée des paramètres de résistance thermique. Il est recommandé de laisser une certaine marge de sécurité lors de la conception pour garantir que la résistance fonctionne dans une plage de température sûre.
8. Vérifier le calcul de l'augmentation de la température par des expériences et des simulationsEn plus des calculs théoriques, dans l'ingénierie réelle, l'imagerie thermique, les mesures de capteurs de température ou les logiciels de simulation par éléments finis sont souvent utilisés pour vérifier la valeur d'échauffement afin de garantir l'exactitude du calcul et la rationalité de la conception.
：Le calcul de l'échauffement de la résistance de puissance est un maillon important dans la conception des circuits. Un calcul raisonnable d'augmentation de température peut garantir le fonctionnement stable de la résistance et prolonger sa durée de vie. Grâce à un calcul précis de la perte de puissance, à une évaluation raisonnable de la résistance thermique et de la température ambiante, et combinés à une vérification expérimentale, l'augmentation de la température de la résistance de puissance peut être contrôlée efficacement. La maîtrise de ces méthodes de calcul est la clé pour améliorer la qualité de conception et la fiabilité des produits pour les ingénieurs et techniciens en électronique. J'espère que cet article vous aidera à comprendre et à appliquer les calculs d'augmentation de la température des résistances de puissance.
