Почему горят низкоомные резисторы Опции

[AlexeyW]

Была обнаружена такая проблема:
для резисторов размера 1206 нормированное допустимое напряжение 200В.
При использовании высокоомных резисторов в статических цепях вроде никаких проблем, при непревышении мощности.
В нашем же случае было так: на резисторе порядка 10-15 Ом возникало напряжение в 100-150 В примерно на 10-20 нс (частота импульсов - десятки герц). При этом резистор начинает гореть: сначала в центре появляется искра, которая вытягивается постепенно вдоль резистора.
Существует информация, не знаю, насколько достоверная, что сопротивление резисторов подгоняют, просто делая на них поперечный надрез. Я стачивал защитный слой наждачкой, и действительно обнаружил что-то типа надрезов, разные на разныз номиналах.
Кто сталкивался с подобными вещами?
Принципиально то, что тонкий разрез вызывает концентрацию поля, в десятки раз большую, чем напряжение/длину резистора. При таком условии, выходит, что и 200В нельзя гарантировать. Или, начиная с каких-то номиналов, разрезов уже не делают? Какая есть информация по этому поводу, официальная и экспериментальная? Заранее большое спасибо.

[rx3apf]

Принципиально то, что тонкий разрез вызывает концентрацию поля, в десятки раз большую, чем напряжение/длину резистора. При таком условии, выходит, что и 200В нельзя гарантировать. Или, начиная с каких-то номиналов, разрезов уже не делают?

Полагаю, дело не в наличии-отсутствии надреза, а просто локальный перегрев из-за превышения импульсной мощности. Было дело, в импульсном металлоискателе пробовал как демпфирующие использовать SMD 1206, их там у меня восемь штук стояло последовательно-параллельно. Именно так и выгорали...

[AlexeyW]

Полагаю, дело не в наличии-отсутствии надреза, а просто локальный перегрев из-за превышения импульсной мощности. Было дело, в импульсном металлоискателе пробовал как демпфирующие использовать SMD 1206, их там у меня восемь штук стояло последовательно-параллельно. Именно так и выгорали...

конечно, это первое, о чем думается.
да вот ведь в чем вопрос: при коротком импульсе - будем считать, что вся энергия выделяется только в проводящем слое. Такая оценка (по максимуму) давала перегрев совсем небольшой, ну типа 10 градусов, рассасывается он за доли микросекунды. Потом, горят совершенно четко - с середины. Потом, горят не за один импульс, а медленно прогорают за тысячи импульсов - тоже совсем непохоже на превышение импульсной мощности.
Какие у Вас были параметры импульса и сопротивления?
В моем случае - ток около 15А, полуволна длительностью примерно 10нс по полувысоте, 12 Ом

[rx3apf]

Потом, горят совершенно четко - с середины.

Это логично - теплоотвод там хуже всего, да и в зоне надреза плотность тока больше. Я все ж уверен, что дело именно в токе, а не напряжении по краям надреза.

Потом, горят не за один импульс, а медленно прогорают за тысячи импульсов - тоже совсем непохоже на превышение импульсной мощности.

У меня тоже не за один прогорало, где-то сотни, пожалуй..

Какие у Вас были параметры импульса и сопротивления?
В моем случае - ток около 15А, полуволна длительностью примерно 10нс по полувысоте, 12 Ом

Если б я помнил... Демпфировал ЭДС самоиндукции поисковой катушки, но сколько там и чего было, не то что не помню, но даже и не снимал картинку...

[AlexeyW]

Тут как бы даже вторично, дело в токе или напряжении - при разрезе превышается и то, и другое. Теплоотвол с середины совсем не актуален, поскольку в масштабе одного импульса тепловыделение равномерное по всему слою, между импульсами - тепло полностью уходит.
Так получается, что действительно эти самые разрезы существуют и радикально портят свойства резисторов? Нет ли об этом каких-либо официальных данных от производителей?

[rx3apf]

Так получается, что действительно эти самые разрезы существуют и радикально портят свойства резисторов? Нет ли об этом каких-либо официальных данных от производителей?

Что разрезы существуют - это факт. Бывают разной формы, могут влиять на ВЧ-свойства. И на НЧ тоже, как оказывается. А вот про импульсные режимы мне ничего не попадалось...

[rezident]

Теплоотвол с середины совсем не актуален, поскольку в масштабе одного импульса тепловыделение равномерное по всему слою, между импульсами - тепло полностью уходит.

Тут вы в своих предположениях по-моему ошибаетесь. Локальное тепловыделение повышает локальное сопротивление материала, которое приводит к еще большему тепловыделению именно в этом локализованном участке. Ну и т.д. Причем по нелинейному (степенному) закону! Локальный саморазогрев приводит с перегоранию проводящего слоя. Вы ведь в импульсе на несколько порядков превышаете допустимую величину средней рассеиваемой мощности. Резисторы проверяют на перегрузку всего лишь 2,5-кратным значением напряжения. А вы сразу на несколько порядков.
Кстати, про этот эффект (сгорание SMD-резисторов при кажущемся непревышении средней мощности) я тоже пару раз упоминал. Например вот тут.

[Пушкарев Михаил]

Сопротивление толстопленочных резисторов подгоняется именно надрезами резистивного слоя. А максимально допустимая импульсная мощность нормируется для редких типов резисторов.

[halfdoom]

В нашем же случае было так: на резисторе порядка 10-15 Ом возникало напряжение в 100-150 В примерно на 10-20 нс (частота импульсов - десятки герц).

Редкий резистор специфицируют на такие длительности импульсов. Но для ориентировки: стандартные 1206 допускают пиковую мощность почти 3Вт при его длительности импульса 1мкс и частоте повторения 1Гц.

[AlexeyW]

Спасибо большое за информацию. Ясное дело, что никто не специфицирует на 10нс не только резисторы, но и все остальное, за редким исключением. Но, к сожалению, при попытке выжать что-то реальное, приходится делать физические оценки.
Да, если разрезы существуют - приходится признать, что они все убивают.
Вообще, способ какой-то дебильный. Если б хоть полукруг сбоку вырезали - уже б проблем не было (а технологически несложно - ну, два поворотных зеркала на лазере вместо одного).

[Tanya]

конечно, это первое, о чем думается.
да вот ведь в чем вопрос: при коротком импульсе - будем считать, что вся энергия выделяется только в проводящем слое. Такая оценка (по максимуму) давала перегрев совсем небольшой, ну типа 10 градусов, рассасывается он за доли микросекунды.

А как Вы оценивали массу проводящего слоя?
И по поводу долей микросекунды...
А попробовать заменить на тонкий манганиновый провод (вдвое скрученный)

[AlexeyW]

А как Вы оценивали массу проводящего слоя?
И по поводу долей микросекунды...
А попробовать заменить на тонкий манганиновый провод (вдвое скрученный)

Обычно толщина слоя около 10 микрон, у высокоомных вроде 1 мкм. Я для надежности брал один микрон.
И плотность, и теплоемкость - примерно соответствуют разного рода керамике (примерно так их вроде делают -керамика с проводящим наполнением) - разброс не принципиально большой. Старался все брать по максимальной оценке.

Доли микросекунды - мог соврать, может, просто микросекунды (путь тепловой волны - корень из времени). Но частота - десятки герц всего, даже неважно, микросекунды или сотни их.

А где Вы берете такие провода?

Сообщение отредактировал AlexeyW - Nov 6 2010, 20:51

[forever_student]

...Да, если разрезы существуют - приходится признать, что они все убивают...

Была похожая проблема. Побороли использованием НЕточных резисторов(если не ошибаюсь 10%).
Там этих разрезов не было.

[halfdoom]

Вообще, способ какой-то дебильный. Если б хоть полукруг сбоку вырезали - уже б проблем не было (а технологически несложно - ну, два поворотных зеркала на лазере вместо одного).

Тогда бы и себестоимость возросла. Если площадь платы ограничена, то есть специальные резисторы рассчитанные на повышенные пиковые мощности.

[Tanya]

Доли микросекунды - мог соврать, может, просто микросекунды (путь тепловой волны - корень из времени). Но частота - десятки герц всего, даже неважно, микросекунды или сотни их.

А где Вы берете такие провода?

Время - существенный фактор риска. За наносекунду звук проходит примерно микрон, а корня еще нет.
Провода... из старых запасов.
Я же предлагала только попробовать сравнить. То, что у Вас перегорает всегда в середине - странно. А если поставить два параллельно для проверки? Горит ведь быстро.

[AlexeyW]

Была похожая проблема. Побороли использованием НЕточных резисторов(если не ошибаюсь 10%).
Там этих разрезов не было.

Спасибо. А как называется этот тип резисторов, или производитель? Мы ставили тоже не точные, стандартные 1206 5%.

то есть специальные резисторы рассчитанные на повышенные пиковые мощности.

Тот же вопрос - Вы знаете конкретные? Возможно, что я просто плохо искал.

Время - существенный фактор риска. За наносекунду звук проходит примерно микрон, а корня еще нет.
Провода... из старых запасов.
Я же предлагала только попробовать сравнить. То, что у Вас перегорает всегда в середине - странно. А если поставить два параллельно для проверки? Горит ведь быстро.

Ясно
Звук - несколько другое дело, а для тепла именно корень. Конечно, если среда столь хороша (бездислокационный кристалл), что путь свободного пробега фононов больше нескольких микрон - тогда вначале будет линейно со скоростью звука, но в керамике это не так.
Именно, что горят четко с середины (при спиливании - именно там видно похожее на разрез, в середине - конец разреза). Кстати, вклюены были несколько, последовательно - результат одинаков. Ну, один чуть раньше, другой чуть позже - в общем, все горят постепенно.

Да, и еще про разрез - он иногда настолько велик, что должен менять сопротивление процентов на 20. Такое ощущение, что просто гонят валом один номинал, потом его дорезают на несколько.

[forever_student]

...А как называется этот тип резисторов, или производитель?...

За давностью лет уже, к сожалению, не вспомню.
Сейчас под руками есть резисторы 1206 1кОм 5% производства SAMSUNG, два резистора пошкурил - нет разрезов.
P.S. Вам Tanya правильно советует - попробуйте несколько штук ПАРАЛЛЕЛЬНО.

[Designer56]

Кстати сказать: у резисторов, кроме предельной мощности рассеяния нормируется ещё предельно- допустимое напряжение. при превышении его зависимость тока от напряжения перестает соответствовать закону Ома. А именно: начиная с некоторого порога ток растет быстрее и нелинейно. Скорее всего, в данном случае налагаются оба фактора: и сама по себе мгновенная мощность, расчитанная для номинального сопротивления на порядки выше допустимой и к этому ещё и вышеуказанное.
В высоковольтных делителях применяют резисторы мощностью 1- 2 Вт, не потому, что мощность на них сеется большая, а потому, что такие резисторы имеют крупногабаритный корпус и вследствии этого большое допустимое рабочее напряжение.
Прошу прощения, уже забыл с чего тема начиналась. У автора вроде с напругой все в порядке. Но: упомянутое допустимое рабочее напряжение, как и все предельно= допустимые параметры дествительно только в том случае, если остальные параметры режима работы не превышают своих предельных значений.

[rx3apf]

За давностью лет уже, к сожалению, не вспомню.
Сейчас под руками есть резисторы 1206 1кОм 5% производства SAMSUNG, два резистора пошкурил - нет разрезов.
P.S. Вам Tanya правильно советует - попробуйте несколько штук ПАРАЛЛЕЛЬНО.

А я уже приводил пример, когда стояло много параллельно (да, припомнил, было две группы 1206 по 4 параллельно, группы включены последовательно). Выгорали все. МЛТ-1 - чуть грелся.

Ну, а если есть резисторы без надреза - можно попробовать в таком режиме (примерно киломные у меня и были), дать микросекундный импульсы с учетом непревышения средней мощности, но с большой импульсной. Я на 100% уверен - выгорят.

[Tanya]

Звук - несколько другое дело, а для тепла именно корень. Конечно, если среда столь хороша (бездислокационный кристалл), что путь свободного пробега фононов больше нескольких микрон - тогда вначале будет линейно со скоростью звука, но в керамике это не так.
Именно, что горят четко с середины (при спиливании - именно там видно похожее на разрез, в середине - конец разреза). Кстати, вклюены были несколько, последовательно - результат одинаков. Ну, один чуть раньше, другой чуть позже - в общем, все горят постепенно.

Да, и еще про разрез - он иногда настолько велик, что должен менять сопротивление процентов на 20. Такое ощущение, что просто гонят валом один номинал, потом его дорезают на несколько.

Звук - это оно самое. Быстрее звука тепло не может распространяться. Это только для оценки. И для оценки же предлагала
вместо одного поставить два или три... этажеркой... чтобы уменьшить среднюю мощность на поверхности. Ваш результат (перегорание начинается в центре) не укладывается в модель перегорания в тонких местах. Или она в него.

[AlexeyW]

P.S. Вам Tanya правильно советует - попробуйте несколько штук ПАРАЛЛЕЛЬНО.

ну, все как обычно - места не сильно много. Можно, конечно, в этажи городить, но несолидно как-то

Выгорали все. МЛТ-1 - чуть грелся.
Ну, а если есть резисторы без надреза

А какие у Васбыли параметры импульса, не помните? Мне кажется, подтверждение факта разреза исчерпывает вопрос - импульсная мощность с разрезом должна упасть на порядок и более. Тут скорее энергия одного импульса - она по расчету была неопасной даже для проводящего слоя, без рассеяния тепла.

Быстрее звука тепло не может распространяться....Ваш результат (перегорание начинается в центре) не укладывается в модель перегорания в тонких местах. Или она в него.

Верно. Но, если тепловая волна прошла микрон за микросекунду - значит, уже где-то половина тепла ушла из слоя. Но это тут совсем не важно - ведь расчет был на теплоемкость слоя, даже без отвода.
Как же не укладывется? Ведь если в центре находится вершина разреза - у нее и концентрация поля, и концентрация тока.
Ставить параллельно - конечно, правильная идея, не всегда возможно. Да, проверял - менее какого-то номинала уже не горят (ток нормирован внешней цепью).

[Designer56]

Я как- то давно делал устройство, вход которого должен выдерживать индуцированное молнией напряжение. Вот балластные резисторы МЛТ-2 как раз были 10 Ом. Проводились испытания на колоколообразный импульс 1,5 кВ длительностью 1мс с периодом 1 сек. В реале такого, конечно, нет. Но резисторы потемнели.

[AlexeyW]

Кстати сказать: у резисторов, кроме предельной мощности рассеяния нормируется ещё предельно- допустимое напряжение.

да, совершенно верно. Но для 1206 вроде всегда нормировалось как минимум 200В, без оговорок на номинал.

В общем, наверное, вывод напрашивается все же такой: с разрезами все плохо, нужно найти без разрезов и проверить теоретические расчеты

Я как- то давно делал устройство, вход которого должен выдерживать индуцированное молнией напряжение. Вот балластные резисторы МЛТ-2 как раз были 10 Ом. Проводились испытания на колоколообразный импульс 1,5 кВ длительностью 1мс с периодом 1 сек. В реале такого, конечно, нет. Но резисторы потемнели.

Да, а при такой длительности - уже мощность..
Кстати, при очень коротких импульсах еще начинает работать распределенная емкость резисторов, тоже своего рода проблема - приходится типа мелкими емкостями параллелить и т.п.

[Designer56]

Совмещать предельно- допустимые режимы нельзя. тем более, если один из них- с превышением

[Tanya]

Верно. Но, если тепловая волна прошла микрон за микросекунду - значит, уже где-то половина тепла ушла из слоя. Но это тут совсем не важно - ведь расчет был на теплоемкость слоя, даже без отвода.
Как же не укладывется? Ведь если в центре находится вершина разреза - у нее и концентрация поля, и концентрация тока.
Ставить параллельно - конечно, правильная идея, не всегда возможно. Да, проверял - менее какого-то номинала уже не горят (ток нормирован внешней цепью).

Я-то думала, что разрез не в центре. Еще попробуйте сверху лак - еще одна тепловая емкость. И этажерки - приближение к объемному резистору. А теплоемкость Вы считали на всю пленку? Тепло-то в импульсе только вблизи перемычки. Там и коробиться может начать...

[forever_student]

...(да, припомнил, было две группы 1206 по 4 параллельно, группы включены последовательно). Выгорали все. МЛТ-1 - чуть грелся...

Немного некорректное сравнение.
Чтобы нагреть 8 шт. 1206 и МЛТ-1 надо затратить сильно разное количество энергии.
К тому же буковка "Т" у последнего кое-что значит .

ну, все как обычно - места не сильно много. Можно, конечно, в этажи городить, но несолидно как-то

Для проверки, наверное, можно .

[rx3apf]

Немного некорректное сравнение.
Чтобы нагреть 8 шт. 1206 и МЛТ-1 надо затратить сильно разное количество энергии.
К тому же буковка "Т" у последнего кое-что значит .

Я исходил из допустимой рассеиваемой мощности - 1206 по разным данным от 0.125 до 0.25W. Ну да, МЛТ-1 массивнее. Зато он на ногах, а 1206 с теплоотводом на плату. Но выгорали они задолго до того, как разогревались.

[forever_student]

Я исходил из допустимой рассеиваемой мощности - 1206 по разным данным от 0.125 до 0.25W...

На катушке с резисторами написано 1/8W.

...Ну да, МЛТ-1 массивнее. Зато он на ногах...

Он не только массивный, он еще и теплостойкий (буковка "Т").
Поскольку его ноги металлические, то это только плюс

...Но выгорали они задолго до того, как разогревались...

???

[Microwatt]

Это вообще не из той оперы резисторы. 1206.
Даже 2ваттный ОМЛТ уверенно выгорает при попытке зарядить через него от сети 0.1-0.2мкФ. Для таких импульсных нагрузок применяют проволочные резисторы. Допустимое напряжение дают из условий прочности изоляции меж выводами (или дорожками, как в тех же МЛТ).
А вот импульсная мощность в хороших ТУ расписана в достаточно сложных семействах графиков. Там длительность и мощность импулься вычисляется для выравнивания температуры и устранения локальных перегревов. Потому стоит , наверно , внимательно посмотреть на форму напряжения на резисторе и еще раз просчитать мгновенные мощности.
Если изготовитель не дал внятно допустимой кратности перегрузки, лучше не полагаться на авось, а поставить резисторы другого типа, более прогнозируемые.

[rx3apf]

На катушке с резисторами написано 1/8W.

ROHM, например, для таких резисторов (у него, правда, кодировка типоразмеров другая, 3216, но размер соответствует 1206) заявляет 1/4W.

???

Прогорали с искрами, при этом сильно не разогреваясь.

Это вообще не из той оперы резисторы. 1206.
Даже 2ваттный ОМЛТ уверенно выгорает при попытке зарядить через него от сети 0.1-0.2мкФ.

При каком сопротивлении ?

[forever_student]

...Прогорали с искрами, при этом сильно не разогреваясь...

Может, просто напряжением пробивались?

[halfdoom]

Тот же вопрос - Вы знаете конкретные? Возможно, что я просто плохо искал.

Посмотрите на MMA0204 от Vishay.

[rx3apf]

Может, просто напряжением пробивались?

Вот напряжение на катушке, ЭДС самоиндукции которой я гасил, припоминаю - не больше 500V. Тот же ROHM для тех же резисторов дает рабочее напряжение 400V. У меня две группы были последовательно. Совсем не похоже...

[forever_student]

...Тот же ROHM для тех же резисторов дает рабочее напряжение 400V...

У ROHM резисторы с разрезами(только что на их сайте посмотрел)+очень интересно они рабочее напряжение считают.
Так что спокойно могли и напряжением пробиваться и в разрезах выгорать.

[Designer56]

вы лучше не с разрезами или без оных, а металлопленочные (не металлокомпозитные,) посмотрите. На 10 Ом никаких разрезов быть не должно

[rx3apf]

У ROHM резисторы с разрезами(только что на их сайте посмотрел)+очень интересно они рабочее напряжение считают.
Так что спокойно могли и напряжением пробиваться и в разрезах выгорать.

Ну, ROHM я привел только потому, что вот на диске все ихние даташиты валяются, лазать далеко не надо. Взял-то я первые попавшиеся. Разбираться, есть там надрезы или нет - лениво было. Не получилось - я для себя сделал отметочку, что в такие цепи в общем случае SMDшные пленочные резисторы пихать нельзя.

[Владимир]

В нашем же случае было так: на резисторе порядка 10-15 Ом возникало напряжение в 100-150 В примерно на 10-20 нс (частота импульсов - десятки герц).

На резисторе 150-220 Ом 250 вольт четверть микросекунды, повторение 16 герц.
в среднем на каждой сотне приборов в течение года у 4 отказ.
Пропадал контакт между металлизацией и телом резистора.
Вылечили тем, что стали применять резисторы 2512. Ни одного отказа с тех пор

[AlexeyW]

Я-то думала, что разрез не в центре. Еще попробуйте сверху лак - еще одна тепловая емкость. И этажерки - приближение к объемному резистору. А теплоемкость Вы считали на всю пленку? Тепло-то в импульсе только вблизи перемычки.

Да, спасибо, это ясно, что вблизи перемычки. Считал я, естественно, на всю пленку, о разрезе не догадываясь.
Средняя можность совершенно несерьезна. Импульсы же настолько коротки (10нс), что всерьез рассматривать теплоотвод за время импульса не стоит.

1206 по разным данным от 0.125 до 0.25W

вроде всегда 1206 были 0,25, а 0805 - 0,125Вт...

На резисторе 150-220 Ом 250 вольт четверть микросекунды, повторение 16 герц

ага, именно - средняя мощность маленькая, импульсная очень большая. Очень полезный пример, спасибо!
Кстати, ведь в пленке резистора скин-эффекта не будет видно (проводимость низкая, скин-слой толще пленки даже на нс). А вот у контактной площадки ситуация уже другая - и тут возможны какие-либо эффекты, типа этого?

Посмотрите на MMA0204 от Vishay

Спасибо! Посмотрю

[Владимир]

вроде всегда 1206 были 0,25, а 0805 - 0,125Вт...

Не всегда. Зависит от температурной стабильности и точности

ага, именно - средняя мощность маленькая, импульсная очень большая. Очень полезный пример, спасибо!
Кстати, ведь в пленке резистора скин-эффекта не будет видно (проводимость низкая, скин-слой толще пленки даже на нс). А вот у контактной площадки ситуация уже другая - и тут возможны какие-либо эффекты, типа этого?

Да сильно не вникал, раз вылечилось, но считал, что отрыв графита происходил от контакта из-за ультразвукового удара по подложке резистора

[AlexeyW]

Зависит от температурной стабильности и точности

да, это верно. Наверное, мне просто не приходилось совмещать то и другое, я чисто по теплу.

Да сильно не вникал, раз вылечилось, но считал, что отрыв графита происходил от контакта из-за ультразвукового удара по подложке резистора

Там, как понимаю, совсем не графит, а керамикоподобная твердая спеченная масса. А откуда ультразвуковой удар?

[Владимир]

Там, как понимаю, совсем не графит, а керамикоподобная твердая спеченная масса. А откуда ультразвуковой удар?

Ну так керамика, как соиззволили заметить. в моем случае прикладывалось в эквиваленте 1 MHZ. Вот оно и прочии гармоники и путешествует по керамике. А около контактов и должно возникать максимальное "натяжение"

[AlexeyW]

А, у Вас это был подвод к пьезоизлучателю?

[Владимир]

Да

[AlexeyW]

Интересная штука. С точки зрения механики крупные еще хуже.. Правда, может так случиться, что у тех механическая резонансная частота совпала.

[Владимир]

Может быть, я не анализировал. У больших и толстых и резонансная ниже, и соответственно, приложенное напряжение к длине резистора ниже, то есть амплитуда колебаний должны быть существенно ниже. Но экспериментов не проводил, смысла не вижу

[AlexeyW]

Упругость пропорциональна кубу толщины.. Толщина почти та же, длина больше, частота действительно ниже. Ну да не суть - при остром резонансе главное не попасть в резонанс

Сообщение отредактировал AlexeyW - Nov 7 2010, 21:22

[Microwatt]

При каком сопротивлении ?

Да что-то Ом 8-10 в одно время пытался. Вру, наверное, там 0.22 мкф вчистую и 22 мкФ дальше за 3-омным дросселем и выпрямителем было.
Вроде два экз по 150 раз включил-выключил нормально. Привезли готовое к заказчику с хорошими фидерами и розетками - половина при первом включении задымила.
Разбирался тогда с ними. Там пик пару киловатт или что-то такое на резисторе. Сначала отстреливается небольшая дырочка посередине. Потом горит все начисто. В ТУ вчитался - действительно, нережим, хотя и несколько микросекунд . Напряжение - одно, а пиковая мощность - другое требование по режиму.
С тех пор в токоограничение - термистор или проволока.

[Владимир]

дырочка посередине. Потом горит все начисто. В ТУ вчитался - действительно, нережим, хотя и несколько микросекунд .

В моем случае и до киловата в импульсе далеко было. Да и "дырочку" бы обнаружил в середине.
Нет было чистое отслоение вывода от графита.

[dinam]

Если рассуждать логически, то надо искать резисторы у которых токопроводящий слой имеет большую массу(объем) в самом "узком" месте. Т.е толстопленочные и подобные. Следуя этому сразу нашел например вот эти CRCW....-HP e3 В этом datasheet есть хорошие графики для импульсного режима. У этого производителя есть и другие типы с похожими характеристиками. Удачи!

[AlexeyW]

Если рассуждать логически, то надо искать резисторы у которых токопроводящий слой имеет большую массу(объем) в самом "узком" месте. Т.е толстопленочные и подобные. Следуя этому сразу нашел например вот эти CRCW....-HP e3 В этом datasheet есть хорошие графики для импульсного режима. У этого производителя есть и другие типы с похожими характеристиками. Удачи!

Огромное спасибо! Да, кажется, это именно то, что надо. Кстати, у них, думаю, и "самого узкого места" нет

[EUrry]

Была обнаружена такая проблема:
для резисторов размера 1206 нормированное допустимое напряжение 200В.
При использовании высокоомных резисторов в статических цепях вроде никаких проблем
.....
Существует информация, не знаю, насколько достоверная, что сопротивление резисторов подгоняют, просто делая на них поперечный надрез.

//Ну, думаю, что на 99,99 % резистор у Вас толстопленочный. Поэтому далее, без дополнительных оговорок, буду иметь в виду таковые//
Делают, не только 1, а даже 3 - 1 посередине и 2 ближе к контактам (средний и крайние делаются с разных сторон и получается что-то типа меандра на топологии).

Принципиально то, что тонкий разрез вызывает концентрацию поля, в десятки раз большую, чем напряжение/длину резистора. При таком условии, выходит, что и 200В нельзя гарантировать.

По идее напряженность повышенная, но не настолько, чтобы вызывать пробой (тем более, что разрез заплавлен стеклом), а вот импульсная мощность в Вашем случае чрезвычайно большая: (150^2/15 = 1500 Вт) - это в 6000 или 12000 раз (!!!) выше средней допустимой (соответственно 0,25 или 0,125 Вт). Настолько высокое допустимое превышение импульсной мощности относительно средней я никогда не встречал - обычно на порядок, но уж ни на 3. Эта прикидка просто сразу отметает все другие версии.

Или, начиная с каких-то номиналов, разрезов уже не делают? Какая есть информация по этому поводу, официальная и экспериментальная? Заранее большое спасибо.

Ни с каких, делают везде, кроме резисторов спец. назначения, например, СВЧ (да и то подгонка есть, но ограничена размерами резов, для обеспечения малой паразитной индуктивности).

Потом, горят совершенно четко - с середины. Потом, горят не за один импульс, а медленно прогорают за тысячи импульсов - тоже совсем непохоже на превышение импульсной мощности.
.......
Теплоотвол с середины совсем не актуален, поскольку в масштабе одного импульса тепловыделение равномерное по всему слою, между импульсами - тепло полностью уходит.
Так получается, что действительно эти самые разрезы существуют и радикально портят свойства резисторов? Нет ли об этом каких-либо официальных данных от производителей?

Ну, вё правильно - где узко, там и греется и не факт, что без подгонки выдержит. А теплопроводность хотя и не особо влиет при рассеянии импульной мощности, но тем не менее, при накоплении за время серии импульсов, перегрев в середине очень даже прогнозируем.
- "Папа, а разрезы есть?"
- "Нет сынок, это фантастика!"

А они есть...

Локальное тепловыделение повышает локальное сопротивление материала, которое приводит к еще большему тепловыделению именно в этом локализованном участке.

Почему же? Если ТКС резистора отрицательный, то совсем наоборот. Это же не проволочные резисторы, у которых ТКС только положительный.

Ну и т.д. Причем по нелинейному (степенному) закону! Локальный саморазогрев приводит с перегоранию проводящего слоя. Вы ведь в импульсе на несколько порядков превышаете допустимую величину средней рассеиваемой мощности. Резисторы проверяют на перегрузку всего лишь 2,5-кратным значением напряжения. А вы сразу на несколько порядков.

Вот-вот!!!

Вообще, способ какой-то дебильный. Если б хоть полукруг сбоку вырезали - уже б проблем не было (а технологически несложно - ну, два поворотных зеркала на лазере вместо одного).

Да все нормально! Как я упоминал, при 3-х резах получается что-то типа меандра, а ведь тонкопленочные резисторы (как правило, прецизионные), начиная примерно с сотен ом изначально имеют топологию меандра.

Была похожая проблема. Побороли использованием НЕточных резисторов(если не ошибаюсь 10%).
Там этих разрезов не было.

Спасибо. А как называется этот тип резисторов, или производитель? Мы ставили тоже не точные, стандартные 1206 5%.

Толстопленочные, как правило, не являются прецизионными. Допускаемое отклонение 0,5 % и менее уже достаточно эксклюзивно и там уже применяются тонкопленочные и металлофольговые. Кстати говоря, возможно, металлофольговые в этом отношении могут себя неплохо проявить, но цена вопроса уже значительно выше.

Да, и еще про разрез - он иногда настолько велик, что должен менять сопротивление процентов на 20. Такое ощущение, что просто гонят валом один номинал, потом его дорезают на несколько.

Вы не правы - всё разумно ограничено.

ROHM, например, для таких резисторов (у него, правда, кодировка типоразмеров другая, 3216, но размер соответствует 1206) заявляет 1/4W.

3216 означает 3,2х1,6 мм, тогда как 1206 в дюймовой системе означает то же самое (с точностью до округления) - 0,12х0,06 дюйма. Мощность, как правило, зависит от прецизионности - чем прецизионнее, тем менее мощные.

вы лучше не с разрезами или без оных, а металлопленочные (не металлокомпозитные,) посмотрите. На 10 Ом никаких разрезов быть не должно

Вообще, толстопленочные как раз для рассеяния импульсной мощности более подходят, т. к. рассеяние происходит в большем объеме (далее резистивной пленки тепло особо не успевает распространяться).

Средняя можность совершенно несерьезна. Импульсы же настолько коротки (10нс), что всерьез рассматривать теплоотвод за время импульса не стоит.

Категорически не согласен.

Кстати, ведь в пленке резистора скин-эффекта не будет видно (проводимость низкая, скин-слой толще пленки даже на нс). А вот у контактной площадки ситуация уже другая - и тут возможны какие-либо эффекты, типа этого?

Не надо Вам лезть в скин-эффекты и прочее, а то совсем запутаетесь.

Если рассуждать логически, то надо искать резисторы у которых токопроводящий слой имеет большую массу(объем) в самом "узком" месте. Т.е толстопленочные и подобные....

Совершенно верно.

[rezident]

Почему же? Если ТКС резистора отрицательный, то совсем наоборот. Это же не проволочные резисторы, у которых ТКС только положительный.

Приведите, пожалуйста, пример (даташит) обычного тонкопленочного резистора (не NTC термистора!) с отрицательным ТКС. Или признайтесь, что это вы просто так сболтнули/предположили.

[EUrry]

Приведите, пожалуйста, пример (даташит) обычного тонкопленочного резистора (не NTC термистора!) с отрицательным ТКС. Или признайтесь, что это вы просто так сболтнули/предположили.

Пожалуйста: наши тонкопленочные и толстопленочные, зарубежные Vishay также тонкопленочные и толстопленочные.

[rezident]

Пожалуйста: наши тонкопленочные и толстопленочные, зарубежные Vishay также тонкопленочные и толстопленочные.

Миль пардон! Я неправильно интерпретировал этот параметр Приношу извинения.

[EUrry]

Миль пардон! Я неправильно интерпретировал этот параметр Приношу извинения.

Да ничего страшного! Это только сначала кажется, что вроде бы металлическая пленка и как у нее может быть отрицательный ТКС. А на самом деле сказываются, например, различие ТКЛР подложки и пленки, топология и еще много других факторов. А резистивные пасты для толстопленочной технологии вообще, как правило, неметаллические, а, например, из окиси рутения.

[Designer56]

Так у пленочных резисторов даже штырьковых по подобным причинам никогда знак ТКС ненормируется. Редко- у проволочных, и, само собой, у термо.

[AlexeyW]

Делают, не только 1, а даже 3 - 1 посередине и 2 ближе к контактам (средний и крайние делаются с разных сторон и получается что-то типа меандра на топологии).

Спасибо за интересную информацию

По идее напряженность повышенная, но не настолько, чтобы вызывать пробой (тем более, что разрез заплавлен стеклом)

Напряженность поля в проводнике длиной L и шириной H E=U/L. Если прорезать ширину проводника до середины узким разрезом шириной d, то у вершины разреза поле будет больше примерно в H/d раз (ну, с коэффициентами типа 2 в какую-либо сторону) - судя по виду надреза, на порядок больше исходной. И пробой будет, возможно, даже не через стенки разреза, а внутри проводника.

, а вот импульсная мощность в Вашем случае чрезвычайно большая: (150^2/15 = 1500 Вт) - это в 6000 или 12000 раз (!!!) выше средней допустимой (соответственно 0,25 или 0,125 Вт).
....при накоплении за время серии импульсов....

Повторюсь, что расчет был не по мощности. Расчет был на то, чтобы только за счет теплоемкости проводящего слоя поглотить безопасно расчетную энергию. Накопление неактуально, импульсы очень редки, все успевает уйти. Средняя мощность около милливатта, перегрев не более градуса.

Почему же? Если ТКС резистора отрицательный, то совсем наоборот. Это же не проволочные резисторы, у которых ТКС только положительный.

Для неустойчивости и горения нужен не только положительный, но и достаточно большой ТКС. Или так: чем больше ТКС, тем меньше коэффициент запаса. Но реальные ТКС (кроме терморезисторов) вряд ли изменят коэфф. запаса более чем на несколько процентов.

Да все нормально! Как я упоминал, при 3-х резах получается что-то типа меандра, а ведь тонкопленочные резисторы (как правило, прецизионные), начиная примерно с сотен ом изначально имеют топологию меандра.

но этот меандр отличен соотношением ширины проводников и разрезов, что принципиально для концентрации поля и тока.

Толстопленочные, как правило, не являются прецизионными. Допускаемое отклонение 0,5 % и менее уже достаточно эксклюзивно и там уже применяются тонкопленочные и металлофольговые. Кстати говоря, возможно, металлофольговые в этом отношении могут себя неплохо проявить, но цена вопроса уже значительно выше.

да, конечно, верно

"Средняя можность совершенно несерьезна. Импульсы же настолько коротки (10нс), что всерьез рассматривать теплоотвод за время импульса не стоит" - Категорически не согласен.

а как тогда?

Не надо Вам лезть в скин-эффекты и прочее, а то совсем запутаетесь.

с чем же тут путаться? Нужно всего лишь удостовериться, что ток течет по всему проводящему слою достаточно равномерно, иначе расчет неверен. Удостоверился, и хорошо

[EUrry]

даже не через стенки разреза, а внутри проводника.

Не понял. Это где и как?

Повторюсь, что расчет был не по мощности. Расчет был на то, чтобы только за счет теплоемкости проводящего слоя поглотить безопасно расчетную энергию. Накопление неактуально, импульсы очень редки, все успевает уйти. Средняя мощность около милливатта, перегрев не более градуса.

Не уверен, но, возможно, толстые пленки разрушаются еще из-за того, что частицы проводящей фазы контактируют между собой хуже (собственно, из-за чего толстопленочные резисторы обладают более высоким уровнем токовых шумов), чем, например, островки металлизации в тонких пленках, и, соответственно, происходят локальные выгорания при больших импульсных токах.

но этот меандр отличен соотношением ширины проводников и разрезов, что принципиально для концентрации поля и тока.

Ну, вообще, вопрос достаточно спорный.

а как тогда?

Версия выше.

с чем же тут путаться? Нужно всего лишь удостовериться, что ток течет по всему проводящему слою достаточно равномерно, иначе расчет неверен. Удостоверился, и хорошо

Да нет там никакого скин-эффекта вплоть даже до ~ 10 ГГц, а то и выше. И вообще, тут для скин эффекта уж до кучи надо и гармоники учесть, но это уж совсем мудрено. Не выдумывайте лишнего, скин-эффект здесь ни причем. Ранее скин-эффекта картину паразитная индуктивность гадить начнет.

[AlexeyW]

Не понял. Это где и как?

пробой в самой проводящей среде, почему нет.

Не уверен, но, возможно, толстые пленки разрушаются еще из-за того, что частицы проводящей фазы контактируют между собой хуже (собственно, из-за чего толстопленочные резисторы обладают более высоким уровнем токовых шумов), чем, например, островки металлизации в тонких пленках, и, соответственно, происходят локальные выгорания при больших импульсных токах.

А вот это очень здравая мысль. Как-то совсем упустил микроуровень.

Да нет там никакого скин-эффекта вплоть даже до ~ 10 ГГц, а то и выше. И вообще, тут для скин эффекта уж до кучи надо и гармоники учесть, но это уж совсем мудрено. Не выдумывайте лишнего, скин-эффект здесь ни причем. Ранее скин-эффекта картину паразитная индуктивность гадить начнет.

Конечно, нет, но убедиться же в этом необходимо. Была б там пленка меди в 10 микрон - скин-эффект уже был бы сильным.

[EUrry]

пробой в самой проводящей среде, почему нет.

Если Вы имеете в виду опять-таки пробой между частицами проводящей фазы, то при подгоночных резах длина резистивного элемента увеличивается, и, соответственно, напряжение, приложенное к контактам резистора, распределяется на большей длине (в сравнении, когда нет подгонки) и напряженность электрического поля между частицами наоборот снижается, а вот локальные выгорания между частицами очень даже возможны.

Конечно, нет, но убедиться же в этом необходимо. Была б там пленка меди в 10 микрон - скин-эффект уже был бы сильным.

Опять же всё относительно. Какой вклад скин-эффект, даже в медных контактах резистора, привнесет в общее сопротивление резистора сопротивлением 15 Ом? И, тем более, какое это имеет отношение к выгоранию резистивной пленки?

[AlexeyW]

то при подгоночных резах длина резистивного элемента увеличивается, и, соответственно, напряжение, приложенное к контактам резистора, распределяется на большей длине (в сравнении, когда нет подгонки) и напряженность электрического поля между частицами наоборот снижается

вот как раз это неправильно. Если рисовать картину поля, то вблизи вершины разреза его напряженность будет намного выше средней (пусть даже средняя и немного уменьшилась). В пределе бесконечно тонкого разреза - поле в точке вершины стремится к бесконечности

Опять же всё относительно. Какой вклад скин-эффект, даже в медных контактах резистора, привнесет в общее сопротивление резистора сопротивлением 15 Ом? И, тем более, какое это имеет отношение к выгоранию резистивной пленки?

я немного не об этом. В 15Ом эффекта нет, в 0,01 Ом - мгновенно не сказать, прикинуть надо, не забыть. Чтоб не ошибиться, лучше просто об этом не забывать.

[EUrry]

вот как раз это неправильно. Если рисовать картину поля, то вблизи вершины разреза его напряженность будет намного выше средней (пусть даже средняя и немного уменьшилась). В пределе бесконечно тонкого разреза - поле в точке вершины стремится к бесконечности

Про разрез я уже писал, что да, напряженность повышается, особенно, с края резистивного элемента, где начинается разрез. Но Вы же про какой-то внутренний пробой говорите, а какой - я так и не понял.

я немного не об этом. В 15Ом эффекта нет, в 0,01 Ом - мгновенно не сказать, прикинуть надо, не забыть. Чтоб не ошибиться, лучше просто об этом не забывать.

На 0,01 Ом уже скажется, но сути вопроса это не меняет: как это связано с выгоранием резистивной пленки?

[AlexeyW]

Про разрез я уже писал, что да, напряженность повышается, особенно, с края резистивного элемента, где начинается разрез. Но Вы же про какой-то внутренний пробой говорите, а какой - я так и не понял.

Пробой, или прогорание - результат похож. Если поле увеличивается в несколько раз - может быть и пробой, но в любом случае плотность тока и мощности в этом месте вырастает.

На 0,01 Ом уже скажется, но сути вопроса это не меняет: как это связано с выгоранием резистивной пленки?

Ну а как это связано со скин-эффектом? Естественно, если ток потечет по малой части толщины, и эта малая часть перегреется, да и сопротивление будет другим. Как обычно скин-эффект и проявляется

[EUrry]

Пробой, или прогорание - результат похож. Если поле увеличивается в несколько раз - может быть и пробой, но в любом случае плотность тока и мощности в этом месте вырастает.

Так вот я всё-таки и не понял, что Вы подразумеваете под внутренним пробоем.

Ну а как это связано со скин-эффектом? Естественно, если ток потечет по малой части толщины, и эта малая часть перегреется, да и сопротивление будет другим. Как обычно скин-эффект и проявляется

Согласен, но с оговоркой. Причем, оговариваюсь и насчет упомянутых мной гармоник. Ведь скин-слой определяется для установившегося гармонического процесса, а в данном случае речь идет о переходных процессах, где указанные законы не действуют и что там будет на самом деле я сейчас ответить не берусь.

[AlexeyW]

Так вот я всё-таки и не понял, что Вы подразумеваете под внутренним пробоем.

тут уже упоминалось, что при больших полях ток растет нелинейно. В каком-то смысле это можно считать началом пробоя. При какой-то напряженности ток начнет расти лавинообразно. При этом не так принципиально, что среда исходно проводящая. Я бы еще сказал, что начнется ионизация среды, ее насыщение носителями сверх имевшихся исходно - это и есть пробой.

Согласен, но с оговоркой. Причем, оговариваюсь и насчет упомянутых мной гармоник. Ведь скин-слой определяется для установившегося гармонического процесса, а в данном случае речь идет о переходных процессах, где указанные законы не действуют и что там будет на самом деле я сейчас ответить не берусь.

Ну, как минимум любой процесс разлагается в ряд Фурье по гармоникам, а т.к. скин-эффект - вещь линейная (т.е. представимая в виде суммы токов разных частот, текущих независимо в своих слоях), то и скин-эффект таким образом считается. Но это сложно математически.
Намного нагляднее рассмотреть то, что называется переходной характеристикой (реакцией на ступеньку тока).
Допустим, мы смогли мгновенно создать ток в круглом проводнике. Он потечет по пути наименьшей индуктивности (т.е. пути, соответствующем минимальной энергии поля) - т.е. по поверхности. Далее начнется проникновение тока внутрь за счет разности напряжений между слоями с разной плотностью тока. Выглядеть распределение будет примерно экспоненциально, глубина проникновения будет расти как корень из времени.

Реакция на прямоугольный импульс будет равна сумме переходных характеристик с разным знаком и сдвинутых во времени. Этого, в общем, уже достаточно для качественного представления.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Nov 9 2010, 20:09