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.

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

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.

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

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...

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?

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...

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.

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

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.

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).

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?

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

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

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.

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



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


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.

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.

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.

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.

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.

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


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.


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 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, 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


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.

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

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...

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 .


Для проверки, наверное, можно .

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.

На катушке с резисторами написано 1/8W.

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

???

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.

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.


При каком сопротивлении ?

Может, просто напряжением пробивались?

Посмотрите на MMA0204 от Vishay.

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...

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.

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

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.

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

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.


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

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?

Спасибо! Посмотрю

Не всегда. Зависит от температурной стабильности и точности

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

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

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"

А, у Вас это был подвод к пьезоизлучателю?

Да

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

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

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

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.

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

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