27

Для расчета температуры перегрева определим мощность потерь на омическом сопротивле-

нии конденсатора, для этого по справочным данным определяем ЭПС при 105 0C и частоте 100 Гц . Мощность потерь:

.

Суммарное тепловое сопротивление конденсатора определяется по справочным данным:

0С/Вт

Температура перегрева конденсатора:

0С.

Значит, максимальная температура окружающей среды должна быть не выше: 0С.

Очевидно, что полученный результат не соответствует ТЗ, при эксплуатации электролитический конденсатор будет перегреваться, что приведет к значительному сокращению его срока службы. В рассматриваемом примере можно использовать параллельное соединение конденсаторов меньшей емкости, что приведет к уменьшению эквивалентного ЭПС.

4.2.2. Рекомендации по выбору резисторов

Резисторы постоянного сопротивления выбирают в зависимости от интервала рабочих и предельных температур, давления, уровня влажности, характера воздействия механических и акустически» нагрузок, интенсивности проникающей радиации, вида и величины электрической нагрузки и др. Для повышения надежности рекомендуется применять резисторы с дву- и трехкратным запасом по мощности рассеяния относительно номинальной, хотя при работе во влажной среде необходимо нагружать резисторы минимальной мощностью, чтобы обеспечить испарение влаги с поверхности резистора. Для аппаратуры, работающей во влажной среде, необходимо применять герметизированные резисторы (например, С2-13, С1-3, С2-8). При эксплуатации резисторов в условиях пониженного давления возможен перегрев резисторов в результате ухудшения конвективного теплоотвода. С понижением атмосферного давления до 5 Па допустимая мощность рассеяния маломощных (0.125 - 0.25 Вт) резисторов должна быть уменьшена на 25 - 40 %, а мощных резисторов (5 и 10 Вт) - на 50 - 60 %.

В условиях механических нагрузок резисторы следует крепить так, чтобы область рабочих частот резисторов находилась за пределами верхней границы рабочих частот вибраций. Резисторы, которые имеют спиральную навивку проводящего слоя, нельзя применять в высокочастотных цепях при частоте 1…10 МГц.

Наименьшим индуктивным сопротивлением обладают пленочные резисторы и резисторы с объемным проводящим слоем. Для пленочных резисторов особенно неблагоприятна работа в условиях импульсной нагрузки, так как при прохождении импульса мощность рассеяния идет преимущественно на нагрев резистивной пленки (например, резисторы С2-13). Резисторы с объемным проводящим элементом (например, резисторы С4-2) обладают повышенной чувствительностью к импульсной нагрузке.

Выбор резисторов зависит от их назначения (общего применения, точные, прецизионные, подстроечные или регулировочные) и основных параметров (номинальные мощность и сопротивление, предельное рабочее напряжение, допускаемое отклонение сопротивления от номинального, стабильность параметров, габаритные размеры и масса, износоустойчивость).

Правильность применения резисторов в аппаратуре определяется проверкой электрических режимов (рабочее напряжение, подаваемое на резистор, мощность рассеяния).

28

Выбор резистора переменного сопротивления зависит от его назначения в схеме и электрической нагрузки, при которой резистор должен работать. Для обеспечения плавной регулировки громкости применяют резисторы с обратно логарифмической функциональной характеристикой (вида В) и большим диапазоном регулирования, например, переменные резисторы СПЗ-12, СПЗ23, СПЗ-33. В качестве регуляторов тембра используют переменные резисторы с линейной функциональной характеристикой, для регулирования напряжений питания и токов — переменные или подстроечные резисторы с линейной функциональной характеристикой.

Система сокращенных условных обозначений, по которой:

1.первый элемент — буква или сочетания букв — обозначает подкласс резистора: Р — постоянные резисторы, РП — переменные резисторы, HP — наборы резисторов;

2.второй элемент — цифра (цифры) — обозначает группу резистора по материалу резистивного элемента: 1 — не проволочные, 2 — проволочные;

3.третий элемент — цифра — обозначает регистрационный номер конкретного типа резистора. Между вторым и третьим элементом ставится дефис. Например, резисторы посто-

янные не проволочные с номером 26 следует писать Р1-26.

Полное условное обозначение состоит из сокращенного обозначения, варианта конструктивного исполнения (при необходимости), обозначений и величин основных параметров и характеристик резисторов, климатического исполнения и обозначения документа на поставку.

Параметры и характеристики, входящие в полное условное обозначение резистора, указываются в следующей последовательности.

Для резисторов постоянных:

1.номинальная мощность рассеяния и буквенное обозначение;

2.единицы измерения мощности (Вт, кВт);

3.номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицы измерения (Ом, кОм,

МОм, ГОм); 4. допускаемое отклонение сопротивления в процентах (допуск);

5.группа по уровню шумов (для непроволочных резисторов);

6.группа по температурному коэффициенту сопротивления. Для резисторов переменных:

1.номинальная мощность рассеяния и буквенное обозначение единицы измерения мощности (Вт);

2.номинальное сопротивление и буквенное обозначение единицы измерения сопротивления (Ом, кОм, МОм);

3.допускаемое отклонение сопротивления в процентах (допуск);

4.функциональная характеристика (для непроволочных резисторов);

5.обозначение конца вала и длины выступающей части вала (размер от монтажной плоскости до конца вала) (ВС-1 - сплошной гладкий, ВС-2 - сплошной со шлицем, ВС-3 - сплошной с лыской, ВС-4 - сплошной с двумя лысками, ВП-1 - полый гладкий, ВП-2 - полый с

лыской).

Для многоэлементных резисторов в полном условном обозначении параметры и характеристики записываются в виде дроби в порядке набора секций от выхода вала.

Примеры полных условных обозначений резисторов. Постоянный непроволочный резистор с регистрационным номером ЗЗИ, номинальной мощностью рассеяния 0.25 Вт, номинальным сопротивлением 100 кОм, допускаемым отклонением сопротивлении ±2%, группой по уровню шума А, обозначается:

Р1-ЗЗИ - 0,25 Вт - 100 кОм ±2% А.

29

Маркировка на резисторах введена также буквенно-цифровая соответствующая международным стандартам.

Для правильного выбора резистора необходимо на основе требований к аппаратуре в части климатических, механических и других воздействий проанализировать условия работы каждого резистора внутри каждого блока аппаратуры и определить:

1.эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, относительную влажность окружающей среды, атмосферное давление, механические нагрузки и др.);

2.значения параметров и их допустимые изменения в процессе эксплуатации (номинальное сопротивление, допуск, сопротивление изоляции, шумы, вид функциональной характеристики переменных резисторов, ТКС и др.);

3.допустимые режимы и рабочие электрические нагрузки (мощность, напряжение, частота, параметры импульсного режима и т. д.);

4.показатели надежности, долговечности и сохраняемости;

5.конструкцию резисторов, способ монтажа, габаритные размеры и массу.

Вцелях повышения надежности и долговечности резисторов во всех возможных случаях, следует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных режимах по сравнению с допустимыми.

Номенклатура резисторов, выпускаемых предприятиями различных стран, чрезвычайно велика. Разобраться в море их наименований сложно. Дополнительную путаницу вносит тот факт, что технические характеристики многих резисторов, выпускаемых предприятиями различных стран и/или фирм могут быть совершенно идентичными. В большинстве практических случаев применяются так называемые «резисторы общего назначения». Все технические характеристики этих резисторов обычно являются средними или близкими к самым низким. Важнейшим критерием выбора типа применяемого резистора в этом случае является его стоимость. Однако, в практике разработки электронных устройств бывают случаи, когда одна из технических характеристик применяемых резисторов, а иногда и одного резистора, определяет важнейшие техническое характеристики всего устройства в целом. Естественно, что выбор резистора при этом определяется именно этой характеристикой.

Рассмотрим некоторые технические характеристики резисторов, которые могут быть критичными при выборе их типа.

Первой такой характеристикой может быть диапазон номинальных значений сопротивления. Для резисторов общего назначения этот диапазон обычно простирается от единиц Ом до единиц мегаом. Однако, в некоторых случаях требуются резисторы значительно меньших или значительно больших номинальных значений.

Вкачестве примера резисторов с очень малым значением номинального значения сопротивления можно привести резисторы серии LR фирмы EVER OHMS. Эти резисторы выпускаются с номинальными значениями сопротивления от 1 до 10-3 Ом. Допуск на номинальное значение сопротивления составляет 1% или 5% , температурный коэффициент изменения сопротивления ±100 ppm/°С. Конструктивное исполнение резисторов – SMD корпус типоразмера 2512. Основная область применения таких резисторов – цепи для измерения токов.

Другим крайним случаем являются резисторы с очень большим значением номинального сопротивления. В качестве примера можно привести отечественные резисторы для объемного монтажа, диапазон номинальных значений которых представлен в таблице 4.1.

30

Таблица 4.1 Типы резисторов

Приведенные в таблице 4.1 резисторы выпускаются с допуском на номинальное значение от ±5% до ±20% и обладают довольно высоким значением ТКС - ±(1000...2000) ррм/оС. Основным недостатком этих резисторов являются большие габаритные размеры. Однако, устранить этот недостаток вряд ли будет возможно, так как это связано с чисто физическими ограничениями на сопротивление утечки по поверхности резистивного слоя. В связи с этими ограничениями SMD резисторы выпускаются большинством фирм с номинальным значением сопротивления не более 100 МОм.

Второй важнейшей группой связанных между собой характеристик резисторов, которая может радикальным образом влиять на основные параметры некоторых видов радиоэлектронных устройств, являются допуск на номинальное значение сопротивления, ТКС и временная стабильность сопротивления. По этим характеристикам абсолютными чемпионами являются микропроволочные и металлофольговые резисторы для объемного монтажа. Примеры важнейших характеристик таких резисторов приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Типы резисторов.

Основными недостатками типов резисторов, приведенных в таблице 4.2, являются большие габаритные размеры и плохие частотные характеристики (значительная величина реактивной составляющей полного сопротивления).

Среди сравнительно малогабаритных отечественных резисторов для объемного монтажа наилучшими точностными характеристиками обладают резисторы типа С2-29В. Они выпускаются с номинальными значениями в диапазоне от 1 Ом до 10 МОм, с допуском на номинальное значение сопротивления ±0.05% и ТКС ±25 ppm/оС. Важной отличительной особенностью этих резисторов является то, что для них гарантируется временное изменение сопротивления на весь срок службы, не превышающее допуска на номинальное значение.

Среди прецизионных резисторов для объемного монтажа следует особо отметить резисторы типа MPR24 и MPR34, выпускаемые фирмой PHILIPS. Эти резисторы имеют допуск на номинальное значение сопротивления равный 0.01% при ТКС не более 5 ppm /oС. Диапазон номинальных значений сопротивлений таких резисторов составляет от 4.99 Ом до 1 МОм

Микропроволочные прецизионные резисторы некоторыми фирмами изготавливаются и в конструктиве SMD. В качестве примера можно привести резисторы типа WSC, выпускаемые фирмой VISHAY. Эти резисторы выпускаются с номинальным значением сопротивления в диапазоне от 0.5 Ом до 2.74 КОм с допуском ±0.05% и ТКС ±20 ppm /oС. Основным недостатком этих рези-