自动体外除颤器等于一个较低端的例子,其中的电容器被充电到高达 5 kV,然后向患者提供可能营救人命的、经过校准的电涌。陆续医疗保健主题,但在另一个极点,咱们有医用 X 射线,它通过用大要 70 kV 加快电子,然后用金属靶瞬息住手它们而产生。用心限度此电压的变化允许退换系统以拿获软组织或不同骨骼厚度的图像。这仅仅高压附近的两个例子,在这些附近中,电阻器(常常是粗浅的商品组件)的遑急性得到了进步,以在要求尖刻的附近中提供症结保护和限度。本文左证多年来为需要高压电阻器的联想东谈主员提供的救援提倡了十条技术senigu,不仅在医疗界限,何况在工业、交通输送和科学界限。十条建议1. 了解电压额定值电阻器的主要电压额定值是其截止元件电压 (LEV),巧合称为使命电压。这是可施加在电阻器上的一语气电压,其欧姆值大于或等于临界电阻。低于此值时,电压受功率额定值(Pr)to2√Pr?R的截止。常常senigu,它是直流或交流均方根,但高压部件的数据表可能将其界说为直流或交流峰值。与此干系的是过载电压额定值,常常是 2 到 5 秒内 LEV 的 2 或 2.5 倍。常常,不错在短时刻内承受更高的峰值电压,如数据表的脉冲性能部分所示。终额定值为防止电压,即可在电阻器和与其绝缘体战争的导体之间施加的一语气电压。2. 使用分立电阻进行分压
图 1.分压器。图片由 Bodo’s Power Systems 提供
分压需要一个高值电阻器 R 1与低值电阻器 R 2 串联,如图 1 所示。电压比由下式给出:(R1+R2)/R2=R1/R2+1需要着重的是,电压比与电阻比 R 1 / R 2并不疏导,而是收支 1。举例,要得到 1000 的电压比,需要界说 999 的电阻比。关于分立电阻联想,遴荐范例值,表 1 中列出了一些十进制电压比的示例。
性生活遴荐标称值后,接下来要计划的是所需的衙役。电阻比的衙役仅仅各个电阻衙役的总数。这些不一定疏导;常常,在低压部分遴荐更严格的衙役是经济的。举例,高压 R 1为 1%,低压 R 2为 0.1%,则电阻比衙役为 1.1%。关于朝上 50:1 的电压比,电压比的衙役骨子上与电阻比的衙役疏导。3. 指定集要素压器集成 R 的高压分压器1和 R2集成到一个三端子元件中,以 TT Electronics 的 HVD 系列为例。这种法子有很多精度上风。举例,不错界说概念电压比,而不受遴荐范例值的截止。为集要素频器指定的值常常是低值 R2和总值 R1+ R2.此外,电压比的衙役不错通过微调经过径直限度,因此不错使其比电阻器值的衙役严格得多。举例,R1和 R2不错用 2% 的容差来界说,但电压比不错退换为 0.5% 的容差。雷同的上风也适用于电阻温度统统 (TCR),追踪 TCR 决定了电压比的温度雄厚性,可能低于电阻元件的 TCR。此外,不错联想分压器,将这种匹配元素彭胀到寿命漂移和电阻电压统统 (VCR) 区域,尽管这常常需要定制联想。4. 评估分频器中的 TCR 和 VCR 舛错提供了 R1值豪阔高,电压豪阔低,分压器中的自滚水平较低。若是是这种情况,永诀测量 TCR 和 VCR 后果相对容易。TCR 效应是使用环境稽察箱筹谋的,所得品性因数界说为温度统统电压比 (=frac{1E+6cdotfrac{VRht-VRlt}{VRlt}}{HT-LT}),单元为 ppm/°C,其中 VRht 和 VRlt 是高关爱低温下的电压比,HT 和 LT 是高关爱低温。VCR 效应的相应品性因数一样界说为电压统统电压比 (=frac{1E+6cdotfrac{VRhv-VRlv}{VRlv}}{HV-LV}),单元为 ppm/°V,其中 VRhv 和 VRlv 是高电压和低电压下的电压比,HV 和 LV 是高电压和低电压。若是自热不可忽略不计senigu,那么在 TCR 测试中,应退换腔室温度以给出正确的 HT 值,并应分派时刻让温度雄厚下来。VCR 测试的捏续时刻应较短,以尽量减少温升。或者,不错使用环境稽察箱在较高温度下测量低电压,反之也是,从而对消与温度干系的电阻变化。5. 筹谋泄放电阻的值泄放电阻器用于在断电后将电容器放电至安全电压水平。泄放电阻器不错在电容器两头切换以终了快速放电而无需静态耗散,也不错邻接以终了高可靠性和低本钱。在后一种情况下,需要在达到安全放电的时刻和静态功率赔本之间进行衡量。通过指数放电筹谋遴荐合适的欧姆值:[R_{max}=-TD/Ccdot Ln(V_{t}/V_{o})]其中 Td是放电时刻,C 是假定正容差 V 的电容值t是安全阈值电压,Vo是运转电压。允许衙役的范例值低于 R麦克斯应该使用。关于采选的值 R,运转幂由 P 给出o= Vo 2/R .关于开关泄放器,这是峰值功率。关于邻接的泄放器,它是一语气耗散,遴荐的电阻器必须相应地额定值。6. 遴荐合适的均衡电阻当直流电压两头邻接时,统统铝电解电容器齐会出现走电流。这不错通过与电容器并联的走电阻来建模。这个电阻历害线性的,也等于说,它的值是施加电压的函数。在这种情况下,该值界说不解确,从一个电容器到另一个电容器的变化很大。在为高压直流总线构建电容储能器时,可能需要使用两个电容器的串联组合,每个电容器的额定电压是总线电压的一半。若是电容器疏导,则总线电压将在它们之间平平分派。可是,在实践中,走电阻会有所不同,导致走电阻较高的电容器分享不均匀,并可能在走电阻较高的电容器上出现电压过载。惩处有筹谋是将均衡电阻器与每个电容器并联。这些是额定电压适合的高值电阻器,其匹配值在几个百分点以内。该值需要尽可能高,以尽量减少功率耗散,但常常遴荐该值时,它不朝上电容器额定电压下走电阻值的 10%。通过这种样式,抗争衡的里面电容器走电阻的影响被均衡电阻器的影响所归并,电压大致卓越。7. 承受高压浪涌巧合,联想东谈主员之是以计划高压电阻器,是因为其电路必须承受高压瞬变。若是一语气电压应力不需要高额定电压,那么低电压但耐浪涌的器件很可能是的惩处有筹谋。举例,TT Electronics 的 5W 绕线高浪涌电阻器 WH5S 莫得高额定电压,但不错承受 1.2/50μs 高达 10kV 的峰值,而耐浪涌 2512 片式电阻器 HDSC2512 的 LEV 为 500V,但不错承受高达 7kV 的峰值电压。8. 联想稳健安全范例在联想闲逸 IEC 60664 等电气安全范例要求的建筑时,有必要在早期阶段计划干系的爬电距离和电气症结要求。这些不仅会影响 PCB 布局联想,何况在某些情况下还会影响元件遴荐。当电阻器邻接到高压电平淡,遑急的是要稽察其端子之间的距离,若是是散热器装配部件,则稽察电阻器和金属热界面之间的距离。这不错通过两种样式进行界说。最初,爬电距离是穿过绝缘名义的短距离。这缩短了湿气和稠浊要求的可能性,使名义耀眼的能量豪阔高,不错进行追踪。其次,症结是空气中的短距离。这惩处了闪络的风险。若是从数据表中看不出这两个尺寸,则应从制造商处得到。可能需要的另一条信息是造成绝缘名义的材料,因为这决定了相比走电起痕指数 (CTI),该指数对有机材料救援导致走电起痕的经过的倾向进行分类。举例,若是电阻器在联想中桥接防止栅,以提供电流邻接以驻防过多的静电荷聚集,则 IEC 60065 安全范例要求电阻器概况承受指定的高压浪涌测试。跟着这成为留传范例,电阻器的捏续不再干系。尽管如斯,受命 IEC 62368-1 基于危机的安全工程法子的联想东谈主员将得到匡助,因为他们知谈仍有产物稳健 IEC 60065 的要求。9. 优化 PCB 布局PCB 布局关于调治高压联想的安全性至关遑急,这在高压电阻器袖珍化和名义贴装器件 (SMD) 表情的情况下为彰着。TT Electronics 的 HVC 系列等于一个很好的例子,它包括一个额定电压为 3kV 的 2512 尺寸片式电阻器。应幸免在元件下方或相等围聚元件的走线或通孔,以及在制造或使用经过中可能拿获或促进离子稠浊的任何特征。一种可用于加多爬电距离和幸免淹留稠浊的出奇法子是在元件下方的 PCB 上切一个槽。10. 灌封和充油组件的联想高压联想中的两个截止因素可能是受稠浊的有机名义救援追踪的趋势和空气中放电的风险,尤其是在小半径名义周围。这两个截止齐不错通过灌封或浸入矿物油来惩处,这不错驻防稠浊物过问并器具有更高介电强度的物资代替空气。这反过来又减少了爬电距离和症结截止,从而减小了组件的尺寸。在为此类组件遴荐电阻器时,必须遴荐以幸免脱气风险的绝缘部件。任何与组件邻接的空气齐会造成空隙,其中可能会发生局部放电,从而导致绝缘材料的恒久降解。这扬弃了使用带有绝缘套管或精真金不怕火或多孔涂层饰面的部件。环氧树脂涂层,不管是印刷的依然粉末浸渍的,常常是理念念的,制造商不错就适用性提供建议。