Watt - Leistung/Belastbarkeit von Widerständen

[Manf]

Hier gibt es Datenblätter von Vitrohm zu Metallfilm und Metalloxid Widerständen.
http://www.vitrohm.com/de/produkte/?technology_id=8

Es fällt auf, dass die Filmwiderstände für bis zu 155°C angegeben sind und die Metalloxid Typen für bis zu 200°C.
Dementsprechend ist der 1W Film-Widerstand mit 11,5mm x 4,5mm und mit 0,8mm Anschlüssen größer dimensioniert als der Metalloxid Widerstand mit 6,3mm x 2,4mm und mit 0,6mm Anschlüssen.

Bei einem Wärmewiderstand von 130K/W kann der Metalloxid Widerstand bis 70°C Umgebungstemperatur mit Nennlast betrieben werden, bei einer Umgebungstemperatur von 25°C erreicht er unter Nennlast dann 155°C.

Der 1W Filmwiderstand ist hier nicht direkt mit Wärmewiderstand angegeben im Vergleich der Baugröße und der Anschlüsse entspräche das aber 83K/W, sodaß er bei einer Umgebungstemperatur von 25°C unter Nennlast 108°C erreichen würde.

Die Werte gelten für Einbaubedingungen die in der kurzen Form des Datenblatts nicht genauer angegeben sind. Die Länge der Anschlussdrähte bis zu den Anschlusspunkten mit besserer Wärmeverteilung sind dabei mit von Bedeutung.

(Nur als Randbemerkung, wie auch gerade schon erwähnt wurde: Ein Betrieb mit Nennlast ist wohl in jedem Fall für die Schaltungsumgebung unangenehm.)

[HaWe]

Was jetzt die beiden letzten, direkt drüber stehenden Posts angeht, werde ich da ehrlich gesagt jetzt nicht recht schlau draus, was das nun für meine Tests bedeuten soll... :-/

ich denke, ich muss zunächst nur zwischen 1W und 0,25W sicher unterscheiden können, daher meine Idee, mit 0,25W bis 0,5W ansteigend zu belasten.
Hier müsste ja ein 0,25W Widerstand sehr schnell heiß werden (10k bei 50-70V), während ein 10k / 1W Widerstand kalt bleiben müsste -

- so könnte ich
a) einen 1W Widerstand doch zumindest schnell ausschließen, wenn er bei <= 0,5W (70V / 10k) schon mächtig heiß wird oder nicht?
Und
b) einen 0,25W Widerstand könnte ich auch ausschließen, wenn er bei 0,25-0,5W (50-70V /10k) kalt bleibt, oder?

Falls beide Bedingungen nicht erfüllt werden, muss ich weitersehen...

Oder hat jemand eine bessere Idee?

(Im Moment scheitert es noch daran, dass mein Netzteil nur bis 35V geht, aber ich will versuchen, mir eins mit höherer Spannung auszuleihen)

[Manf]

Was jetzt die beiden letzten, dirket drüber stehenden Posts angeht, werde ich da nicht recht schlau draus, was das nun bedeuten soll... :-/

Es sind Aussagen zum Verhalten von 1W Widerständen eines bekannten Herstellers.
Diese Widerstände haben als Metallfilm Widerstände einen Wärmewiderstand von 83K/W und als Metalloxid Widerstände einen Wärmewiderstand von 130K/W.

Wenn man von der kleinen Bauform ausgeht, den Metalloxid Widerständen die ja höhere Betriebstemperaturen vertragen, dann erreichen diese, wenn sie nach Vorschrift bei Zimmertemperatur mit 1W betrieben werden eine Betriebstemperatur von 155°C. (25+130)
Bei 0,5W wären es immer noch 90°C, das ist auch nicht gerade kalt.

Das wäre sicher eine Orientierungshilfe wenn man etwas messen möchte.

[HaWe]

stimmt,

Bei 0,5W wären es immer noch 90°C, das ist auch nicht gerade kalt.

- damit hätte ich jetzt nicht gerechnet.
Dann also Belastung nur bis 0,25W (10k/50V) zur groben Unterscheidung, richtig?

[Manf]

Ich habe nur ein Stück Datenblatt in den Zusammenhang gestellt.

Es ist sicher auf den ersten Blick überraschend, dass Widerstände bei Nennlast über Jahre zuverlässig bei einer Temperatur arbeiten bei der man eine Zeitung anzünden kann.
In einer Schaltung sollte man den Zustand trotzdem vermeiden.
Wenn man einen Widerstand in einer Schaltung zusammen mit und in der Nähe von anderen Bauelementen betreiben möchte dann sollte er bezüglich Leistung entscheidend überdimensioniert sein.

Dann zur Frage: zur groben Unterscheidung von was? von Widerständen die bei 0,25W oder bei 1W 200°C erreichen?

[HaWe]

Dann zur Frage: zur groben Unterscheidung von was? von Widerständen die bei 0,25W oder bei 1W 200°C erreichen?

zur Unterscheidung, ob meine Widerstände die vermeintlichen angepriesenen 1W Leistung haben oder doch nur 1/4 W.

[Manf]

Dann betreibe eben einen mit 0,5W und bestimme die Temperatur. Er soll dabei so eingebaut sein, dass er der Einbau-Spezifikation zum Test der Verlustleistung entspricht.

Man wird das daran erkennen, dass er die in der Spezifikation von vergelichbaren Exemplaren angegebene Temperatur erreicht.

Die Leistungszufuhr ist klar. Die Wärmeabfuhr wird bestimmt durch Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung.
Die Strahlung ist bestimmt durch die Größe der Oberfläche und die Einbausituation. Die Konvektion hängt vom Abstand zur Platine und der Einbaulage ab, wie auch von der Umgebenden Bebauung. Die Wärmeleitung hängt von den Anschlüssen, im Durchmesser, in der Länge und von der Temperaturverteilung an den Einbaustützpunkten ab. Wenn man den Leitungsquerschnitt bei 0,45mm und 0,8mm vergleicht dann sieht man, dass je nach Länge der Drähte darüber schon die Hälfte der Verlaustleistung abtransportiert werden kann.

Es bleibt praktisch nur der Vergleich mit spezifizierten Exemplaren. Baugröße in Länge und Breite und Durchmesser der Anschlüsse. (Das wäre es dann)

Ob er dann noch so gebaut ist, dass er bei der Temperatur auch die Lebensdauer erreicht ist eine weitere Frage die mit entsprechdenden Lebensdauertests zu beantworten ist.

[HaWe]

wo würdest du dann die exakte Temperatur-Grenze ziehen, als Kriterium zur Unterscheidung, ob meine Widerstände die vermeintlichen angepriesenen 1W Leistung haben oder doch nur 1/4 W?

[Manf]

Im Datenblatt das oben zum Vergleich angeführt wurde sind Klassen mit 0,5W, 1W und 2W angegeben.
Die mit Abmessungen und Drahtstärke angegbenen Widerstände haben in der Testumgebung einen Wärmewiderstand von 260K/W, 130K/W und 83 K/W.
Bei der gleichen Temperaturverträglichkeit des Widerstands ist ein Wäremwiderstand von 130K/W erforderlich.

Er sollte in dieser Testumgebung mit Verbauung und Montage sicher deutlich unter 260K/W liegen, eher eben bei 130K/W.

Entsprechend sollte ein 1W Widerstand die Temperatur unter diesen Testbedingngen bei 0,5W die Umgebungstempertur um nicht mehr als (130°C /2) überschreiten. Ein 0,5W Widerstand würde unter diesen Testbedingngen bei 0,5W die Umgebungstempertur um 130°C überschreiten.

Eine deutliche Grenze ist sicher der Wert der nächsten Klasse, vielleicht auch schon der MIttelwert zwischen den Klassen.

[i_make_it]

130°C ist schon recht hoch.
In meinen Dokumenten zur DIN 44061 (Metallschicht) und DIN 44063 (Metalloxid) ist halt
"Die maximale Betriebstemperatur bei Leiterplattenmontage innerhalb der Nennverlustleistung ist üblicherweise 70°C"
angegeben.
Von der MTBF ist das auch deutlich weniger kritisch was thermisch beschleunigte Oxidation von Anschlußdrähten, Lötstellen, Leiterbahnen, etc. angeht.
Da Kolophonium, das ja bei Handlötungen als Seele des Lötdrahtes vorhanden ist, ab 120°C anfängt auszudampfen und diese Dämpfe (Harzspiritus) brennbar sind,
sollte man bei 70°C bleiben.
Auch Pertinax Platinen die ja bei 150°C hergestellt werden sind bei 70°C deutlich besser dran als bei 130°C.
Bei Industriellen Lötung (Schwalllöten) mit Reinigung von Flußmittelresten und GFK Platinen sind 130°C unproblematisch.