พลังงานของตัวต่อต้านจากเหล็กมากกว่าตัวต่อต้านจากเซรามิก

ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาแบบเซรามิกเป็นกำลังหลักในการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์มานานแล้ว แต่ต้องอาศัยพื้นผิวที่เปราะซึ่งไวต่อการแตกร้าวหรือหลุดล่อน ด้วยเหตุนี้ Burns, Inc. จึงนำเสนอทางเลือกที่ทำจากเหล็กสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานสูง ประสิทธิภาพเชิงความร้อน และความทนทานทางกล

ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาแบบเซรามิกมีความน่าเชื่อถือก่อนเกิดการแตกร้าวหรือการหลุดล่อน แต่ความเสี่ยงของการแตกร้าวหรือการหลุดล่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุปกรณ์ลดลงและความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้น การโก่งตัว การสั่นสะเทือน หรือการหมุนเวียนความร้อนของแผงวงจรอาจทำให้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือลดลง ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในสนาม

ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาเซรามิกแบบดั้งเดิมมีราคาไม่แพงและมีจำหน่ายทั่วไป แต่พื้นผิวจะเปราะและมีความน่าเชื่อถือต่ำในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง สเตนเลสสตีลมีพื้นผิวที่แข็งแรงแต่สอดคล้องกันเล็กน้อย ซึ่งดูดซับความเค้นเชิงกลที่เกิดจากการโค้งงอของแผงวงจร การสั่นสะเทือน และการจัดการระหว่างการประกอบ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการแตกร้าวหรือการหลุดล่อน

ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา (TFOS) ที่ทำจากเหล็กนำเสนอทางเลือกที่มีความแข็งแกร่งทางกลและมีประสิทธิภาพเชิงความร้อน แทนการออกแบบที่มีความต้องการความเค้นสูง ซึ่งแม้แต่การโค้งงอของแผงวงจร การสั่นสะเทือน หรือการหมุนเวียนด้วยความร้อนเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของตัวต้านทานเซรามิกได้ เช่น

Bourns เปิดตัวตัวต้านทาน TFOS ตัวแรก TFOS30-1-150T ในช่วงกลางปี ​​2568 (รูปที่ 1) องค์ประกอบที่ผลิตด้วย TFOS มีค่าการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ความหนาแน่นของพลังงานสูง และความทนทานทางกลที่แข็งแกร่ง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง วงจรกำลังหรือพลังงานสูงจำนวนมากมีข้อจำกัดเกี่ยวกับความสามารถขององค์ประกอบในการดูดซับ กระจาย และทนต่อแรงกระตุ้นพลังงานเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว การเคลื่อนตัว หรือความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

รูปที่ 1: TFOS30-1-150T ของ Bourns ใช้ซับสเตรตที่เป็นสเตนเลสซึ่งมีความน่าเชื่อถือมากกว่าตัวต้านทานเซรามิกแบบฟิล์มหนา ขอบคุณรูปภาพจาก Bourns)

พื้นผิวที่เป็นเหล็กช่วยกระจายความร้อนได้ดีเยี่ยมเพื่อการกระจายพลังงานที่ดีขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก ทาชั้นอิเล็กทริกที่มีความสมบูรณ์สูงบนพื้นผิวสแตนเลสที่ทำความสะอาดแล้ว เพื่อป้องกันการนำพลังงานไฟฟ้าผ่านเหล็ก

ด้วยการถ่ายโอนการจัดการพลังงานและความทนทานไปยังตัวต้านทาน ผู้ออกแบบสามารถลดการใช้หม้อน้ำ ลดจำนวนชิ้นส่วน และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของภาคสนาม กล่าวโดยสรุป จากข้อมูลของ Bourns นักออกแบบสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็กโดยไม่ต้องมีฮาร์ดแวร์ระบายความร้อนเพิ่มเติม

ในระหว่างการผลิตส่วนประกอบ TFOS รูปแบบตัวนำฟิล์มหนาและตัวต้านทานจะถูกวาดบนชั้นอิเล็กทริกโดยใช้กระบวนการพิมพ์สกรีน แต่ละครั้งหลังจากผ่าน วัสดุจะถูกเผาและแข็งตัวในเตาที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะและเส้นทางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและความต้านทานที่แข็งแกร่ง ในที่สุด ตัวนำและตัวต้านทานจะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกันเพื่อให้การปกป้องทางกล ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม และฉนวนไฟฟ้าจากพื้นผิว

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบระดับสูง
ตัวต้านทาน TFOS นำเสนอความสามารถในการประมวลผลกำลังและพัลส์สูงในรูปแบบกะทัดรัด เพื่อรักษาข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่มีความต้องการสูง ช่วยให้วิศวกรสามารถตอบสนองความต้องการด้านความน่าเชื่อถือและการจัดการระบายความร้อนที่เข้มงวด โดยไม่กระทบต่อขนาดโดยรวม

TFOS30-1-150T เป็นไปตามมาตรฐาน AEC-Q200 และเหมาะสำหรับการใช้งานในยานยนต์ เช่น ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ มอเตอร์ไดรฟ์ อินเวอร์เตอร์ แผงเซ็นเซอร์ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง และการใช้งานอื่นๆ ที่พลังงานสูง การจัดการความร้อน และความทนทานทางกลเป็นสิ่งสำคัญ

บันทึกหมายเหตุในแอปพลิเคชัน [1] ของ Bourns เกี่ยวกับการใช้องค์ประกอบนี้ในบอร์ดเซ็นเซอร์สแต็กเซลล์เชื้อเพลิงที่ TFOS เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานนี้เนื่องจากรองรับความหนาแน่นของพลังงานสูง สามารถปรับให้เข้ากับวงจรการชาร์จล่วงหน้าและการคายประจุของยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง และรับประกันการจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพแม้ภายใต้การทำงานด้วยความถี่ที่แปรผัน ความเหนี่ยวนำต่ำและพิกัดความเผื่อต่ำช่วยให้ตรวจวัดแรงดัน กระแส และอุณหภูมิในปึกเซลล์เชื้อเพลิงได้อย่างแม่นยำ

TFOS30-1-150T มีจำหน่ายในตัวเลือกปลายสายแบบกำหนดเอง 4.000 "ยาว x 2.756" (101.60 มม. x 70.00 มม.) ซึ่งรวมถึงแผ่นอิเล็กโทรด ขั้วต่อแบบกดเข้า สายระบบกันสะเทือน และสายปลายสาย Bourns ตั้งข้อสังเกตว่าแผ่นฐานเหล็กแข็งแบนนี้สามารถประดิษฐ์ได้ในรูปทรงและขนาดต่างๆ สูงสุด 406 มม. x 406 มม. เพื่อให้พอดีกับรูปแบบที่กำหนดเองที่หลากหลาย หรือติดตั้งโดยตรงบนพื้นผิวที่แผ่รังสี ผู้ออกแบบยังสามารถระบุค่าโอห์มมิกเพิ่มเติม ค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทาน และการรวมตัวต้านทานหลายตัวได้

มีความต้านทาน 150 โอห์ม และค่าความคลาดเคลื่อน ± 10% และได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อความแม่นยำ ได้รับการจัดอันดับที่ 260 W เมื่อติดตั้งบนหม้อน้ำ และสูงถึง 900 W เมื่อระบายความร้อนด้วยพัดลม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการกระจายความร้อนอย่างมาก TFOS30-1-150T มีช่วงอุณหภูมิการทำงานขยายออกไปที่ - 55 ° C ถึง +125 ° C และตามข้อมูลของ Bourns สามารถทนต่ออุณหภูมิองค์ประกอบที่สูงมากได้ถึง 350 ° C