În electronică, disiparea este un cuvânt destul de obișnuit, iar cei care lucrează în industrie știu totul prea bine, sau cel puțin ar trebui. Spun că ar trebui, pentru că, evident, nu este întotdeauna cazul. Ei bine, voi explica mai în detaliu motivul pentru care am spus că ar trebui momentan. Dar, deocamdată, să ne concentrăm asupra subiectului disipării.

Luați, de exemplu, un condensator complet încărcat, cum ar fi un condensator de 3.0-farad, utilizat într-un sistem audio. În acest caz, dacă scoateți condensatorul pentru stocare, înlocuire sau efectuați întreținerea sistemului, doriți cu siguranță ca condensatorul să disipeze încărcarea acestuia.

Acesta a fost un punct pe care un anumit domn nu a reușit să-l înțeleagă, chiar și după ce i-a oferit detalii minuțioase împreună cu pașii necesari. Cu toate acestea, nerespectarea protocoalelor de descărcare adecvate plus condensatorul care se rotește în portbagaj plus WD-40 este egal cu evenimentul care ar fi putut inspira una dintre trupele mele preferate (The Power Station) să scrie una dintre melodiile mele preferate (Some Like it Hot). Toate glumele deoparte, căldura era aprinsă în portbagaj și până în prezent, porecla lui este încă fumat.

Ce este disiparea puterii?

Definiția disipării puterii este procesul prin care un dispozitiv electronic sau electric produce căldură (pierdere de energie sau risipă) ca un derivat nedorit al acțiunii sale primare. La fel ca în cazul unităților centrale de procesare, disiparea puterii este o preocupare majoră în arhitectura computerelor.

În plus, disiparea puterii în rezistențe este considerată un fenomen natural. Rămâne faptul că toate rezistențele care fac parte dintr-un circuit și au o cădere de tensiune peste el vor disipa puterea electrică. Mai mult, această putere electrică se transformă în energie termică și, prin urmare, toate rezistențele au o putere (de putere). De asemenea, puterea nominală a unui rezistor este o clasificare care parametrizează puterea maximă pe care o poate disipa înainte de a ajunge la o defecțiune critică.

După cum știți, unitatea Watt (W) este modul în care exprimăm puterea, iar formula pentru putere este P (putere) = I (curent) x E (tensiune). În ceea ce privește legile fizicii, dacă există o creștere a tensiunii (E), atunci curentul (I) va crește și disiparea puterii unui rezistor, la rândul său, va crește și. Cu toate acestea, dacă creșteți valoarea rezistorului, curentul va scădea și disiparea puterii rezistorului va scădea, de asemenea. Această corelație urmează legea lui Ohm, care afirmă formula curentului ca I (curent) = V (tensiune) ÷ R (rezistență).

Calculul puterii disipate de un rezistor

În domeniul electronicii, disiparea puterii este, de asemenea, un parametru de măsurare care cuantifică eliberarea de căldură într-un circuit din cauza ineficiențelor. Cu alte cuvinte, disiparea puterii este o măsură a puterii (P = I x E) dintr-un circuit convertită în căldură. După cum am menționat mai devreme, fiecare rezistor are o putere nominală, iar din punct de vedere al designului, acest lucru permite proiectanților să evalueze dacă un anumit rezistor își va satisface sau nu nevoile de proiectare într-un circuit. Deci, acum, să aruncăm o privire mai atentă asupra modului de calcul al acestui parametru de proiectare critic.

În primul rând, conform legii lui Ohm,

V (tensiune) = I (curent) × R (rezistență)

I (curent) = V (tensiune) ÷ R (rezistență)

P (putere) = I (curent) × V (tensiune)

Prin urmare, pentru a calcula puterea disipată de rezistor, formulele sunt după cum urmează:

P (putere disipată) = I 2 (curent) × R (rezistență)

P (putere disipată) = V 2 (tensiune) ÷ R (rezistență)

Deci, folosind schema de circuit de mai sus ca referință, putem aplica aceste formule pentru a determina puterea disipată de rezistor.

I (curent) = 9V ÷ 100Ω sau I (curent) = 90 mA

P (putere) = 90 mA × 9V sau P (putere) = .81 W sau 810 mW

P (putere disipată) = V 2 (tensiune) ÷ R (rezistență)

P (putere disipată) = 9 2 ÷ 100

P (putere disipată) = 81 ÷ 100 sau P (putere disipată) = 810 mW

Disiparea puterii: Bine sau Rău?

În general, nu; cu toate acestea, există unele cazuri în care disiparea căldurii este un lucru bun. Luați, de exemplu, încălzitoarele electrice care utilizează fire de rezistență, cum ar fi Nichrome. Nichrome este un element unic de încălzire datorită rentabilității sale, rezistenței la fluxul de electroni, rezistenței, flexibilității, rezistenței la oxidare și stabilității la temperaturi ridicate.

De asemenea, un alt caz în care disiparea căldurii este favorabilă este cu becurile cu incandescență, care sunt utilizate ca încălzitoare rentabile. În general, în circumstanțe normale, disiparea căldurii nu este de dorit, dar în rarele ocazii, aceasta va consta în eforturi pentru a controla disiparea căldurii, mai degrabă decât să o modereze.

Iată câteva puncte esențiale de accentuare atunci când abordăm disiparea puterii.

Asigurați-vă că puterea rezistorului corespunde nevoilor dvs. de proiectare a circuitului.

Asigurați-vă că verificați din nou dacă evaluarea IC-ului dvs. este condiționată de utilizarea radiatoarelor.

Dacă proiectați PCB-uri, asigurați-vă că urmele dvs. sunt suficient de mari pentru a menține rezistența scăzută și pentru a evita încălzirea excesivă.

Când proiectați un circuit de comutare, asigurați-vă că vă scurtați cât mai mult timpul de comutare.

Pentru a reduce timpul de comutare, faceți viteza de rotire cât mai abruptă posibil, prin reducerea capacității pe linie. De asemenea, în domeniul electronicii, o rată de rotire este definită ca schimbarea curentului, tensiunii sau a altor măsuri electrice, într-o unitate de timp.

Rezistoarele sunt componente cu mai multe fațete disponibile pentru circuitele dvs.

În calitate de designeri, vă confruntați continuu cu provocarea permanentă în proiectarea circuitelor electronice. Unul dintre cele mai critice aspecte ale proiectării este găsirea componentelor corecte care să răspundă nevoilor dvs. de circuit. Mai mult, găsirea acestor componente înseamnă, de asemenea, că acestea trebuie să funcționeze în condiții de siguranță în cadrul parametrilor dați de tensiune, putere și curent. Prin urmare, calcularea parametrilor precum disiparea puterii este esențială pentru proiectarea generală a circuitului.

Strategiile de disipare a puterii și utilizarea rezistențelor în circuitele dvs. sunt mai mult decât capabile cu suita Cadence de instrumente de proiectare și analiză. Rezolvarea oricărei provocări de aspect în Allegro PCB Designer permite proiectelor dvs. să iasă rapid, curat și pregătit pentru producție.

Dacă doriți să aflați mai multe despre modul în care Cadence are soluția pentru dvs., discutați cu noi și cu echipa noastră de experți.

Despre autor

Soluțiile Cadence PCB sunt un instrument complet de proiectare față în spate pentru a permite crearea rapidă și eficientă a produselor. Cadența permite utilizatorilor să scurteze cu precizie ciclurile de proiectare pentru a le transmite producției prin standardul industrial IPC-2581 modern.

Urmăriți pe Linkedin Vizitați site-ul web Mai mult conținut de Cadence PCB Solutions
Articolul anterior

exemple

Combinația dintre parametrii de măsurare, pierderea prin inserție și pierderea de revenire, oferă un evaluator precis.

Articolul următor

Circuitele mixerului de frecvență oferă capacități superioare de manipulare a frecvenței pentru o proiectare precisă a frecvenței a.