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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 1206 Widerstand mit 1A


Autor: Gast (Gast)
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Einen schönen Nikolaus erstmal ...

Angenommen ich hätte einen 1206-Widerstand der für 175us einen Strom von 
1A aushalten muss und das innerhalb von 44,8ms. Das entspricht einem 
Dutycycle von 1/256. Spannungsabfall ca. 1V.

Die Effektivleistung wären dann bisserl weniger als 4mW. (1A/256)

Kann man das so rechnen? Und vor allem kann ich einen 1206er verwenden, 
der nur 25mW Leistung abkann?

Grüße
Gast

Autor: Mike J. (Gast)
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Ja klar, er darf halt nur nicht so warm werden dass er verbrennt.

Den Strom kann er über sich ergehen lassen .. wenn du das gemeint hast 
:)

Autor: nemon (Gast)
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die thermische zeitkonstante eines solchen widerstands wird wohl im 
bereich von ich schätrze mal 1-10 sekunden liegen, von daher ist deine 
belastung absolut unkritisch

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> Angenommen ich hätte einen 1206-Widerstand der für 175us einen Strom von
> 1A aushalten muss und das innerhalb von 44,8ms. Das entspricht einem
> Dutycycle von 1/256. Spannungsabfall ca. 1V.
Kurzzeitige Überlasten im ms-Bereich sind für die Widerstände kein 
Problem. So schnell erwärmen die sich nicht.

> Die Effektivleistung wären dann bisserl weniger als 4mW. (1A/256)
Was hast Du denn für einen Widerstand. 1 Ohm vermute ich, wenn bei 1A 
eine Spannung von 1V abfällt.

> Kann man das so rechnen? Und vor allem kann ich einen 1206er verwenden,
> der nur 25mW Leistung abkann?
Normalerweise haben die 1206er Widerstände aber 250 mW.


Gruß,
  Michael

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael Lenz (hochbett)

>Kurzzeitige Überlasten im ms-Bereich sind für die Widerstände kein
>Problem. So schnell erwärmen die sich nicht.

Das kann man nicht allgemein sagen. Ich musste mal 20A Pulse mit ca. 80 
uS Zeitkonstante (RC Entladung) durch 2x15 Ohm jagen.
Die tollen Super High Tec Dünnschicht Dinger im TO220 Gehäuse haben nach 
einem Dutzend Pulse die Hände gehoben. Waren zwar immer noch kalt, aber 
plötzlich bei 4 kOHm :-0

Old School Drahtwiderstände haben das problemlos mitgemacht.

MFG
Falk

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Da kam es wahrscheinlich zu Hotspots wo dann das Material verdampft ist 
und allmählich lösen sie sich dann auf.
Beim OP habe cih keine bedenken, da ist die Leistung ja nur 1W zu 1/4W.

Autor: Volker K. (powerfreak)
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Hallo Gast,

Du hast schon Recht... bei dem Tastverhältniss sollte alles gut gehen... 
1/256 ist schon was.
Randbedingung dafür ist, daß die absolute Pulslänge  MINDESTENS  den 
(Daumenregel) Faktor 10 kleiner ist als die thermische Zeitkonstante des 
gesamten Bauteiles, und mindestens den Faktor 10 länger als die 
thermische Zeitkonstante der Widerstandsschicht UND GLEICHZEITIG unter 
der Maximalbelastung dieser Schicht bleibt.

Im Detail:
Der Keramikkörper eines 1206 hat eine Zeitkonstante von einigen ms 
(siehe google) mit Deinen 175µs näherst Du Dich also schon den Grenzen, 
ist aber noch ok.
Das bedeutet, daß der Keramikkörper noch nicht die Endtemperatur 
erreicht hat, wenn Dein Puls wieder endet. Deine anschließende Pause ist 
mit Sicherheit auch mindestens den Faktor 10 größer als der Aufheizpuls, 
also o.k.

Natürlich kann ein Puls nicht wirklich "zu kurz" sein, er kann aber 
bezüglich der effektiven Belastung "kurz" sein, trotzdem aber die 
Widerstandsschicht zerstören in dem in einer extrem kurzen Zeit genug 
Energie in die Schicht eingebracht um sie zu schädigen.
Der Puls ist also nicht zu kurz, nur "zu kurz" für die Standardformel, 
hier ist die Peakleistung absolut ausschlaggebend. Ich hatte einen Fall, 
bei dem man die Widerstandsschicht bei jeder Belastung (1µs Pulsdauer / 
2s Pause) im dunklen Leuchten sah... absolut nicht gut für die 
thermische Stabilität der Widerstandsschicht... ;-))). Einen ähnlichen 
Fall hat Falk ja auch geschildert.
Ein Drahtwiderstand oder ein "Kohlemassewiderstand" (gibts die in SMD?) 
bei dem der Widerstand nicht durch eine dünne (aufgedampfte oder 
gesinterte) Schicht (die manchmal noch durch Lasertrimmung eine 
Verengung erhält), sondern durch den kompletten Widerstandskörper 
gebildet wird.
Es gibt aber auch hervorragende Metall(folien)widerstände für hohe 
Pulsleistungen, siehe ISABELLENHÜTTE.

Ich denke aber, daß es Deine Applikation kaum Probleme geben wird.
Ohne genaue Info über die Applikation, sowie weitere Randbedingungen 
(geforderte Lebensdauer, Umgebungstemperatur, ...) kann man kaum mehr 
darüber sagen.
Vielleicht noch ein Tip... große Pads (keine Wärmefalle!) und eine große 
Kupferfläche, dann kann man die Durchschnittstemperatur unten halten

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Volker X. (powerfreak)

>Ich denke aber, daß es Deine Applikation kaum Probleme geben wird.
>Ohne genaue Info über die Applikation, sowie weitere Randbedingungen
>(geforderte Lebensdauer, Umgebungstemperatur, ...) kann man kaum mehr
>darüber sagen.

Was willste denn noch mehr wissen über die Applikation. Die 
Einsatzbedingungen wurden doch anfangs genannt - mehr braucht man doch 
nicht zu wissen, um sagen zu können, ob er es so machen kann. Käme 
eigentlich nur noch auf die thermischen Eigenschaften des SMD-R an, um 
es genauer sagen zu können (also eben die genannte Hotspot-Anfälligkeit)

Autor: Volker K. (powerfreak)
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Hallo Jens,

Wenn Du die Schaltung nur für Zuhause brauchst und keine weiteren 
Ansprücke stellst, dann brauche wir nicht weiter zu reden.
Wenn Du aber weitere Ansprüche stellst, hier ein paar Fragen...
1. wie lange soll Deine Schaltung halten, sprich... läuft Deine 
Schaltung 24/7 oder nur jeden 1. Montag im Monat für 1 Stunde... ist es 
für Dich Zuhause, eine Industrieanwendung, eine Automotiveanwendung oder 
gehts mit einem Sateliten ins All?
2. Wie hoch ist Deine Umgebungstemperatur?
3. wie ist die genaue Stromform... rechteckig, dreieckig...
4. bei einem Schichtwiderstand ist sowohl Spannung, alsauch 
Luftfeuchtigkeit wichtig... geht Dein Gerät nach Asien?


;-))

Autor: Arno H. (arno_h)
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Wenn du jetzt noch am Entwickeln der Schaltung bist, was spricht gegen 
eine ohne Beten funktionierende Lösung?
Die Größe 2512 kann bei vielen Herstellern 1 Watt.
Hast du wirklich solche Platzprobleme oder ist der Widerstand dann zu 
teuer?

Arno

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Falk,

>>Kurzzeitige Überlasten im ms-Bereich sind für die Widerstände kein
>>Problem. So schnell erwärmen die sich nicht.
>
> Das kann man nicht allgemein sagen. Ich musste mal 20A Pulse mit ca. 80
> uS Zeitkonstante (RC Entladung) durch 2x15 Ohm jagen.
> Die tollen Super High Tec Dünnschicht Dinger im TO220 Gehäuse haben nach
> einem Dutzend Pulse die Hände gehoben.
Ui, so schnell. Ich hätte erwartet, daß die ein bißchen robuster sind.

>Waren zwar immer noch kalt, aber plötzlich bei 4 kOHm :-0
Hast Du ne Ahnung, was da kaputtgegangen ist? Bonddrähtchen könnte ich 
mir vorstellen.

Ich habe mich auf ganz normale 47 Ohm/0805 bezogen. Meine Hauptanwendung 
ist gepulster Ultraschall 1A Peak, Pulslängen von 1-10µs und 
Wiederholfrequenzen von um die 2000 pro Sekunde.

> Old School Drahtwiderstände haben das problemlos mitgemacht.
Ja, so kenne ich das. Außen schon schwarz, aber innen immer noch normale 
Widerstände ;-)



Gruß,
  Michael

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Michael Lenz (hochbett)

>Hast Du ne Ahnung, was da kaputtgegangen ist?

Nein, hab ich auch nicht weiter untersucht. Aber Bonddraht denke ich 
nicht.

>Ich habe mich auf ganz normale 47 Ohm/0805 bezogen. Meine Hauptanwendung
>ist gepulster Ultraschall 1A Peak, Pulslängen von 1-10µs und

Naja, das ist schon heftig. 47 W Pulsleistung an so einen kleinen 
Widerstand.

>Wiederholfrequenzen von um die 2000 pro Sekunde.

Macht bis zu 1W Dauerleistung. Das macht der nicht mit.

MfG
Falk

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Falk,

>>Ich habe mich auf ganz normale 47 Ohm/0805 bezogen. Meine Hauptanwendung
>>ist gepulster Ultraschall 1A Peak, Pulslängen von 1-10µs und
>
> Naja, das ist schon heftig. 47 W Pulsleistung an so einen kleinen
> Widerstand.
>>Wiederholfrequenzen von um die 2000 pro Sekunde.
>
> Macht bis zu 1W Dauerleistung. Das macht der nicht mit.

Sagen wir ein halbes
1A Peak = 0,7 A Effektivwert
47 Ohm * (0,7A)^2 = 23 W während der Pulse

2000*10E-6 s
------------ * 23W = 460mW
1s

Aber Du hast schon recht, die Angaben habe ich etwas lax gemacht. Heiß 
wird er nämlich normalerweise nicht.
Meistens hab ich Pulse von etwa 1µs; die 10µs sind nur seltene 
Anwendungen. Und es ist noch ein US-Wandler parallel (also doch nur 1/2 
A).


Gruß,
  Michael

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Kurzzeitige Überlasten im ms-Bereich sind für die Widerstände kein
> Problem. So schnell erwärmen die sich nicht.
Richtig und doch falsch: in der kurzen Zeit kann die eingetragene 
Energie gar nicht auf das Substrat abgegeben werden. Also muß bis zum 
Wärmeabtransport die Widerstandsbahn die Energie abkönnen. Und wenn da 
wenig da ist (Dickschicht = ein paar µm) kann der zwar theoretisch den 
Leistungsmittelwert, aber nicht diese Pulsbelastung.

Ich hatte da mal einen Metallfilmwiderstand mit 1 Watt zur Ladung eines 
Zwischenkreiskondensators eingesetzt. Die Belastung war eigentlich nicht 
schlimm (rechnerisch): kurz 10-fach überlastet beim Einschalten (max 
20ms), und ab dann nur noch "unterlastet". In der Praxis war der nach 
1-2 mal Einschalten einfach so tot. Nach dem Umstellen auf einen 1 Watt 
Drahtwiderstand (also gleiche Leistung) war Ruhe, Friede, Freude... :-o

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lothar Miller (lkmiller)

>1-2 mal Einschalten einfach so tot. Nach dem Umstellen auf einen 1 Watt
>Drahtwiderstand (also gleiche Leistung) war Ruhe, Friede, Freude... :-o

Ist immer wieder erstaunlich, wie Low Tec die High Tec schlägt.

MFG
Falk

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