Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Was begrenzt die Maximalspannung bei SMD-Widerständen?


von Fitzgerald (Gast)


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Hallo,

bei einem Projekt mit höheren Spannungen sollen u.a. hochohmige 
SMD-Widerstände zum Einsatz kommen. Leider ist deren max. 
Betriebsspannung sehr gering, deutlich niedriger, als dies z.B. bei 
Kerkos gleicher Baugröße der Fall ist. Warum ist das so, sind das reine 
Vorsichtsmaßnahmen seitens der Hersteller, oder gibt es tatsächlich 
Veränderungen/Zerstörungen bei Überspannung?

von MN (Gast)


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Um welche Spannungen und Widerstandswerte geht es konkret?
Meistens ist die Verlustleistung ausschlaggebend.

Typische Grenzwerte sind z.B.:
* 0603:   63 mW /  75 V
* 0805:  100 mW / 150 V
* 1206:  125 mW / 200 V
* MMELF: 250 mW / 200 V

Es gibt aber auch Standardgrößen, die mehr Spannung abkönnen dürfen und 
praktisch nichts mehr kosten:
* z.B. Multicomp HV06-Series: 1206 bis 400 V: 
http://de.farnell.com/multicomp/mchv06w8j0915t5e/widerstand-9-1m-1206-5-0-125w/dp/1576249?Ntt=1576249
* KOA HV733-Series: 2010 bis 3 kV: 
http://de.farnell.com/koa/hv733atte1805f/resistor-18mr-1-2512-1w/dp/1627956

Also bei kleinen bis mittleren Widerstandwerten ist es die 
Verlustleistung, bie großen Widerstanswerten ist es irgendwann die 
Luftstrecke.

von wil (Gast)


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Die Größe, also im Fall der Isolationsspannung die Länge ist das 
begrenzende bei SMD Widerständen.

So sagt man als Fausformel 1 cm pro kV ( kilo Volt ), und das ist ja 
dann bei den SMD Bauteilen auch der Fall, da könnte es eben passieren 
dass über den mm schon eine Spannung von 100V überspringt und dann eben 
kurzzeitig voll anliegen am nächsten Bauelemnt und dieses so zerstören 
könnten.

Das ist bei allen Bauelementen so nicht nur bei Widerständen, 
Hochspannungsdioden Kondensatoren usw. haben auch alle ein 
entsprechendes Rastermaß, falls sie für 1 kV oder eben höhere Spannungen 
zugelassen sein sollten.
Grüße

von Falk B. (falk)


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@  MN (Gast)

>Verlustleistung, bie großen Widerstanswerten ist es irgendwann die
>Luftstrecke.

Kriechweg. Und je nach Aufbau auch die Gefahr von internen Überschlägen 
(Mäanderförmige Widerstandsbahn auf Keramiksubstrat bzw. Einschnitt per 
Laser zum Abgleich).

von Fitzgerald (Gast)


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Daß die freie Überschlagslänge und/oder Kriechwege die Spannung 
begrenzen, ist natürlich klar. Aber im Falle von 1206 sind 200V einfach 
sehr wenig, während man da Kondensatoren bekommt, deren Nennspannung 
schon die Grenze des Überschlags erreicht.

MN, danke für den Tip, die HV73 sind ja interessant. Mit denen kann man 
mal eben zwei Baugrößen kleiner werden...mit den Standardteilen wäre die 
Platine ja bald größer als mit THT...

von Bastler (Gast)


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Hallo,

erstmal : Ich bin nur Hobbyelektroniker daher kann es sein das ich hier 
Unsinn schreibe (hoffe aber das das nicht der Fall ist).

Also ich vermute das das eben an der Mäanderförmigen Widerstandsbahn 
liegt, zwischen den Mäandern ist der Abstand natürlich sehr klein so das 
dort ein Überschlag schon bei sehr geringen Spannungen erfolgen kann.

Gibt es zu den "Hochspannungs" SMD Widerständen von den Hersteller 
weitere Angaben ?
Wenn ja dürfte sich daraus dann nachweisbar herleiten lassen weshalb 
auch die "großen" SMD Widerstände eine recht geringe Spanungsfstigkeit 
haben.

mfg

    Bastler

von Fitzgerald (Gast)


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Ist die Widerstandsbahn wirklich mäanderförmig? Wäre ja eher aufwändig 
in der Herstellung. Dachte bisher, es ist eine einzige gerade Schicht, 
mit einem Einschnitt...
Evtl. ist dieser Lasercut aber so schmal, daß bei mehr als z.B. 200V 
(1206) an ihm schon Überschläge auftreten können? Wenngleich an dem Cut 
nur vielleicht 1/10 der Spannung wirksam werden dürften, es sei denn, 
der Schnitt geht fast über die gesamte Breite der Widerstandsbahn. Das 
würde allerdings auch fast die gesamte Verlustleistung auf einen Punkt 
konzentrieren, daher unwahrscheinlich...

von Falk B. (falk)


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@Bastler (Gast)

>Also ich vermute das das eben an der Mäanderförmigen Widerstandsbahn
>liegt, zwischen den Mäandern ist der Abstand natürlich sehr klein so das
>dort ein Überschlag schon bei sehr geringen Spannungen erfolgen kann.

Beitrag "Re: Was begrenzt die Maximalspannung bei SMD-Widerständen?"

von Michael H. (michael_h45)


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Fitzgerald schrieb:
> Aber im Falle von 1206 sind 200V einfach
> sehr wenig, während man da Kondensatoren bekommt, deren Nennspannung
> schon die Grenze des Überschlags erreicht.
??
1206 sagt doch gar nichts über den internen Aufbau des Bauteils aus. 
Ein Keramik-C, oder im Englischen hier weit intuitiver MLCC - Multi 
Layer CC - hat eine ganz andere Struktur des elektrisch relevanten 
Elements wie ein Widerstand.
Der elektrisch relevante Abstand - nein, keine mm, sondern mikrometer - 
und v.a. die Isolation dazwischen ist unterschiedlich.

von Georg A. (georga)


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Evtl. werden dann andere Eigenschaften auch nur schlechter. Bei einem 
Gerät mit 48V-Phantomspannungseinspeisung waren als Pulldown 470k in 
0402 verbaut. Nach einem Wechsel auf 0603 hat der Eingang ein 5dB 
geringeres Eigenrauschen gehabt...

von Michael (Gast)


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wil schrieb:
> So sagt man als Fausformel 1 cm pro kV ( kilo Volt )

Da liegst du einen Faktor 10 daneben.

Bei einem typischen axialen Widerstand 1/16 W (Baulänge 3,5mm) erfolgt 
der Durchbruch bei 1kV und ab 4kV brennt ein schöner blauer Lichtbogen 
über dem Widerstandskörper.

von Wolfgang (Gast)


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Michael schrieb:
>> So sagt man als Fausformel 1 cm pro kV ( kilo Volt )
> Da liegst du einen Faktor 10 daneben.
Für Platinenaufbauten ist als sichere Faustformel schon in Ordnung. Da 
spielen auch Oberflächenmaterial und Verschmutzungsgrad eine Rolle.

1kV/mm trifft, noch abhängig von der Elektrodengeometrie, eher auf 
Luftstrecken zu.

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