Maximale Peakleistung von Widerständen

Johannes E. Gast 28.10.2014 09:47 #3859506

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Ich will einen Kondensator über einen Strombegrenzenden Widerstand 
innerhalb einer Sekunde aufladen. Dazu hab ich folgende Werte:

C = 4000 uF
t = 1s
U = 55V

tau = R*C
5*tau = C_voll_geladen --> tau = 1s/5
                           tau = 0,2s

                           R = tau/C
                           R = 0,2s/4000uF
                           R = 50 Ohm

Der maximale Strom zu Beginn beträgt 1,1A (simuliert mit LTSpice) und 
sinkt nach einer e-Funktion ab, soweit so gut.
Nun ergibt sich jedoch als Verlustleistung an diesem 50 Ohm Widerstand 
von 60 Watt (U*I). Diese Verlustleistungskurve fällt exponentiell 
innerhalb von 400ms wieder auf null Watt. Die Durchschnittliche 
Verlustleistung beträgt nach einer Sekunde dann nur noch ca. 5,5 Watt.

Meine Frage ist nun die Auswahl des Widerstandes. Muss ich unbedingt 
einen 50Watt Widerstand nehmen, welcher sehr teuer ist, oder kann ich 
auch einen mit 10Watt nehmen. Halten Widerstände mit geringeren 
Nennleistungen das überhaupt aus für diese Zeit?

Angehängte Dateien:

tesz.png (31 KB)

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Peter II Gast 28.10.2014 09:53 #3859514

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Johannes E. schrieb:
> Meine Frage ist nun die Auswahl des Widerstandes. Muss ich unbedingt
> einen 50Watt Widerstand nehmen, welcher sehr teuer ist, oder kann ich
> auch einen mit 10Watt nehmen. Halten Widerstände mit geringeren
> Nennleistungen das überhaupt aus für diese Zeit?

Die maximale Leistung von Widerstand ist ja hauptsächlich durch die 
mögliche Wärmeabgabe begrenzt. In einer Sekunde schafft man ihn kaum zu 
erwärmen. Es kommt jetzt noch daran an, wie oft denn der Ladevorgang 
stattfinden, hat er genug zeit zum abkühlen?

Ich behauptete einfach mal, das sogar ein 5W Widerstand ausreicht.

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Soul E. Gast 28.10.2014 10:01 #3859522

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Das kann Dir nur der Hersteller des Widerstandes sagen (bzw ins 
Datenblatt schreiben).

Die Erwärmung durch Dauerleistung ist nicht den Problem, wohl aber die 
mechanische Belastung durch den Temperaturschock. Der Widerstand bekommt 
Risse, die Keramik springt. Unterschliedliche Modelle sind 
unterschiedlich empfindlich.

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Johannes E. Gast 28.10.2014 10:06 #3859529

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Es wird damit nur einmalig eingeschaltet und dann hat er im worst case 
nur einige Minuten (2-3) zeit bis er erneut eingeschalten wird.

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Peter Gast 28.10.2014 10:18 #3859549

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such mal nach
"impulsfeste Widerstände"
"Surge Resistors"

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Bernd D. (bernd_d56) (Firma: ☣ ⍵ ☣) 28.10.2014 10:32 #3859561

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http://vitrohm.com/files_stat/Impulsbelastbarkeiten-von-Drahtwiderstaenden-200907.pdf
Dort steht für 5W 20-30A je nach Wert.
Die schreiben dort aber auch: ausprobieren :-)
Also für die 1A ist es völlig belanglos

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Falk B. (falk) 28.10.2014 10:38 #3859571

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@ Johannes E. (Gast)

>    tesz.png

Wie schafft man es, sooo einen schlechten Screenschot zu machen?

>Meine Frage ist nun die Auswahl des Widerstandes. Muss ich unbedingt
>einen 50Watt Widerstand nehmen, welcher sehr teuer ist,

Nein.

> oder kann ich
>auch einen mit 10Watt nehmen. Halten Widerstände mit geringeren
>Nennleistungen das überhaupt aus für diese Zeit?

Bei den meisten Drahtwiderständen sagt man (auch der Hersteller) 10fache 
Nennleistung für 5s sind OK. Die thermische Masse des Widerstandsdraht 
fängt die Temperaturerhöhung ab. Es reicht hier ein 5W Drahtwiderstand.

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WehOhWeh Gast 28.10.2014 11:28 #3859627

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Falk Brunner schrieb:
> @ Johannes E. (Gast)
>
>>    tesz.png
>
> Wie schafft man es, sooo einen schlechten Screenschot zu machen?
>
>>Meine Frage ist nun die Auswahl des Widerstandes. Muss ich unbedingt
>>einen 50Watt Widerstand nehmen, welcher sehr teuer ist,
>
> Nein.
>
>> oder kann ich
>>auch einen mit 10Watt nehmen. Halten Widerstände mit geringeren
>>Nennleistungen das überhaupt aus für diese Zeit?
>
> Bei den meisten Drahtwiderständen sagt man (auch der Hersteller) 10fache
> Nennleistung für 5s sind OK. Die thermische Masse des Widerstandsdraht
> fängt die Temperaturerhöhung ab. Es reicht hier ein 5W Drahtwiderstand.

Steht alles im Datenblatt.
Nimm z.B. folgendes Datenblatt:
http://www.vishay.com/docs/28717/cma0204.pdf

Auf S62/63 siehtst du ein Diagramm, welche Leistung für welche Zeit 
zulässig ist. "Continous Puls Load".
Ein solches sollte für jeden Widerstand verfügbar sein.
Danach suchst du dir den aus. Lege das am besten mit guter Reserve aus.

Wichtig: Das von mir angegebene Datenblatt dient nur als Beispiel - wie 
man daraus entnehmen kann ist ein MELF dieser Baureihe nicht für diese 
Last geeignet. Probiers mal mit einem 0207 oder einem 2512 Dickschicht, 
und schau dir diese Datenblätter an.

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Falk B. (falk) 28.10.2014 11:39 #3859645

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@ WehOhWeh (Gast)

>Auf S62/63 siehtst du ein Diagramm, welche Leistung für welche Zeit
>zulässig ist. "Continous Puls Load".
>Ein solches sollte für jeden Widerstand verfügbar sein.

Nö. Ist es nicht.

>Wichtig: Das von mir angegebene Datenblatt dient nur als Beispiel - wie
>man daraus entnehmen kann ist ein MELF dieser Baureihe nicht für diese
>Last geeignet. Probiers mal mit einem 0207 oder einem 2512 Dickschicht,
>und schau dir diese Datenblätter an.

Man kann es auch übertreiben. Kein Mensch hat gefordert, das den Elko 
mit einem winzigen MELF-Widerstand zu entladen! Auch 2512 ist nicht 
wirklich das Mittel der Wahl! Für Pulsentladungen oder kurzzeitige 
Hochlastentladungen braucht man thermische Masse im Widerstandselement. 
Schichtwiderstände sind dafür denkbar schlecht geeignet, auch wenn der 
verlinkte Typ anscheinende ganz gut ist. Drahtwiderstände sind schon 
besser, aber WIRKLICH gute Pulswiderstände sind Volumenwidersände, wo 
das gesamte Widerstandsvolumen mit dem leitfähigen Material gefüllt ist.

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Maximale Peakleistung von Widerständen

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