線繞電阻,也叫繞線電阻,是電源中最常用的電阻產品。其基本的制作工藝是在氧化鋁陶瓷棒狀基體或其他絕緣基體上繞制電阻絲,電阻絲為鎳鉻或錳銅等合金材料,電阻絲的兩端連接固定腳,電阻絲外圍使用不同的封裝材料封裝。
線繞電阻具有大功率,高溫工作,低噪音等特點。
材質:
1)絕緣基體: 線繞電阻通常采用氧化鋁陶瓷基體作為絕緣體,小功率的線繞電阻一般采用實心陶瓷棒,大功率的絕緣基體一般采用空心絕緣棒,棒體的質量差異對電阻的散熱性能和電性能會產生非常大的影響。相比之下國外的廠家一般使用略顯灰色的陶瓷管,而深圳世達科技一般使用白色的陶瓷管,灰色的瓷管質量稍輕,白色的陶瓷管的強度更大,密度更高。
小功率的實心瓷棒抗振動的沖擊能力較強,燒結的過程中質量相對穩定。用于大功率的空心陶瓷管基體在運輸的過程中很容易破碎,在電阻燒結工藝的時候質量差的瓷管很容易產生裂管現象。成品的大功率陶瓷管線繞有些時候在運輸過程中造成的內部裂痕無法肉眼判斷,上機高溫連續工作,很可能出現裂管的現象。所以我們世達科技在陶瓷管的選用過程中都是選用高品質的瓷管,來確保一致性、良好的高溫特性及穩定性。
2)電阻線材:電阻的線材的不同直接決定了電阻的溫飄和阻值的大小,也影響電阻的短時過載能力和阻值的長期穩定性。鎳鉻合金是最常用的線材,但各個線材供應廠家的質量和工藝千差萬別,合金中微量元素的成份也不盡相同。高質量的線材在高溫燒結的過程中電性能變化很少,質量穩定。同樣大小的基體繞制不同等級的線材所得到的阻值范圍差別很大。相比之下國外廠家可以做到上百千K歐甚至上WK歐姆,而我們國內的廠家的阻值都在100K以下,針對這種情況,我們公司積極聯系國外著名合金企業,并首次將大功率繞線電阻試產到了5000K歐,并獲得了同行的一致好評。
3)封裝材料:一般有絕緣漆,硅樹脂,被釉,涂料,混合材料,塑封,陶瓷,鋁殼八種。
絕緣漆是最經濟的封裝材料,且工藝簡單,只需要涂在繞好電阻絲的基體上面,經低溫烘干。絕緣性能一般,且對電阻的散熱作用不大,所以涂絕緣漆的線繞電阻一般工作溫度都不高,不適合用在高溫及高可靠性要求的場合。
硅樹脂封裝分為普通的硅樹脂和高溫硅樹脂,大部分的精密線繞電阻都采用硅樹脂封裝,因為它和被漆電阻的生產工藝基本相同,沒有高溫的燒結過程,所以不會因為高溫燒結對繞線材料的電性能產生影響。高溫硅樹脂封裝的線繞電阻最高工作溫度一般在175℃,最大可以到275℃。
被釉的封裝形式需要經過高溫燒結,最高的工作溫度可以達到345℃。在電阻繞制完成后,經過燒結后在表層涂上釉粉,然后在燒結爐里進行燒結成型。由于工藝復雜,燒結溫度高達750-800℃,燒結的過程對繞線的阻值會產生影響,所以被釉電阻的最高精度一般只能做到5%。本類電阻適合應用于連續滿負荷高溫工作的場合。燒制完成后釉的顏色一般有綠色和褐色兩種。國外的一般為褐色,國內的一般為綠色。
絕緣涂料也是一種封裝材料,工藝簡單,封裝完成后電阻的散熱性能良好,但缺點是長時間高溫工作后容易產生掉皮現象,所以不適合應用于高震動的設備中。使用絕緣涂料的一半是功率比較大的線繞電阻。
混合材料封裝的線繞電阻性能良好,成本介于被漆電阻和硅樹脂電阻之間,封裝的表面凹凸不平,但不影響性能。一般混合材料封裝的線繞電阻功率都低于10W,這種封裝材料在國內比較少見,目前我們公司的這種材料也在試產階段。
塑封一般針對貼片的線繞電阻和低阻線繞電阻,是將繞制好的基體封裝在一個成型的塑料外殼內,其最高的工作溫度可以達到175℃,高溫工作不會產生掉皮現象,但散熱性能一般。塑封線繞電阻的功率一般都在10W以下。
陶瓷封裝的線繞電阻國內習慣稱為水泥電阻,這類電阻都有一個預先成型的陶瓷外殼,把繞制成型的基體放入外殼,然后經一側灌入絕緣材料。這類電阻散熱性能良好,經濟實惠,但體積大,重量高,不適合用于高可靠性場合。
鋁殼封裝的線繞電阻今天已經非常普遍,鋁外殼的散熱能力超強,所以一般都適用于于大功率應用的場合。有些鋁殼散熱電阻同時結合水冷來散熱。
有些大功率線繞電阻使用扁平的線材繞制在陶瓷基體上,為了利于散熱沒有經過封裝,這類電阻一般作為剎車電阻和高電流電阻使用,阻值一般較低,功率一般都在500W以上。
以上對線繞電阻各個部分的材料做了簡單的分析,完美的線繞電阻需要有高質量的基體,高質量的線材以及高質量的封裝材料為基礎,經過可靠的生產工藝處理。
在技術不斷進步的今天,繞線電阻的結構越來越多采用新的材料和新的封裝模式。作為繞線型電阻行業先行者的我們深圳世達科技每年都投入巨大來研發新材料的應用,并每年都有新的產品面市,小型化,精密化,穩定化一直是我們不斷進步的方向。
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