新型環(huán)保線繞電阻器特性分析

　　隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品、GPS模塊和數(shù)字機(jī)頂盒的需求上升，內(nèi)地的電阻產(chǎn)業(yè)將穩(wěn)步成長，產(chǎn)量還將進(jìn)一步增長。同時(shí)在技術(shù)上不僅能做出精度高達(dá)0.001%的牢固可靠的電阻器，而且具有小體積且能適應(yīng)集成電路需要的電阻網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛得到利用。此外，隨著市場上對產(chǎn)品環(huán)保意識的加強(qiáng)，大多數(shù)廠商都開端吸收歐盟的環(huán)保規(guī)定。因此，環(huán)保型電阻就成為內(nèi)地電阻廠商的研發(fā)重點(diǎn)，其中ISO14001認(rèn)證是一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。

　　1 電阻器的發(fā)展

　　電阻器可分為非線繞電阻器和線繞電阻器。非線繞電阻器具有良好的高頻性能，因而在高精密利用方面占領(lǐng)主導(dǎo)地位。例如薄膜式電阻、塊狀電阻等都已在家用電器、集成電路中得到廣泛利用，微型化電阻、片式電阻、電阻網(wǎng)絡(luò)等隨著手機(jī)、MP3、汽車產(chǎn)業(yè)的需求，也在不斷發(fā)展并呈增長性需求趨勢。

　　線繞電阻器是一種歷史長久的品種，目前在大功率和高精密方面保持著重要地位。目前，線繞電阻器也在日新月異地發(fā)展著新型產(chǎn)品，例如線繞熔斷電阻器、大功率削磁線繞電阻、耐雷電沖擊線繞電阻、水冷線繞電阻等許多品種的大功率線繞電阻器，在功率上已經(jīng)達(dá)到2 000 W以上。結(jié)構(gòu)上已經(jīng)延伸至泄放電阻箱、負(fù)載電阻柜等領(lǐng)域。陜西華星線繞電阻有限公司已于2002年通過了ISO14001認(rèn)證，該公司還打算通過TL16949認(rèn)證。為了重點(diǎn)開發(fā)適應(yīng)國內(nèi)外需求的無污染型環(huán)保產(chǎn)品，該公司已設(shè)計(jì)出新型環(huán)保線繞電阻器，功率由14～200 W，結(jié)構(gòu)也有2、3引線和4引線等多種。

　　2 新型環(huán)保線繞電阻器的重要特點(diǎn)

　　新型環(huán)保線繞電阻的生產(chǎn)過程是嚴(yán)格按照ISO9001質(zhì)量管理系統(tǒng)和ISO14001環(huán)境管理系統(tǒng)的程序文件進(jìn)行工藝把持的。該產(chǎn)品被覆層采用高溫電絕緣無機(jī)涂料進(jìn)行涂覆(封)。一般的電阻則采用有機(jī)或含有樹脂成份的涂料進(jìn)行涂覆。在汽車或在大功率家電上利用該產(chǎn)品時(shí)，負(fù)荷功率下的電阻體發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致涂料中的有毒有害氣體產(chǎn)生，從而對人體造成傷害或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生污染。

　　高溫電絕緣無機(jī)涂料成份重要由硅酸鹽粉料、無機(jī)顏料、無機(jī)粘結(jié)劑和各種助劑組成，稀釋劑為水。其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的粘結(jié)度、可耐600℃以上高溫和800℃的熱沖擊，且具有阻燃性，其耐熱震性可達(dá)到300℃～室溫10次，而封層不開裂，同時(shí)在高溫下應(yīng)無有毒、有害物質(zhì)放出。

　　新型環(huán)保型線繞電阻的引線采用鍍鎳銅材，基體采用A75優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)陶瓷材料，電阻絲采用進(jìn)口線材。

　　3 新型電阻的可靠性

　　所謂可靠性，就是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功效的能力。本文將可靠性用可靠度來定量地描寫。可靠度的定義是產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功效的概率，用R表現(xiàn)。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)喪失規(guī)定功效，即產(chǎn)生失效的概率稱為累積失效概率，用F表現(xiàn)。可靠度與累積失效概率之和成為必定事件的概率為1，即：

　　產(chǎn)品在必定時(shí)間內(nèi)的可靠度和累積失效概率可以通過大批實(shí)驗(yàn)來斷定。例如取N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)有n個(gè)失效，則：

　　其中n，F(xiàn)，R均為時(shí)間t的函數(shù)。

　　這是把單位時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)與實(shí)驗(yàn)總數(shù)之比稱為失效密度f(t)，它也是時(shí)間t的函數(shù)：

　　其中，△n(t)是在t～t+△t時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)，這樣，f(t)在0～t時(shí)間內(nèi)的積分應(yīng)等于：

　　失效密度用來反響產(chǎn)品在全部工作時(shí)間失效的散布情況。產(chǎn)品工作到t時(shí)刻后，在單位時(shí)間內(nèi)失效的概率稱為失效率λ(t)，可用下式表現(xiàn)：

　　失效率比失效密度能更確實(shí)地反響產(chǎn)品涌現(xiàn)失效的可能性，它是標(biāo)記產(chǎn)品可靠性的常用數(shù)量特點(diǎn)之一。失效率越低，可靠性越高。失效率可用%/103小時(shí)作單位。對高可靠性產(chǎn)品可用10-9/小時(shí)作單位，稱為非特。

　　電阻器產(chǎn)品在正常條件下利用的失效可分為三種類型，即早期失效、偶然失效和耗費(fèi)失效。圖1所示是電阻器失效率與時(shí)間的關(guān)系曲線。從曲線上可看出三種失效的三個(gè)階段。由于偶然失效涌現(xiàn)在產(chǎn)品可靠工作的時(shí)代，研究這一時(shí)代的失效因素有重要意義。要進(jìn)步產(chǎn)品的可靠性，必須加強(qiáng)產(chǎn)品對各種"應(yīng)力"所能耐受的強(qiáng)度。這里所謂的"應(yīng)力"是指對產(chǎn)品功效有影響的各種因素，如溫度、電壓電流、機(jī)械力等。

　　3.1 加速早期失效以進(jìn)步可靠性

　　早期失效涌現(xiàn)在產(chǎn)品開端工作后的較早時(shí)代，其特點(diǎn)是失效率高，且失效率隨時(shí)間增長迅速降落。早期失效由制作工藝毛病、原料毛病、設(shè)備故障、質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)等因素造成。

　　首先，對原材料和工藝的嚴(yán)格檢驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量管理可對工藝制作過程中導(dǎo)致的早期失效產(chǎn)品進(jìn)行有效把持。

　　其次可采用脈沖直流功率負(fù)荷的老化篩選方法來進(jìn)步產(chǎn)品的可靠性。在脈沖負(fù)荷情況下，由于瞬時(shí)負(fù)荷較大，功率集中在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，它對電阻器的作用比持續(xù)負(fù)荷更為強(qiáng)烈。事實(shí)上，導(dǎo)電元件的瞬時(shí)過熱是 重要的。從熱的觀點(diǎn)看，電阻器可分為主動(dòng)部分和被動(dòng)部分，主動(dòng)部分為電阻絲，被動(dòng)部分為被加熱部分如基體、掩護(hù)層和引出線等。在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，主動(dòng)部分產(chǎn)生的熱量來不及疏散到被動(dòng)部分，會(huì)使主動(dòng)部分迅速升溫，然后在脈沖時(shí)間內(nèi)，主動(dòng)部分積蓄的熱量會(huì)向被動(dòng)部分傳送，從而使溫度逐漸回到一個(gè)牢固值。圖2所示是主動(dòng)部分的溫度變更曲線。 12下一頁

本文導(dǎo)航

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