线绕电阻,又称绕线电阻是电源中最常用的电阻产品。

  绕线电阻基本的生产工艺是将电阻丝缠绕在氧化铝陶瓷棒状基材或其他绝缘基材上。电阻丝由合金材料制成,例如镍铬或锰铜。电阻线的两端连接到固定脚,并且使用不同的包装材料来包装电阻线的外围。

线绕电阻器具有高功率、高温工作和低噪声的特点。


  下面,我们将各个部分的材料简单分析如下:

1、绝缘基板

  绕线电阻器通常使用氧化铝陶瓷基板作为绝缘体,而低功率绕线电阻器典型地使用固体陶瓷棒,而高功率绝缘基板典型地使用中空绝缘棒。杆体的质量差异会对电阻器的散热和电气性能产生重大影响。


  美国制造商一般使用略带灰色的陶瓷管,而中国和一些欧洲工厂一般使用白色陶瓷管。灰色陶瓷管重量稍轻,同质量水平产品的性能指标基本相同。


  低功率固体陶瓷棒具有很强的抗振动和冲击能力,在烧结过程中质量相对稳定。用于大功率应用的空心陶瓷管基板在运输过程中容易断裂,而质量较差的陶瓷管在电阻烧结过程中容易开裂。成品在运输过程中由大功率陶瓷管道缠绕引起的内部裂纹有时很难用肉眼判断。当机器在高温下连续运行时,很可能会导致管道破裂。因此,在陶瓷管的选择过程中,有必要使用高质量的陶瓷管,以确保一致性、良好的高温特性和稳定性。


2、电阻线材

不同类型的电阻线材直接决定了电阻的温度漂移和电阻值,以及电阻的短期过载能力和长期稳定性。镍铬合金是最常用的线材,但不同线材供应商的质量和工艺差异很大,合金中微量元素的成分也不相同。优质线材在高温烧结过程中电性能变化不大,质量稳定。用相同尺寸的衬底缠绕不同等级的导线所获得的电阻范围变化很大。这就是为什么对于相同功率的线绕电阻器,国内制造商通常只能达到千欧姆级别,而国外制造商可以达到数百甚至数十兆欧姆。不同的电阻值和功率需要选择不同的线号。


3、包装材料

  一般有八种类型:绝缘漆、有机硅树脂、釉料、涂料、混合材料、塑料密封、陶瓷和铝外壳。

(1) 绝缘漆是最经济的包装材料,而且工艺简单。只需要将其应用于用电阻丝包裹的基板上,并在低温下干燥即可。绝缘性能一般,散热对电阻的影响不显著,因此涂有绝缘漆的线绕电阻器通常在低温下工作,不适合高温和高可靠性要求。

(2) 有机硅树脂包装分为普通有机硅树脂和高温有机硅树脂。大多数精密线绕电阻器都是用硅树脂封装的,因为它的生产工艺与涂漆电阻器基本相同。不存在高温烧结过程,因此高温烧结不会影响线绕材料的电学性能。采用高温硅树脂封装的线绕电阻器的最高工作温度一般为175℃,最高可达275℃。

(3) 釉料的包装形式需要经过高温烧结,最高工作温度可达345℃。电阻绕组完成后,烧结后在表面涂上釉粉,然后在烧结炉中烧结成型。由于工艺的复杂性,烧结温度可高达750-800℃,烧结工艺会影响绕组线的电阻值。因此,耐釉性的最高精度一般只能达到5%。这种类型的电阻器适用于连续满负荷高温操作。烧制后的釉料一般有两种颜色:绿色和棕色。国外的通常是棕色的,而国内的通常是绿色的。绿色釉一般含有铅,其性能不如棕色釉。

(4) 绝缘涂层也是一种工艺简单、封装后电阻器散热性能好的封装材料。然而,缺点是在长期高温操作后容易剥落,因此不适合应用于高振动设备。绝缘涂层的一半用途是用于高功率线绕电阻器。

(5) 混合材料包装的线绕电阻器性能良好,成本介于付费电阻器和硅树脂电阻器之间。包装的表面无法解释,但并不影响性能。混合材料封装的绕组电阻功率通常低于100000,这种类型的包装材料在中国相对罕见。

(6) 塑料密封一般针对贴片的绕线电阻和低电阻绕线电阻。它将被包裹的基板封装在一个模制的塑料外壳中,最高工作温度为175℃。高温操作不会产生剥离,但散热性能一般。塑料绕线电阻器的功率通常低于10W。

(7) 陶瓷封装线绕电阻器在中国通常被称为水泥电阻器。这些类型的电阻器具有预先形成的陶瓷外壳,将缠绕的衬底放置在外壳中,然后在一侧填充绝缘材料。这种类型的电阻器具有良好的散热性能和成本效益,但它体积大、重量重,不适合高可靠性应用。

(8) 铝壳封装线绕电阻器在当今非常常见,而且铝壳具有超强的散热能力,因此通常适用于大功率应用。一些铝壳散热电阻器与水冷相结合来散热。

  一些高功率线绕电阻器使用缠绕在陶瓷衬底上的扁平导线。为了便于散热,它们没有封装。这些类型的电阻器通常用作制动电阻器和大电流电阻器,其电阻值通常较低,功率水平高于500W。

  以上提供了对线绕电阻器的各个部件中使用的材料的简单分析。一个完美的线绕电阻器需要高质量的衬底、高质量的导线和高质量的包装材料作为基础,以及可靠的生产工艺。

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