【導讀】電阻的自發(fā)熱，基礎的不能再基礎，但是很多工程師卻不知道甚至是忽略的。本篇文章當中就將對電阻自發(fā)熱的影響進(jìn)行介紹，看過(guò)之后大家就會(huì )明白，這項不起眼的小知識在電源設計當中是多么重要。
接觸的電源知識越多，就發(fā)現有時(shí)越是基礎的簡(jiǎn)單知識，知道的人卻寥寥無(wú)幾。就像電阻的自發(fā)熱，基礎的不能再基礎，但是很多工程師卻不知道甚至是忽略的。本篇文章當中就將對電阻自發(fā)熱的影響進(jìn)行介紹，看過(guò)之后大家就會(huì )明白，這項不起眼的小知識在電源設計當中是多么重要。
圖1簡(jiǎn)化的比率計RTD系統
對于圖1中的簡(jiǎn)化設計，需要考慮信號路徑中電阻器自發(fā)熱引起的誤差，才能防止它們所導致的不希望出現的誤差級。
該設計針對比率計測量設計，因此模數轉換器（ADC）的最終轉換結果直接取決于參考電阻器RREF的絕對值。由于RREF上有激勵電流經(jīng)過(guò)，因此它會(huì )消耗電源并發(fā)熱，從而可引起電阻變化，影響系統精確度。此外，電阻器自發(fā)熱影響在電流感應或功率測量等眾多其它應用中也很重要，其取決于電阻器絕對值，因為在電阻器消耗電源時(shí)它可能會(huì )改變阻值。
電阻器的溫度系數（或TC）規定了電阻器溫度變化時(shí)電阻的變化范圍。電阻器TC的單位一般是每攝氏度百萬(wàn)分之一（ppm/°C）。一個(gè)1%電阻器具有大約+/-100ppm/°C的TC，而高精度金屬箔電阻器則提供不足0.1ppm/°C的TC。
公式1和公式2是溫度從25°C到125°C變化時(shí)，如何使用電阻器TC規范計算1kΩ、±100ppm/°C電阻器阻值ΔRTC變化的實(shí)例。
一般來(lái)說(shuō)，較小表面安裝組件（0201、0402、0603等）在功率耗散方面效率較低，因此具有極高的自發(fā)熱系數θSH，有時(shí)高達1000°C/W以上！這些較小電阻器的額定功率級通常小于0.1W，但其溫度會(huì )隨功率耗散極其快速地變化。
公式3可計算功率耗散所引起的電阻器溫度增加量ΔTSH。公式4將ΔTSH插入公式1替代ΔT，以確定100°C/W適度自發(fā)熱和0.5W功率耗散情況下自發(fā)熱所引起的電阻變化。
盡管電阻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中通常不提供自發(fā)熱系數，但通常都包含功率額定值下降曲線(xiàn)，您可通過(guò)該曲線(xiàn)反向計算出自發(fā)熱系數。
功率額定值下降曲線(xiàn)可在不超過(guò)最大指定溫度情況下，針對環(huán)境溫度規定電阻器的最大功耗。圖2是0.5W電阻器的電阻器功率額定值下降曲線(xiàn)實(shí)例。
圖2 0.5W電阻器的功率額定值下降曲線(xiàn)
可以從圖2的曲線(xiàn)中輕松確定最大工作溫度TMAX，也就是在額定耗散等于0%時(shí)x軸上的值。在所示實(shí)例中，最大工作溫度是150°C。
另外，電阻器也不可能在100%額定耗散（TMAX_PWR100%）、85°C下工作。您可通過(guò)該溫度、最大工作溫度以及電阻器的功率額定值計算出針對θSH的值，如公式5所示。
經(jīng)過(guò)上面一系列的分析和計算，得出自發(fā)熱系數之后就能非常方便的來(lái)確定熱增加量。利用公式3、公式4，就可以計算出功率耗散時(shí)的電阻變化，最終根據電阻的變化來(lái)估算對最終系統精度程度有多少?？梢钥闯?，電阻器的自發(fā)熱因素是會(huì )影響到系統精度的，所以要進(jìn)行提前的計算確認。
