¿Puede apilar resistencias SMD en paralelo para reducir la disipación de potencia por resistencia?


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Envié mi PCB hace un par de días para su fabricación, pero acabo de darme cuenta de un terrible error: necesito enviar 70 mA a un LED IR con un suministro de 5 V, por lo que necesitaría una resistencia de aproximadamente 70 ohmios, lo que significa que la resistencia estaría disipando 350 mW de poder.

El paquete de resistencia SMD es 0805. EL PROBLEMA es que solo puedo obtener uno que disipe un máximo de 125mW en este paquete: 70ohm 125mW de digikey

Entonces, ¿puedo obtener 3 versiones de 220 ohm de esta resistencia y, literalmente, apilarlas en paralelo?
¿Alguien ha probado esto?

¿Que puedo hacer en esta situacion?


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Esto no responde a su pregunta, pero no parece que, según sus cálculos, esté teniendo en cuenta la caída de voltaje del LED, que creo que es de aproximadamente 1.9V para los LED IR, por lo que necesitaría aproximadamente 45 ohmios para obtener 70mA.
John Burton el

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Aunque aún necesitaría múltiples resistencias, al obtener un valor ligeramente diferente puede obtener una resistencia de 1/4 vatios en lugar de una de 1/8 vatios: 68.1ohm 250mW de digikey . Si necesita un valor completamente diferente, como han sugerido otros, amplíe su búsqueda un poco alrededor del valor exacto que necesita para buscar piezas de 1/4 vatios.
tcrosley

Ah, gracias, hice otra búsqueda y digikey también tiene resistencias de 1/3 vatios en 68ohm.
Shubham

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@Shubham: Si las almohadillas son lo suficientemente grandes, ¿podrías apretar una resistencia un poco más grande?
Chris Laplante

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El hecho optimista importante es que lo calculó mal, y dado que siempre hay una caída de voltaje significativa en un LED, no necesitará una resistencia de 400 mW. Si contamos, por ejemplo, una caída de 1.3 voltios en el LED, entonces la resistencia es 53R y la potencia disipada es de solo 250 mW.
Al Kepp

Respuestas:


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He visto resistencias SMT apiladas como un método para corregir el valor de la resistencia. Pero aún no lo he visto como un método para aumentar la potencia nominal.

De hecho, dos (2) resistencias apiladas podrían disipar más calor que solo una (1). Pero la transferencia de calor por convección desde la resistencia inferior se verá obstaculizada por la resistencia superior, por lo que la potencia nominal de la pila sería inferior a 2x individual .Pstackof2<2Pindividual

Su potencia nominal deseada es 350mW. Nominalmente, necesitarías 3 resistencias de 125 mW. Puede que tenga que usar una mayor cantidad de resistencias.

¿Es esta una producción única? Si se trata de producción, considere cambiar el tablero.


Es una producción única. Es un robot de micromouse para una competencia en un par de meses. Dado que las juntas tardan un par de semanas en volver, este es el único que tengo tiempo para hacer. Gracias por el consejo, podría intentar usar 4 o 5 resistencias apiladas.
Shubham el

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Alternativamente, ¿podría "cablear verde" las almohadillas de resistencia a una resistencia montada en algún lugar dentro / en su gabinete? De esa manera, podría usar una resistencia de orificio pasante que tendrá una potencia más alta.
Chris Laplante

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@Shubham, si puedes usar un disipador térmico y pasta térmica, puedes hacer mucho si puedes encontrar una manera de montarlo.
Kortuk

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@Shubham, lo que el codificador simple discutió a menudo se llama deadbugging si quieres buscar más en Google (llamado eso en memoria de los circuitos integrados que parecen errores muertos al revés cuando se hace esto).
Kortuk

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Dos en serie, de pie verticalmente:

Si tiene espacio vertical, puede colocar dos resistencias en serie colocándolas en el estilo de lápida de las almohadillas y uniendo en la parte superior. Es probable que tenga una potencia similar a dos de los originales y posiblemente más, ya que las resistencias están más alejadas de la superficie de la placa. En contra de esto, hay menos enfriamiento por resistencia por conducción al tablero de cobre, que es un camino de enfriamiento significativo.

Si coloca las dos resistencias separadas entre sí con un puente de alambre entre ellas, cada una podría tener mucho más acceso al aire de enfriamiento que cuando están acostadas.


Añadir un disipador térmico:

He hecho algo similar a esto en ocasiones con componentes de orificio pasante, con buenos resultados.

Nunca lo he visto hecho con resistencias SMD, pero sería fácil agregar un disipador de calor "ad hoc" soldando alambre de cobre de cuña a los extremos. Espero que esto aumente significativamente las clasificaciones de potencia.


Use una resistencia de orificio pasante SFR16 de 0,5 vatios con cables formados.

Las resistencias de película metálica SFR16 con orificio pasante de 0,5 vatios tienen una longitud de cuerpo de 3,2 mm de largo x 1,9 mm de ancho y los cables se pueden formar debajo del cuerpo para que produzca contactos que se ajusten correctamente a las almohadillas 0805 con la resistencia alineada en cualquier número de maneras de adaptarse a la situación mecánica.

Por ejemplo, la resistencia puede colocarse verticalmente de modo que tenga una altura de aproximadamente 3,5 mm o ajustarse sobre la almohadilla horizontalmente o hacia un lado.

SFR16 ~ = "1308" en comparación con el 0805 original, pero los cables permiten la formación para adaptarse a cualquiera de una amplia gama de tamaños de almohadillas y orientaciones del cuerpo.

Un 0805 = 0.080 "x 0.050" = ~ 2 mm x 1.25 mm

Un SFR16 ~ = 0.14 x 0.08 = 3.4 x 1.9 mm

ingrese la descripción de la imagen aquí

La resistencia SFR16 (fabricada originalmente por Philips) tiene aproximadamente el mismo tamaño físico que una parte típica del orificio pasante de 1/8 vatios, pero que tiene una disipación de 0,5 vatios. Hoja de datos de SFR16 aquí : longitud del cuerpo de 3,2 mm

El siguiente diagrama demuestra que para el SFR16, la radiación y la convección del cuerpo y los cables forman una parte importante del sistema de disipación de calor. La temperatura del punto de montaje de la PCB disminuye al aumentar la longitud del cable

ingrese la descripción de la imagen aquí


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Realmente excelente formato e idea muy interesante, al ponerlos verticalmente en serie, he visto un agujero pasante vertical para aumentar la disipación de potencia, pero esto es bastante inteligente.
Kortuk

Si, buena idea. Buscaré probar esto. ¡Gracias!
Shubham

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La cantidad de energía estacionaria que una resistencia puede disipar está determinada por su temperatura máxima y la cantidad de calor que puede eliminar. Apilar dos resistencias una encima de la otra apenas aumenta el área total, por lo que no ayudará mucho. Si puede colocar los dos uno al lado del otro (de modo que ambos estén planos contra la PCB), cada uno puede disipar (casi) su potencia nominal total.

Pero, ¿realmente necesitas los 70 mA y los necesitas el 100% del tiempo? Si esto es para la comunicación IR, es probable que el ciclo de trabajo para 'señal encendida' sea del 50% o incluso más bajo, y la relación de señal encendida a apagada también es muy inferior al 50%. Si este es el caso, verifique la potencia máxima máxima y podría estar despejado.

Si termina usando menos de 70 mA: suponiendo que la salida IR es lineal con la corriente (consulte su hoja de datos, puede que no lo sea), la distancia a la que obtiene la misma cantidad de luz IR en una superficie es lineal con el cuadrado raíz de la corriente, por lo que reducir sus 70 mA a 20 mA reduce su alcance en solo sqrt (20/70) = 0.53

Pero: 0.07 A * 5 V = 0.350 W, lo que supone que no se disipa energía en el LED IR. Revise su hoja de datos, pero supongamos que el LED IR cae ~ 2V, lo que deja 0.07 A x 3 V = 0.210 W para la resistencia. (Y probablemente haya una caída en el elemento de conmutación, ¿un FET? ¿Transistor bipolar? ¡No intente dejar que su microcontrolador hunda 70 mA!)

Además: 5/70 = 0.070, pero eso nuevamente supone que todo el voltaje se cae por la resistencia. De vuelta a la mesa de dibujo, Shubham!


Esto es para medir la distancia de un robot de micromouse y, debido al diseño, desafortunadamente necesitan estar funcionando a 70 mA en todo momento. Gracias por la información, veré si hay suficiente espacio en el tablero para poner dos al lado del otro, luego quizás apile 2 más encima de ellos.
Shubham

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¡Para un uso continuo, todavía tiene que volver a calcular el valor R y la potencia disipada utilizando la caída de voltaje en el LED!
Wouter van Ooijen

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Esto puede funcionar. El calor disipado es drenado al medio ambiente por convección a través del aire que rodea la resistencia y por conducción a través de la conexión de soldadura al cobre de la PCB. Apilar resistencias comprometerá la convección, pero no tenemos que preocuparnos demasiado por esto, ya que hay mucho más drenaje de calor a través de la ruta de conducción. Así que asegúrese de aplicar suficiente soldadura a los terminales y estará bien.
Por supuesto, esta solución es solo una solución manual y no se puede usar en producción.

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