Aukštos įtampos rezistoriai naudojami medicinos prietaisuose, kad elektros srovės išliktų iš anksto nustatytose ribose.
Naudojama aukšta įtampa reiškia, kad norint pasiekti norimą išėjimo srovę galima naudoti mažesnį rezistorių skaičių.
Šie rezistoriai turi atlaikyti naudojimo dešimtmečius, todėl jie gaminami naudojant mažiau medžiagų, o į jų konstrukciją įtraukiamos mažesnės gamybos sąnaudos.
Dauguma medicinos prietaisų neveikia esant labai aukštai įtampai (apie 1–2 V).
Tačiau yra keletas išimčių.
Daug implantuojami diagnostikos prietaisai (IDD) veikia esant 5–20 V įtampai, o veikimo dažnis taip pat paprastai yra didesnis nei bendras diapazonas.
Tai reiškia, kad kuriant aukštos įtampos rezistorių medicinos prietaisams, svarbesnis tampa išlaidų aspektas.
Žemiau paaiškinsime, kaip galite sukurti pigų sprendimą aukštos įtampos rezistoriai nepakenkiant saugumui ar patikimumui.
Kam medicinos prietaisuose naudojamas rezistorius?
Aukštos įtampos rezistoriai naudojami medicinos prietaisuose, kad elektros srovės išliktų iš anksto nustatytose ribose.
Naudojama aukšta įtampa reiškia, kad norint pasiekti norimą išėjimo srovę galima naudoti mažesnį rezistorių skaičių.
Šie rezistoriai turi atlaikyti naudojimo dešimtmečius, todėl jie gaminami naudojant mažiau medžiagų, o į jų konstrukciją įtraukiamos mažesnės gamybos sąnaudos.
Dauguma medicinos prietaisų neveikia esant labai aukštai įtampai (apie 1–2 V).
Tačiau yra keletas išimčių.
Daugelis implantuojamų diagnostikos prietaisų (IDD) veikia esant 5–20 V įtampai, o veikimo dažnis taip pat paprastai yra didesnis nei bendras diapazonas.
Tai reiškia, kad kuriant aukštos įtampos rezistorių medicinos prietaisams, svarbesnis tampa išlaidų aspektas.
Žemiau paaiškinsime, kaip galite sukurti nebrangų aukštos įtampos rezistorių sprendimą nepakenkiant saugumui ar patikimumui.
Ko ieškoti naudojant aukštos įtampos rezistorių
Maža kaina – aukšta įtampa reiškia, kad norint pasiekti norimą išėjimo srovę, reikia daug daugiau rezistorių.
Jei įrenginys turi aukštą darbinę įtampą, rezistorių kaina taip pat bus didesnė.
Gamybos paprastumas – Aukštos įtampos rezistoriai paprastai yra mažesnio nei 1 mm skersmens ir ilgesni.
Paprastai jie taip pat yra FR-4 arba FR-5 spausdintinės plokštės (PCB) medžiaga, su kuria lengviau dirbti nei su brangesniu FR-32.
Aukštesnės kokybės konstrukcija yra svarbi siekiant užtikrinti, kad rezistoriai tarnautų dešimtmečius.
Kai kurie gamintojai naudoja alavuotus vikšrus, o kiti – alavu dengtus laidus.
Aukštesnės kokybės rezistoriai turi sidabruotus takelius ir laidus.
Atgal-EMF tolerancija – rezistoriams ilgėjant, laido varža mažėja.
Rezistoriaus galinis EMF (elektrovaros jėga) taip pat gali padidėti dėl didėjančio srovės srauto.
Todėl, norint atsižvelgti į šiuos pokyčius, reikalingas rezistoriaus vertės skiriamosios gebos nuokrypis.
Pavyzdžiui, priimtinas rezistorius, kurio vertė svyruoja 5 % (pvz., 9.9 omo, o ne 10.0 omo).
Didelis patikimumas – Aukštos įtampos rezistoriai paprastai veikia nuo -15ºC iki 85ºC temperatūroje.
Pirmasis yra per šaltas, kad būtų išvengta problemų, tokių kaip rezistorių deformacija, o antroji yra per karšta, kad būtų išvengta patikimumo problemų.
Todėl norint išvengti patikimumo problemų, reikalingas aukštesnis darbinės temperatūros diapazonas.
1 veiksmas: nustatykite poreikį
Pirmasis žingsnis kuriant aukštos įtampos rezistorių yra nustatyti gaminio darbinę įtampą ir veikimo dažnį.
Pavyzdžiui, jums gali prireikti rezistoriaus, kurio vardinė įtampa yra ne didesnė kaip 5 V ir veikia nuo 1 kHz iki 10 kHz.
Tada turite rasti tinkamus komponentus, kurie atitiktų jūsų poreikius.
Populiarus pasirinkimas yra keraminis specialus rezistorius (CSR).
Dėl aukštos kokybės konstrukcijos, didelio patikimumo ir mažos kainos CSR dažniausiai naudojamas didelės galios įrenginiuose.
Kitas populiarus pasirinkimas yra FR-4 PCB medžiaga dėl jos ekonomiškumo ir lengvo gamybos.
Artimas CSR ir PCB konkurentas yra FR-5 medžiaga.
Kaip ir PCB, FR-5 medžiaga yra palyginti pigi.
Tačiau CSR ir PCB pranašumas yra tas, kad jie gali atlaikyti atitinkamai aukštą įtampą ir aukštą temperatūrą.
Kita vertus, FR-5 medžiagai trūksta PCB atsparumo aukštai įtampai, todėl kai kuriose srityse ji nėra tokia patikima.
2 veiksmas: pasirinkite tinkamą medžiagą
Renkantis tinkamą medžiagą aukštos įtampos rezistoriui, turite atsižvelgti į darbinę įtampą ir medžiagos darbinę temperatūrą.
Pavyzdžiui, PCB medžiaga dažniausiai naudojama žemesnėje nei -20ºC temperatūroje.
CSR ir PCB pranašumas yra tas, kad jie gali atlaikyti atitinkamai aukštą įtampą ir aukštą temperatūrą.
Palyginti naujos rūšies medžiaga yra FR-5 polimeras su metaline šerdimi.
Polimeras yra pigesnis nei PCB ir FR-5 PCB medžiagos ir dažnai naudojamas esant aukštesnei darbo temperatūrai.
Tačiau jis nėra toks patvarus kaip PCB ar FR-4 ir gali būti pažeistas drėgmės.
Renkantis tinkamą medžiagą aukštos įtampos rezistoriui, turite atsižvelgti į darbinę įtampą ir medžiagos darbinę temperatūrą.
3 veiksmas: apskaičiuokite talpą ir ESR
Rezistoriai turi tam tikrą talpą, kuri turi įtakos jų dažniui ir varžai.
ESR (ekvivalentinė serijos varža) vertė yra lygiavertė talpos varža ir yra gana svarbi, nes ji sudaro nuolatinės srovės varžos komponentą.
Talpa matuojama pikofaradais (pF) arba milifaradais (mF).
Daugeliu atvejų 1% kondensatoriaus tolerancijos yra daugiau nei pakankamai aukštos įtampos rezistoriui.
ESR yra lygiavertė talpos varža ir yra gana svarbi, nes ji sudaro nuolatinės srovės varžos komponentą.
4 veiksmas: pridėkite dalių, kad sukurtumėte scheminį lentos šabloną
Nustačius komponentus, apskaičiavus jų vertes ir pasirinkus aukštos įtampos rezistoriaus medžiagą, laikas sujungti juos ant scheminio lentos šablono.
Scheminis plokštės šablonas yra standartinis belituojančių plokščių, naudojamų elektronikos grandinėms projektuoti, išdėstymas.
Išdėstymo kairėje turėtų būti komponentų stulpelis, o dešinėje - galios bėgių stulpelis.
Kuriant scheminės lentos šabloną reikia atsiminti keletą dalykų.
Pirmiausia turite įsitikinti, kad komponentai yra tinkamai išdėstyti ir neviršija rekomenduojamo maitinimo bėgių ploto.
Antra, turite įsitikinti, kad komponentai maitinami žemesne įtampa.
Galiausiai turite įsitikinti, kad grandinė yra apsaugota nuo galimos aukštos įtampos.