許多電子電路都會遇到高脈沖負載。有些應用經常出現這些條件，例如在脈沖寬度調制（PWM）器件中。在其他一些應用中，脈沖是偶發的，但也是不可避免的——源于電磁干擾信號（EMI）。由于電子元件的日益小型化或內在局限，其脈沖負載能力常常不足以承受這些脈沖負載，所以需要對它們進行保護。

無論脈沖負載是經常的還是偶發的，都需要使用防脈沖電阻器，而 MELF 電阻器由于其卓越的脈沖負載能力而特別適合這種應用——這是其獨特圓柱形設計帶來的一個顯著特性。除了標準的金屬膜技術，MELF 電阻器還有碳膜版本，可進一步加強其脈沖負載能力。最大外殼尺寸（0207）碳膜 MELF 的脈沖負載能力不僅在 MELF 電阻器中，而且在所有 SMD 膜電阻器中都是最高的，從而使之成為高脈沖負載應用的最佳選擇。

本文可幫助設計工程師通過確定需要考慮的脈沖屬性（如功率、持續時間和形狀）來為保護功能選擇最佳電阻器。為此，本文探索了脈沖對電阻器的影響和決定電阻器脈沖負載能力的因素，并舉例說明了碳膜MELF電阻器的優勢。

應用要求和優點

PWM器件

PWM是一種非常常見的應用，它用于各種汽車、工業和替代能源應用，包括用于亮度控制的LED驅動器；使輸出電壓和頻率匹配3相AC驅動裝置的變頻器；以及用于速度調節的DC電動機驅動器。

圖1所示為DC電動機驅動器電路。其中，PWM通過以H橋分布的四個MOSFET的頻繁開關來實現。電動機電壓于是由開關頻率及開關速度決定，開關速度則由柵極電阻器控制。盡管快速開關由于開關損耗低而更為有利，但會引起有害EMI信號或電路振鈴。由于柵極電阻器會遇到 PWM脈沖，所以必須有充足的脈沖負載能力。

圖1:帶有MOSFET柵極驅動器電路的PWM DC電動機驅動器，包括柵極電阻器RG

偶發脈沖負載

電子電路中對脈沖負載敏感的元件可通過集成專用子電路加以保護。這些子電路通常起旁路或負載吸收器的作用，并帶有從平滑電容器到電壓抑制二極管的各種元件。但常見元件是耐脈沖電阻器，插入之后用于吸收脈沖能量，或將對脈沖敏感的元件上的脈沖電壓降至無危險水平。偶發脈沖的來源是電網或電磁場攜帶的EMI信號，包括由開關動作引起的寬帶突發脈沖、由閃電造成的浪涌脈沖以及ESD。

使用RC-緩沖器電路可防止電磁場攜帶的EMI信號造成電系統中的突發脈沖或振鈴效應。這些電路對開關器件上的電壓上升具有衰減效應，并可散發諧振電路的能量。

圖2:浪涌脈沖保護電路

幾乎每一種電子應用都會潛在地直接或間接暴露于雷擊，導致電子電路承受浪涌脈沖負載。浪涌脈沖為高能脈沖，電壓可達幾千伏。使用圖2所示的電路可防止靈敏元件受浪涌脈沖影響。為此需要使用瞬態電壓抑制（TVS）二極管把浪涌脈沖負載從應用電路去除，并將其電壓穩定于可接受的水平。電阻器在這里的功能是調節二極管電流。

選擇用于上述應用的高脈沖負載能力電阻器時必須慎重。為此必須考慮一般應用要求，如電阻器的公差和溫度系數。最后，關鍵因素是其脈沖負載能力，其必須足以承受最高預期脈沖負載。

脈沖負載對電阻器的影響
電阻器的脈沖負載能力由其散發脈沖能量的能力決定。這取決于許多電阻器屬性，特別是其幾何外形、所使用的微調圖案及電阻膜材料。

熱能和脈沖持續時間
在電阻層中，脈沖能量通過電損耗轉換為熱。所產生的熱量取決于脈沖能量，并造成電阻器溫度上升。

對于持續時間非常短的脈沖，所產生的熱累積在電阻膜中。如果電阻膜材料是均質的，則這些熱呈均勻分布。但是，電阻器會在膜過熱時受損。隨著脈沖持續時間增加，散發的熱量取決于電阻器的傳熱能力。最后，負載可能被視為連續的且容許脈沖負載接近額定散熱量。

另外，重復性脈沖會使電阻膜無法完全冷卻，導致溫度累升。這種效應使電阻器對連續脈沖串負載的承受能力低于對單發脈沖的承受能力。

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