125 mW电阻在专业安全系统中耗散600 mW

下面的示意图是信号PCB的输入电路，我们从一家火灾探测系统的供应商处购买了该信号。所述PCB必须内置在所谓的地理疏散面板中，该面板允许消防员看到建筑物在哪个区域着火，并且因此是安全系统的一部分。

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

所示的LED实际上是光耦合器的IR LED（出于共模抑制的原因需要）。每个火灾探测区域都有这样的输入。光耦合器的输出被馈送到Atmel MCU中，在此对其进行处理，以点亮建筑物平面图上的某些LED。如果没有任何输入信号，MCU将重置面板上的所有LED。

820欧姆电阻器是SMD类型的，根据其尺寸，我估计它的封装为0805，因此其额定值为125mW。我们供应商的文档声称输入电压范围为2.2V至24V。这是设计使然，以支持许多品牌的火灾探测计算机。并非全部，但许多系统实际上确实输出24V。根据我自己的计算，假设二极管和LED的总正向电压为1.9V，则电阻在24V输入时的功耗约为600mW。实际上，在输入上施加24V电压仅需5秒钟，就会使电阻发热太多，以至于您无法触摸它。此时，输入电流约为26 mA。由于我对SMD组件的经验不多，已经多年没有使用电子设备，所以我需要知道电阻是否有烧毁的危险，

平均而言，消防队可以首先察觉到面板的时间为+ 15分钟。这意味着激活的输入中的电阻将在人口稠密的地区中经受至少15分钟的条件。在消防人员较少的农村地区，这甚至可能更长。

权威答案或指向它们的链接受到高度赞赏。

地理面板的图片：

带输入电路板的图片：

有八个相同的输入电路。我在其中一个电阻下面添加了“ 820 ohm”字样。该电阻器的左侧是二极管，上方和左侧是光隔离器。这是一个带有SMD代码824的4引脚设备。

有问题的电阻的特写视图：

从您提供的数据来看，这确实是一个糟糕的设计。在您所示的电路中，R1的功耗约为600 mW。

电阻器实际上变得很热的事实直接证明了它消耗了相当大的功率，但不一定太多。电阻可以在不烧伤手指的温度下无限期运行，而不会造成损害。手指测试并不能真正告诉您它是在极限范围内还是在极限范围内消散。

一种可能性是电路不如您所示。也许正在发生其他事情，而这些事情从板子的外部很难看到。一个好的测试是测量电阻两端的实际电压。这与电阻器上的标签一起将为您确定其耗散功率的确切答案。

请注意，0805电阻用3或4位数字标记。这是浮点格式，最后一位数字是10的指数，前一位数字是尾数。5％820Ω的电阻将标记为“ 821”，这意味着82 x 10 ¹ = 820。

电阻器消耗的功率是其两端电压除以电阻的平方。在通用单位中

因此，引起特定耗散的电压为

在125 mW时，一个820电阻将具有

穿过它。

如果电阻确实为820Ω，实际上仅对125 mW有用，并且电阻大于10 V，那么是的，这是一个有缺陷的设计。从您提供给我们的数据来看，这些前提似乎是正确的。

如果事实证明电阻器确实过载，那么可能发生的事情是该设备最初是为较低的电压设计的。有人意识到，由于不支持更高的电压，他们错过了太多的市场。谁应该在工程上进行检查的人不是，通常是没有能力的，或者只是错过了这个。

当然，为什么这样对您来说并不重要。您绝对需要拒绝该系统。目前，这只是其他一些将不良产品投入该领域的公司。如果将其合并到系统中，则意味着您将在现场放置不良产品，并承担由此产生的责任，并且由于您的声誉而受到损害。

尽管您绝对不想使用此产品（同样，假设情况确实如您所说），但该设备极不可能着火。这种过载的电阻通常只会烧坏而无法打开。周围没有足够的易燃物引起火灾。但是，电阻可能会在消防人员到达之前烧毁并断开，从而向他们提供有关火源的错误信息。 这是该系统的真正危险。或者，系统可以锁定信息，直到手动重置为止，因此在第一次事件期间没有任何症状。但是，现在该通道已损坏，无法响应该区域中的未来火灾。这显然也很糟糕。

进行电压测量，并向制造商指出您的问题。也许值得听听他们怎么说，但对我而言，再次信任他们的产品将是一件非常有益的事情。记住，对于电气工程师而言，就像任何一大群人一样，在高端确实有很多优秀的人才，在中层是相当不错的，而在底层则是无能的。当然，那里有设计不完善的产品。您可能已经找到一个。

好吧，您可能在很多事情上都在猜测，但您似乎非常确定您认为这些电阻为0805的电阻的额定值为125mW。

额定功率为1W（在70°C时）的0805电阻器。当然它们会非常热地运行，但是它们被设计为可以这样做。根据您的值，在70°C时最大可能为500mW。也许评分较低，但没有明显的区别。

我会不会亲自感受在运行，即使接近其印刷规格零件这种特定的情况舒服，但实际上表面安装零件的PCB详情-从测试中非常小的一部分可以消耗大量的电能非常敏感（类似于一个更大部分）（如果安装在接地平面上）。单面板上有很大痕迹的很大一部分可能比带有脂肪引线，接地层等的0603零件更热。

我看不到该电路中有任何冗余，因此任何类型的单点故障-光电，到设备的电线，电阻器，二极管都可能导致无法识别信号，因此这并不是对安全性至关重要的处理设备设计的丝毫。

（编辑：我确实有一个建议-您确认输入的实际额定电压为24V DC.24VAC的功耗约为24VDC输入的一半。-好吧，您可以在注释中进行介绍）

另一方面，如果所讨论的电压来自备用电池组，则“ 24VDC”可能更像28VDC，这将大大增加功耗-超过850mW。电阻彼此靠近，因此它们会彼此发热。

请向供应商提出。

典型的通用SMD电阻器通常是厚膜类型的。

这种类型的电阻器不是为长期过载而设计的（实际上，没有），但是对器件进行热过载（通过过多的功率）的作用是在初始阶段降低电阻：

（来源）

在这种类型的电路中，LED和二极管的正向电压不会随电流的变化而显着变化（对于硅二极管，每十倍电流为60mV），这将以接近恒定电压的方式增加电路中的电流在此期间，电阻两端的电阻会导通，从而导致零件发热。可以想象这可能导致热失控。

它是否会燃烧不明（但很可能会持续承受这种过载），但它的寿命肯定会短于标明的寿命（尽管某些耐力等级是在额定温度下，但通常标明在25C下）；实际上，升高设备的温度以故意诱发故障是制造商的一项常见测试，因为故障率随温度的升高呈指数增长。

在许多情况下，制造商使用此过程通过使用Arrhenius方程来预测组件的使用寿命，这是故意在高温下引起早期故障的原因。这导致在更良性条件下组件的可预测寿命。

我完全同意Olin的观点，您应该拒绝使用这些单元，因为即使在过载情况下它们在供应商规定的极端电压下也可以保证其可靠性较低。

适当的设计永远不会使零件承受过大的压力，尽管有些零件是经过精心设计的，可以承受短期脉冲事件，并且经常出现在ESD和雷电保护电路中。

[更新]正如Supercat所说，这可能是PTC，例如本系列

电路有意义的唯一方法是820欧姆电阻是限流电阻。它与上一个驱动级的集电极电阻一起工作。驱动器的集电极电压可能为24v，但如果其集电极电阻为1 k ohm，则流经820电阻的电流仅为12ma，功率损耗约为118mW。

这表明该电路不能与集电极开路输入驱动器！