Resistencia de 125 mW sometida a disipación de 600 mW en un sistema de seguridad profesional

A partir de los datos que proporciona, esto parece un mal diseño. También obtengo una disipación de aproximadamente 600 mW en R1 en el circuito que se muestra.

El hecho de que la resistencia se esté calentando realmente es una prueba directa de que está disipando un poder significativo para su tamaño, pero no necesariamente demasiado. Los resistores pueden funcionar indefinidamente sin daño a temperaturas que podrían quemarle el dedo. Una prueba de dedo realmente no le dice si se está disipando solo dentro del límite, o sobre él.

Una posibilidad es que el circuito no sea como se muestra. Quizás haya algo más que no sea fácilmente visible desde el exterior del tablero. Una buena prueba sería medir el voltaje real a través de la resistencia. Eso junto con la etiqueta en la resistencia le dará una respuesta definitiva a la cantidad de energía que se está disipando.

Tenga en cuenta que las resistencias 0805 están etiquetadas con 3 o 4 dígitos. Este es un formato de punto flotante con el último dígito siendo el exponente de 10 y los dígitos anteriores la mantisa. Una resistencia de 5% 820 Ω se etiquetará como "821", lo que significa 82 x 10 ¹ = 820.

La potencia disipada por una resistencia es el cuadrado del voltaje a través de ella dividido por la resistencia. En unidades comunes,

$$ \ mathrm {W} = {\ mathrm {V} ^ 2 \ over \ mathrm {\ Omega}} $$

Por lo tanto, el voltaje que causa una disipación particular es

$$ \ mathrm {V} = \ sqrt {\ mathrm {W} \ cdot \ mathrm {\ Omega}} $$

A 125 mW, una resistencia de 820 Ω tendrá

$$ V = \ sqrt {125 \ mathrm {mW} \ cdot820 \ mathrm {\ Omega}} = 10.12 \ mathrm {V} $$

a través de él.

Si la resistencia es realmente de 820, en realidad solo es válida para 125 mW y tiene más de 10 V, entonces sí, este es un diseño defectuoso. De los datos que nos ha proporcionado, estas premisas parecen ser ciertas.

Si resulta que la resistencia realmente está sobrecargada, entonces, probablemente, lo que sucedió es que la unidad fue diseñada originalmente para un voltaje más bajo. Alguien se dio cuenta de que se estaban perdiendo demasiado del mercado al no admitir un voltaje más alto. El que se suponía que debía comprobar esto en ingeniería o no lo hacía, era generalmente incompetente o simplemente se lo había perdido.

Por supuesto, por qué es así, no te importa. Es absolutamente necesario rechazar este sistema. Actualmente, es solo otra compañía que pone un producto malo en el campo. Si lo incorpora a su sistema, está colocando un producto defectuoso en el campo, y es responsable de la responsabilidad resultante, y será por su reputación que se dañe.

Si bien definitivamente no desea utilizar este producto (nuevamente, asumiendo que las cosas son como usted dice), es muy poco probable que el dispositivo se incendie. Dichas resistencias sobrecargadas generalmente se queman y fallan al abrirlas. No hay suficientes cosas inflamables alrededor para causar un incendio. Sin embargo, la resistencia podría quemarse y abrirse antes de que lleguen los bomberos, dándoles información errónea sobre dónde está el fuego. Ese es el peligro real de este sistema. O bien, el sistema podría bloquear la información hasta que se reinicie manualmente, por lo que no hay síntomas durante el primer incidente. Sin embargo, ahora ese canal está roto y no responderá a futuros incendios en esa zona. Eso es obviamente muy malo también.

Realice la medición de voltaje y señale su preocupación al fabricante. Puede que valga la pena escuchar lo que tienen que decir, pero tendría que ser algo realmente bueno para que alguna vez vuelva a confiar en sus productos. Recuerde que con los ingenieros eléctricos, al igual que con cualquier grupo grande de personas, hay muy buenos en el extremo superior, la mayoría lo suficientemente decente en el medio y los incompetentes en la parte inferior. Ciertamente hay productos incompetentemente diseñados por ahí. Es posible que hayas encontrado uno.

Bueno, estás adivinando muchas cosas, pero estás muy seguro de que una resistencia 0805, que crees que son, tiene una potencia de 125 mW.

Hay resistencias 0805 con clasificación 1W (a 70 ° C). Por supuesto que funcionarán muy calientes, pero están diseñados para hacer eso. En el valor que tiene, es más probable que sea 500mW máximo a 70 ° DO. O tal vez una calificación más baja, pero no habría una diferencia visible.

Yo no personalmente me sentiría cómodo en esta situación particular ejecutando partes incluso cerca de su especificación impresa, pero de hecho las piezas de montaje en superficie son muy sensibles a los detalles de PCB, desde las pruebas de una parte muy pequeña pueden disipar una gran cantidad de energía (similar a una parte mucho más grande) si se monta sobre un plano de tierra. Una parte muy grande en un tablero de un solo lado con trazas finas puede correr más caliente que una parte 0603 con conductores gruesos, un plano de tierra, etc.

No veo ninguna redundancia en este circuito, por lo que cualquier tipo de falla de un solo punto: el opto, los cables a la unidad, la resistencia, el diodo podrían causar que no se reconozca la señalización, por lo que no se trata como un Dispositivo de seguridad crítico en lo más mínimo.

(Editar: Tengo una sugerencia: que confirme que la entrada tiene una potencia nominal de 24 VCC). La disipación de potencia con 24 VCA sería aproximadamente la mitad de la entrada con 24 VCC. De acuerdo, cubrió esto un comentario )

En el otro lado de la ecuación, si el voltaje en cuestión proviene de un banco de baterías de respaldo, el '24VDC' podría ser más como 28VDC, lo que aumentaría la disipación de energía considerablemente, a más de 850mW. Las resistencias están cerca una de la otra para que se calienten entre sí.

Levante esto con el proveedor.

Propósito general típico resistencias SMD generalmente son de película gruesa .

Este tipo de resistencia no está diseñado para sobrecargas a largo plazo (de hecho, ninguna lo es), pero el efecto de sobrecargar la pieza térmicamente (a través de demasiada potencia) es cambiar la resistencia abajo en la fase inicial:

( Fuente )

En este tipo de circuito, donde la tensión directa del LED y el diodo no cambiará significativamente por los cambios en la corriente (para un diodo de silicio es de 60 mV por década de corriente), eso aumentará la corriente en el circuito con un cierre a un voltaje constante en la resistencia durante este período, lo que lleva a más calor en la pieza. Posiblemente esto podría causar un escape térmico .

Se desconoce si se quemará o no (pero es muy probable si está sujeto a este tipo de sobrecarga de manera continua), pero definitivamente tendrá una vida más corta que la establecida (normalmente se indica a 25 ° C) aunque algunas clasificaciones de resistencia están a la temperatura nominal); de hecho, elevar la temperatura de un dispositivo para inducir deliberadamente fallas es una prueba común para los fabricantes, ya que la tasa de fallas aumenta exponencialmente a medida que aumenta la temperatura.

Los fabricantes utilizan este proceso para predecir la vida útil de los componentes utilizando la Ecuación de Arrhenius en muchos casos causando deliberadamente Fallas tempranas a temperaturas elevadas. Esto lleva a una vida predecible del componente en condiciones más benignas.

Estoy totalmente de acuerdo con Olin en que debe rechazar estas unidades, ya que la confiabilidad de la unidad está garantizada para ser baja en los extremos de voltaje especificados por el proveedor, incluso si sobreviven a la sobrecarga.

Un diseño adecuado nunca permitirá un esfuerzo excesivo de una parte, aunque hay partes diseñadas deliberadamente para resistir el corto plazo eventos de impulsos y se encuentran a menudo en los circuitos de protección contra descargas atmosféricas y ESD.

[Actualización] Es posible, como comenta Supercat, que este sea un PTC, como este serie

La única forma en que el circuito tiene sentido es que la resistencia de 820 ohmios es una resistencia limitadora de corriente . Funciona juntos con la resistencia de colector de la etapa de conducción anterior. El voltaje del colector del controlador puede ser de 24 V, pero si su resistencia de colector es de 1 kohm, entonces la corriente a través del 820 solo será de aproximadamente 12 mA y la pérdida de potencia será de aproximadamente 118 mW.

Esto muestra que este circuito no debe usarse con colector abierto ¡controladores de entrada!