Usando resistencias a su potencia nominal

Una resistencia alcanzará un equilibrio térmico cuando la energía disipada sea igual a la energía drenada al medio ambiente. Para drenar el calor al ambiente, la temperatura de la resistencia debe ser más alta que la del ambiente; cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más calor fluirá. Así que la resistencia puede disipar más energía a bajas temperaturas ambientales. La potencia nominal se puede especificar a 25 ° C y reducir a temperaturas más altas. Estas resistencias de chips de película gruesa se reducen a partir de 70 ° C, como muestra el siguiente gráfico:

Por lo tanto, un 100mW 0603 aún puede disipar estos 100mW a 70 ° C, pero no debe disipar más de 50mW a una temperatura ambiente de 100 ° C.

La hoja de datos no ofrece sugerencias sobre el diseño de cobre (patrones de tierra y anchos de trazado) que influirán en el calor conducido. (La convección será baja para los SMD y la radiación será casi cero; la temperatura es demasiado baja para eso). Puede ser tentador tener una gran cantidad de cobre conectado a una almohadilla, pero asegúrese de que esto no cause problemas en la soldadura.

Puede encontrarse con el término 'reducción' en esta situación. Por ejemplo, una resistencia de 250 mW incorporada en un diseño para disipar 200 mW se reduce en 50 mW. Por lo general, deja al menos un poco de margen porque la resistencia real de una resistencia puede alejarse de su valor establecido cuando se calienta demasiado y, por lo general, se calentará de manera apreciable si la opera a la potencia máxima especificada.

La cantidad de reducción requerida en un diseño tiene todo que ver con la disposición física del circuito; su caja, ya sea que haya flujo de aire (o algún otro refrigerante), qué tan cerca están los componentes y, por supuesto, también la disipación de potencia esperada de todas las otras partes del circuito. Esto se denomina comúnmente 'análisis térmico'.

La respuesta real está en la hoja de datos, por supuesto, pero generalmente la potencia nominal de una resistencia de este tipo es para aire en calma a una temperatura específica, generalmente de 25 ° C.

Puede usar la resistencia a su potencia nominal solo si puede garantizar las condiciones. Por ejemplo, si se trata de una junta abierta en una situación de oficina, probablemente sea factible. Si está en una pequeña caja cerrada o si hay otras cosas que disipan un poder significativo en la misma caja, entonces es probable que no pueda cumplir con la especificación de 25 ° C. Si la caja tiene un ventilador y se utilizará en un entorno de oficina, es probable que pueda hacerlo.

Si el circuito tiene que funcionar al aire libre sin ningún tipo de enfriamiento activo, no se puede garantizar la especificación de 25 ° C. En ese caso, tiene que buscar en la hoja de datos nuevamente y ver cuánto tiene que reducir la especificación de potencia. La hoja de datos debe proporcionar una curva de reducción o una ecuación, como la reducción de 2 mW por grado C, por ejemplo. Digamos que esta unidad tiene que funcionar prácticamente en cualquier lugar al aire libre, por lo que es posible calcular temperaturas del aire de hasta 125 ° F, que llegan a 52 ° C. Ahora agregue cualquier aumento de temperatura en la caja en comparación con el exterior debido a la disipación. Digamos que son otros 10 ° C, por lo que ahora la resistencia puede ver hasta 62 ° C. Agregue un poco más para posiblemente sentarse al sol, así que quizás lo llamemos 75 ° C. Así que ahora tiene 75 ° C - 25 ° C = 50 ° C por encima del nivel de potencia total. A 2 mW por ° C, eso significa que tiene que reducir la capacidad de potencia de la resistencia en 100 mW. Entonces, en este ejemplo (solo inventé estos números, vea la hoja de datos para los valores reales) un resistor de "1/4 vatios" solo se puede usar a 150 mW.

Además de todas las buenas respuestas, cuando se obtiene un valor de potencia aceptable, desclasifica un poco más si te importa la vida.

Los valores de disipación para los componentes SMD a menudo tendrán una o más notas relacionadas. Estos pueden decir, por ejemplo,
 1. "aire libre" / 2. montado en un PCB FR4 de doble cara con al menos 4 centímetros cuadrados de cobre / 3. cuando se enfría por la salida de la presa de Boulder a mediados del invierno o similar. El calor que se hunde en trazas de cobre de 0,5 mm y plano en la PCB es probablemente el peor de los casos de enfriamiento. Reducir a una fracción del valor calculado después de que se consideren otros factores "probablemente sea prudente".

La ejecución térmica de cualquier componente "al límite" puede hacer que sus días sean menos largos en la superficie de la tierra.

Por lo general, ejecutar en un 50% del valor máximo permitido en una situación dada no es un problema importante. Si necesita correr a la máxima disipación, pregúntese qué tan seguro está de que este es el máximo que jamás verá.