Основным параметром резистора является его номинал сопротивления. Не менее важным параметром резистора является предельная мощность, которую он может выдержать. Этот параметр в основном зависит от габаритов резистора и материалов, из которых он изготовлен. Большие габариты резистора увеличивают его площадь, и как следствие улучшают теплообмен с окружающей средой (обычно воздух). Более теплостойкие материалы позволяют резисторо работать при более высокой температуре, что увеличивает теплоотдачу резистора в окружающее пространство.
Мощность, выделяемую на резисторе при протекании тока, можно определить по следующей формуле:
С распространением полупроводниковой техники расчет мощности резисторов практически перестали выполнять, так как мощности, рассеиваемые на них стали меньше минимальной рассеиваемой мощности выпускающихся резисторов. В настоящее время ситуация снова изменилась. Широко стали применяться резисторы поверхностного монтажа (smd резисторы). Предельная допустимая мощность этих резисторов уменьшилась. Поэтому при расчете схемы электрической принципиальной снова приходится учитывать мощность, выделяемую на резисторе, и подбирать соответствующий типономинал размеров резистора поверхностного монтажа. Типовые значения мощности резисторов поверхностного монтажа (smd резисторов) приведены в таблице 1 Основные размеры резисторов поверхностного монтажа.
Иногда за счет конструкции smd резистора возможно рассеивать выделяющееся в процессе протекания тока тепло через его выводы. В этом случае печатная плата под резистором поверхностного монтажа должна иметь повышенную теплопроводность, тогда участок печатной платы под резистором поверхностного монтажа будет служить в качестве радиатора, рассеивающего дополнительное тепло. В многослойной печатной плате повышенную теплопроводность можно получить при помощи металлических полигонов под резистором поверхностного монтажа в ее внутренних слоях. На рисунке 1 приведен чертеж металлизированных площадок, предназначенных для отвода тепла от резистора поверхностного монтажа (smd резистора).
Рисунок 1. Дополнительные площадки для рассеивания мощности от резистора поверхностного монтажа (верхний слой)
Рисунок 2. Дополнительные площадки для рассеивания мощности от резистора поверхностного монтажа (внутренние слои и тыльный слой)
Подобная конструкция печатной платы может работать как металлический медный радиатор, отводящий тепло от резистора поверхностного монтажа (smd резистора) 1 см2 позволяет рассеивать около 1 Вт. Более точные расчеты отвода тепла ведутся через понятие теплового сопротивления. Тепловое сопротивление можно определить по следующей формуле:
где (Tj−Tp) — разница между температурой резистора и температурой точки пайки;
Pr — мощность, рассеиваемая на резисторе.
Тепловое сопротивление резистора является справочным параметром и его можно определить из спецификации изделия (datasheet).
Подобным же образом определяется и сопротивление между точкой пайки и печатной платой. График зависимости теплового сопротивления печатной платы приведен на рисунке 3.
Рисунок 3. Зависимость теплового сопротивления от площади металлизированных площадок на печатной плате
В ряде случаев для улучшения отвода тепла от участка печатной платы под smd резистором прикрепляется радиатор. Подобное решение приведено на рисунке 4
Рисунок 4. Дополнительный отвод тепла от резистора при помощи радиатора
Для мощных устройств были разработаны специальные резисторы поверхностного монтажа в корпусах TO220 и TO221. Данные корпуса резисторов позволяют рассеивать мощность до 1,5 Вт. Резисторы в корпусе TO220 можно монтировать на радиаторы для увеличения рассеиваемой мощности. В этом случае мощность, рассеиваемая резистором, в корпусе TO220 может достигать 50 Вт. Внешний вид мощных резисторов поверхностного монтажа приведен на рисунке 5.
Рисунок 5. Внешний вид мощных резисторов поверхностного монтажа
Подобные резисторы могут применятся в составе аттенюаторов, ослабляющих мощность сигнала радиопередатчика.
