繞線電阻器用于各種應(yīng)用，特別是作為需要耗散大量功率的功率電阻器。

顧名思義，繞線電阻器由纏繞在非導(dǎo)電材料前身的電阻線組成。通常電阻線是絕緣的，因此相鄰的電線不會(huì)短路在一起。

繞線電阻器是電氣科學(xué)早期制造的最早的電阻器類型之一，然后是無線電阻器。在許多應(yīng)用中，它們被碳電阻器、金屬氧化物和金屬膜電阻器疊加。然而，今天，導(dǎo)線電阻器仍被用作許多應(yīng)用的首選電阻器。

什么是繞線電阻器？

繞線電阻器是最早使用的電阻器形式之一。多年來，繞線電阻器的基本結(jié)構(gòu)變化不大。

電阻器由纏繞在中心磁芯或成型器上的電阻線構(gòu)成，通常由陶瓷制成。

繞線電阻器的基本構(gòu)造概念

纏繞后，將端蓋壓在鐵芯上，并將電阻絲焊接到其上以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕佑|。最后，組件被封裝起來，以保護(hù)其免受潮濕和物理損壞。

繞線電阻器的結(jié)構(gòu)意味著它們可以承受高溫，因此在許多情況下它們被用作高功率電阻器 - 但請(qǐng)檢查額定值以確保它們具有足夠的高功率應(yīng)用。

繞線電阻器的電阻由多種因素決定：

電阻絲長(zhǎng)度

電阻絲直徑

電阻絲的電阻率

為了給出所涉及的數(shù)字，一根 30 米長(zhǎng)的小直徑銅線可能只有幾歐姆的電阻。相比之下，使用一些電阻絲（一種流行的類型是鎳鉻）可以制成只有 30 厘米長(zhǎng)的電阻絲。這使得在電子電路中使用的典型成型機(jī)上纏繞變得可行。

如果需要公差嚴(yán)格的導(dǎo)線纏繞電阻器，則選擇的電阻線可以具有較低的電阻，使導(dǎo)線更長(zhǎng)，并使其長(zhǎng)度可以更精確地切割為總長(zhǎng)度的比例。如有必要，可以單獨(dú)調(diào)整電阻。

繞線電阻器有多種封裝，其中許多特別適合功率電阻器應(yīng)用 - 有些封裝在陶瓷封裝中，而另一些則采用金屬封裝，可以用螺栓固定在金屬底盤或其他形式的散熱器上。

繞線電阻器特性

盡管線電阻器的使用不如其他類型的電阻器（如SMT電阻器和引線金屬膜電阻器）廣泛，但它們是某些特定電子領(lǐng)域的重要組成部分，而其他類型完全不適合或性能不佳。

因此，導(dǎo)線電阻器因其特性而被用于許多關(guān)鍵領(lǐng)域：

大功率應(yīng)用：繞線電阻器可以耗散大量功率。當(dāng)耗散水平超過一瓦左右時(shí)，繞線電阻器就會(huì)發(fā)揮作用。他們的技術(shù)不僅使它們能夠承受高功率水平，而且它們可以設(shè)計(jì)成用螺栓固定在散熱器上，以便它們可以安全地散熱 - 有些額定功率高達(dá)2.5kW。

非常高的公差應(yīng)用：電線電阻器使用電阻絲這一事實(shí)意味著它們可以非常精確地制造 - 有些電阻器的初始公差低至 0.005%。這對(duì)于測(cè)量?jī)x器等應(yīng)用非常有用。

需要高溫穩(wěn)定性：導(dǎo)線電阻器不僅可以非常精確地制造，而且還具有非常高的溫度穩(wěn)定性，尤其是與其他類型的電阻器相比。所使用的電阻絲可以制成具有非常低的電阻溫度系數(shù)，這導(dǎo)致最終電阻具有較低的TCR。材料科學(xué)的進(jìn)步使 TCR 值低至 5 - 10 ppm / °C 的器件成為可能。 這取決于用于電阻絲的金屬或合金。

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：繞線電阻器的另一個(gè)關(guān)鍵特性是其長(zhǎng)期穩(wěn)定性。所有電阻器的值都會(huì)隨時(shí)間變化，但繞線電阻器的變化很小。通常達(dá)到 15 到 50ppm/年的數(shù)字，因?yàn)樗鼈兪怯梅€(wěn)定的材料制成的。

吸收脈沖的能力：與某些形式的電阻器不同，繞線電阻器能夠很好地承受高壓脈沖。它們的高熱質(zhì)量和電阻器中導(dǎo)線的彈性意味著它們能夠在短時(shí)間內(nèi)吸收遠(yuǎn)高于其平均額定值的能量水平，而不會(huì)受到損壞或電阻變化。

需要定制要求的地方：繞線電阻器的制造方式意味著，制造具有客戶根據(jù)特定要求精確指定的電阻的定制設(shè)備相對(duì)容易。

低噪聲應(yīng)用：由于使用電阻絲而不是其他材料，這些電阻器是可用的電流最低的噪聲電阻器之一。

繞線電阻器的種類

Wirewould 電阻器可用于各種不同的應(yīng)用，通常這些應(yīng)用屬于電阻器結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生變化的一些主要類別。

精密電阻器：精密繞線電阻器用于許多不同的應(yīng)用。它們可用于測(cè)試儀器等項(xiàng)目，甚至可以用作萬用表，以及測(cè)量橋、校準(zhǔn)設(shè)備和自動(dòng)對(duì)焦衰減器等。對(duì)于這些應(yīng)用，功耗不是問題，因?yàn)閷?duì)于這些應(yīng)用，電流和電壓水平很小。

電阻器還需要一個(gè)低溫度系數(shù)，電阻必須很低，可能為5 ppm/°C。 長(zhǎng)期穩(wěn)定性也應(yīng)該很低，可能低于每年 40 ppm。有了這樣的數(shù)字，可以選擇±0.01%的基本電阻容差水平。這樣的數(shù)字意味著電阻器將長(zhǎng)時(shí)間保持所需的電阻。

功率電阻器：繞線電阻器的主要主要用途之一是用于電源應(yīng)用。功率范圍可達(dá) 1 kW 或 2.5kW。有幾種類型，可以按其包裝和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類：

硅樹脂封裝：這些封裝格式往往用于低功率電阻器。它們結(jié)構(gòu)緊湊，仍然可以承受高溫：通常高達(dá) ~300°C，但通常明智的做法是不要將它們推向極限。

玻璃琺瑯涂層：多年來，這種涂層一直被廣泛用于電力繞線電阻器。這些電阻器通常額定工作溫度高達(dá) ~400°C，但在大多數(shù)電子設(shè)備中，這些溫度是不可取的！該涂層在較低溫度下絕緣良好，但隨著溫度上升到范圍的高端，它的絕緣效果較差。這些電阻的電阻值范圍為~1Ω至~10kΩ左右。

鋁制表殼：這種類型的結(jié)構(gòu)用于最高功率水平。電阻器具有帶有硅樹脂涂層的陶瓷芯，然后將其包含在鋁型材中，該鋁型材經(jīng)過陽極氧化處理（通常是金色），以確保良好的電絕緣并鈍化表面。電阻器的鋁制外殼通常帶有輕微的鰭片，并且能夠用螺栓固定在散熱器上。內(nèi)部結(jié)構(gòu)還設(shè)計(jì)為盡可能多地將熱量傳導(dǎo)到鋁制外殼。這種類型的電阻器具有廣泛的電阻值范圍。

繞線電阻線

正如預(yù)期的那樣，導(dǎo)線中使用的導(dǎo)線將電阻器控制其許多特性。使用不同的材料制成的導(dǎo)線具有不同的電氣性能：電阻率、電阻溫度系數(shù)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、最高工作溫度等。

材料的選擇很重要，因?yàn)檎_的電阻線將使電阻器在給定角色下獲得最佳性能。

許多導(dǎo)線材料都有熟悉的名字，因?yàn)樗鼈兌嗄陙硪恢北挥米麟娮杞z的形式，因此用于繞線電阻器。

使用的電線通常是銅合金、各種不同的鐵合金、鎳鉻合金、銀合金和鎢。

繞線電阻電感和電容

繞線電阻器非常適合低頻和直流操作，但隨著工作頻率的升高，電感和電容的影響變得更加明顯。

電感產(chǎn)生于電阻器實(shí)際上是電阻線的線圈，并且正在影響電感器。電容發(fā)生在線圈的不同匝數(shù)之間，等等。

當(dāng)工作頻率上升到100kHz左右時(shí)，這些影響可能會(huì)變得很大，并改變電路的運(yùn)行。

通常，繞線電阻器作為普通線圈纏繞在陶瓷成型器上，這對(duì)于大多數(shù)類型的操作來說已經(jīng)綽綽有余了。但是，如果需要低電感和電容，可以使用其他方法來減少電感和電容，但不能消除電感和電容。

可以采用以下方法來降低電感：

雙線繞組：可以采用的一種方法是使用雙線，即兩條單獨(dú)的線一起運(yùn)行。然后可以在遠(yuǎn)端連接這些。這個(gè)概念是，通過以這種方式將兩根電線連接在一起，電流將沿完全相反的方向運(yùn)行，并且磁場(chǎng)將抵消。雖然不完美，但它顯著降低了電感，但是當(dāng)兩根導(dǎo)線靠近時(shí)，不需要的電容會(huì)增加。

Ayrton-Perrry繞組：這是一種不尋常的繞組形式。當(dāng)導(dǎo)線進(jìn)入電阻線圈時(shí)，它一分為二，一半在一個(gè)方向上纏繞，另一半在相反的意義上纏繞。通過以這種方式繞組，導(dǎo)線的排列使電流沿相反方向流動(dòng)，從而降低電感。此外，導(dǎo)線不會(huì)像雙線繞組那樣彼此并排運(yùn)行，因此幾乎沒有增加 e 電容。

自感和電容始終是繞線電阻器的一個(gè)問題。因此，它們很少用于在高頻或無線電頻率下使用的應(yīng)用。只有當(dāng)它們用于不承載RF的電路部分時(shí)，它們才會(huì)被使用。專業(yè)的上鏈技術(shù)往往只作為最后的手段使用。如果電阻兩端存在高頻，則最好使用不同的電阻技術(shù)。

繞線電阻器被廣泛使用。它們特別用作需要耗散更大功率水平的高功率電阻器。它們廣泛用于許多電源應(yīng)用;它們不僅在物理上比許多其他類型的電阻器大，而且具有導(dǎo)線和陶瓷成型器，因此它們比更廣泛發(fā)現(xiàn)的其他類型的電阻器更適合作為高功率電阻器。

不幸的是，它們的結(jié)構(gòu)意味著它們比通常使用的更小的電阻器貴得多。

繞線電阻器也用于需要非常小的公差和高溫穩(wěn)定性的場(chǎng)合。導(dǎo)線通常比許多其他類型的電阻器具有更好的電阻溫度系數(shù)，盡管現(xiàn)在許多電阻器都非常好。

審核編輯：黃飛