電阻器自發熱的計算是一個非常基本的概念
，但很多工程師對它並不熟悉，或經常被他們忽略。

 

在闡述最近設計的高精度電阻式溫度檢測器 (RTD) 采集係統的原理時
，意識到了它的重要性。對於圖 1 中的簡化設計，需要考慮信號路徑中電阻器自發熱引起的誤差，才能防止它們所導致的不希望出現的誤差級。

圖 1：簡化的比率計 RTD 係統

 

該設計針對比率計測量設計，因此模數轉換器 (ADC) 的最終轉換結果直接取決於參考電阻器 RREF的絕對值。由於 RREFshangyoujilidianliujingguo，yincitahuixiaohaodianyuanbingfare

，congerkeyinqidianzubianhua，yingxiangxitongjingquedu。ciwai，dianzuqizifareyingxiangzaidianliuganyinghuogonglvceliangdengzhongduoqitayingyongzhongyehenzhongyao，qiqujueyudianzuqijueduizhi，yinweizaidianzuqixiaohaodianyuanshitakenenghuigaibianzuzhi。

 

電阻器的溫度係數（或 TC）規定了電阻器溫度變化時電阻的變化範圍。電阻器 TC 的單位一般是每攝氏度百萬分之一（ppm/°C）。一個 1% 電阻器具有大約 +/-100ppm/°C 的 TC，而高精度金屬箔電阻器則提供不足 0.1ppm/°C 的 TC。

 

公式 1 和 公式 2 是溫度從 25°C 到 125°C 變化時
，如何使用電阻器 TC 規範計算 1kΩ、±100ppm/°C 電阻器阻值 ΔRTC 變化的實例。

一般來說
，較小表麵安裝組件（0201、0402、0603 等）在功率耗散方麵效率較低，因此具有極高的自發熱係數 θSH
，有時高達 1000°C/W 以上！這些較小電阻器的額定功率級通常小於 0.1W，但其溫度會隨功率耗散極其快速地變化。

公式 3 可計算功率耗散所引起的電阻器溫度增加量 ΔTSH。公式 4 將 ΔTSH 插入公式 1 替代 ΔT
，以確定 100°C/W 適度自發熱和 0.5W 功率耗散情況下自發熱所引起的電阻變化。

盡管電阻器產品說明書中通常不提供自發熱係數
，但通常都包含功率額定值下降曲線，您可通過該曲線反向計算出自發熱係數。

 

功率額定值下降曲線可在不超過最大指定溫度情況下，針對環境溫度規定電阻器的最大功耗。圖 2 是 0.5W 電阻器的電阻器功率額定值下降曲線實例。

圖 2：0.5W 電阻器的功率額定值下降曲線

 

您可以從圖 2 的曲線中輕鬆確定最大工作溫度 TMAX，也就是在額定耗散等於 0% 時 x 軸上的值。在所示實例中，最大工作溫度是 150°C。

 

另外，電阻器也不可能在 100% 額定耗散 (TMAX_PWR100%)
、85°C 下工作。您可通過該溫度、最大工作溫度以及電阻器的功率額定值計算出針對 θSH 的值，如圖 5 所示。

您現在可憑借計算得出的自發熱係數確定熱增加量，從而可使用公式 3 和公式 4 計算功率耗散所引起的電阻變化。因此，您可根據電阻變化確定對最終係統精度的影響。

 

因此下次再設計需要高精度電阻器值的係統時，一定要考慮電阻器自發熱因素！