¿Por qué un diseñador de circuitos utiliza resistencias en paralelo?

Question

He estado revisando este esquema de ingeniería inversa de un cargador lipo estilo bmax6.

A mi entender, este circuito se utiliza para disipar el exceso de carga en una célula cuando se carga por equilibrio. El circuito utiliza una red de resistencias en paralelo como disipador de corriente (R146, R152, R158, R164, R174, R180). Parece que las 6 resistencias son 120, por lo que la red tiene una resistencia total de 20 (si he hecho bien los cálculos).

¿Por qué los diseñadores de circuitos/pcb elegirían esta configuración en lugar de una sola resistencia de 20? ¿Cuáles son los pros y los contras a tener en cuenta al hacer esto?

Answer 1

La disipación de energía será el motor.

• El uso de seis en paralelo permite utilizar resistencias estándar que pueden estar en stock.
• El uso de piezas estándar permite utilizar equipos de montaje automático.
• Perfil inferior.
• El calor se distribuye por una superficie mayor, lo que reduce las temperaturas máximas.
• Posibilidad de combinar para obtener un valor no estándar. El 20 Ω de tu pregunta no es un valor E12, por lo que probablemente no esté disponible en bobinado de hilo.
• Fiabilidad: si falla uno, el circuito puede seguir funcionando, pero es probable que se produzca un fallo en cascada.

¡Gracias a mis pequeños ayudantes de abajo!

Answer 2

Echemos un vistazo al pcb ...

Parece que han utilizado varias resistencias para disipar más potencia. Esto es bastante común, ya que varias resistencias de baja potencia pueden ser más baratas que una resistencia de alta potencia, especialmente si ya utiliza el valor en algún otro lugar del diseño, lo que significa que ya las tiene cargadas en la máquina pick and place, por lo que no tiene que cargar una bobina adicional sólo para las resistencias de potencia.

Además, varias resistencias pequeñas pueden repartirse en un área más grande, por lo que hacen menos de un punto caliente y obtener más refrigeración por aire. Si hay vías térmicas hacia el cobre utilizado como disipador térmico en el otro lado de la placa, al repartir las resistencias también se repartirá el calor en este disipador térmico de cobre.

Fíjate en el componente amarillo JK30 con orificio pasante situado justo encima de las resistencias. Es un fusible reajustable PTC. Cuando las resistencias lo calientan, su umbral de corriente de disparo disminuye. Tal vez se utiliza como un sensor de temperatura para evitar el sobrecalentamiento de las resistencias ... pero sólo detecta la temperatura de las dos filas superiores de resistencias.

Answer 3

Un punto adicional que nadie ha mencionado todavía: Redundancia

Si falla una resistencia de alta potencia, es probable que el circuito se vea afectado significativamente.

Si una de tus resistencias de 120 ohmios falla (y nada más lo hace) entonces la resistencia efectiva de 20 ohmios aumenta a 25 ohmios, no es un circuito abierto.

Por supuesto, la posibilidad de que falle un solo componente y no cause un trastorno general es baja, pero no imposible.

Answer 4

Las resistencias en paralelo, muy desequilibradas en valor, pueden servir para recortar. Si un 1% a 1.000 ohmios, entonces 1MegOhm en paralelo reducirá el total en un 0,1%.

Las resistencias en paralelo tendrán una superficie mayor, por lo que serán más vulnerables a las entradas de flujo del agresor del campo eléctrico.

Las resistencias en paralelo pueden tener más Planos subyacentes, a los que SE PUEDE VERTER CALOR a través del sustrato aislante de epoxi-fibra de vidrio. FR-4 tiene alrededor de 200X la resistencia térmica de cobre, pero las hojas delgadas (1/16 pulgadas, 1/48 pulgadas, etc) son la distancia de estos PCB.

Las resistencias en paralelo pueden ser necesarias para reducir la Distorsión Térmica, donde para el material de Audio (o música) las notas graves modularán en gran medida la RESISTENCIA y probablemente cambien la ganancia. Este cambio de ganancia se reflejará en los tonos altos, como bandas laterales de AM.

Lea el trabajo de Walt Jung sobre el dimensionamiento de las resistencias, para reducir la distorsión térmica que degrada los amplificadores de audio de potencia.

La constante de tiempo térmica de 1 centímetro cúbico de silicio (¿arcilla? ¿base cerámica de las resistencias?) es de 114 segundos.

La constante de tiempo térmica de 1 milímetro cúbico (aproximadamente el tamaño de una resistencia SMT) es 100 veces más rápida, 1,14 segundos.

La constante de tiempo térmica de un cubo de silicio de 100 micras (quizás del tamaño de una resistencia grande en la superficie de un circuito integrado) es 100 veces más rápida, 0,0114 segundos.

Answer 5

Para los tamaños de componentes típicos, E12 frente a E96 o la selección de componentes al 5% o al 1% supone muy poca diferencia, ya que el coste de colocación es mucho más significativo que el coste de la resistencia. Sin embargo, mientras que una bobina de 4000 piezas de resistencias de hasta 1206 cuesta unos pocos dólares, los precios suben muy rápidamente para los componentes más grandes, aunque el rendimiento no lo haga. Utilizar varios componentes pequeños es ventajoso porque reparte mejor el calor, pero para un producto de gran consumo el coste de fabricación es más significativo.