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Jun 21, 2024

Effet des impulsions haute tension sur les résistances

Les résistances à composition de carbone fonctionnent très bien dans des conditions pulsées, mais deviennent difficiles à obtenir. Les résultats de tests effectués sur plusieurs résistances à film modernes utilisant des impulsions haute tension sont présentés.

Les résistances à composition de carbone fonctionnent très bien dans des conditions pulsées, mais deviennent difficiles à obtenir. Les résultats de tests effectués sur plusieurs résistances à film modernes utilisant des impulsions haute tension sont présentés. Pour les cas testés, les résistances ont bien fonctionné, sans dommage. La figure 1 montre la configuration de test. Des impulsions haute tension d'une durée d'environ 100 ns ont été appliquées à partir d'un simulateur ESD Mini-Zap en mode décharge par contact et d'un générateur d'impulsions haute tension Fischer Custom Communications TG-EFT. La forme d'onde TG-EFT simule les transitoires électriques rapides, EFT, trouvés sur les lignes électriques. La forme de l'onde est similaire à celle de l'ESD mais sans le pic principal.

Figure 1 : Configuration de test comprenant le simulateur ESD Mini-Zap et le générateur d'impulsions haute tension TG-EFT

Les résistances à composition de carbone sont les résistances de choix pour les applications pulsées mais deviennent difficiles à trouver, notamment dans les magasins d'électronique. J'ai besoin d'une réserve de résistances qui ne seront pas endommagées par les formes d'onde ESD ou EFT, j'ai donc décidé de tester plusieurs résistances dans un magasin d'électronique local.

Plusieurs résistances à film métallique et à film de carbone allant de 51 Ohms (un Watt) à 4 700 Ohms (1/2 Watt) ont été testées. La figure 2 montre une résistance à film de carbone de 51 ohms et 1 watt connectée au Mini-Zap pour les tests. Une résistance à film métallique de 51 ohms 1 watt, une résistance « à film » de 470 ohms 1/2 watt, une résistance « à film » de 1 000 ohms 1/2 watt et une résistance « à film » de 4 700 ohms 1/2 watt ont également été testées. Le générateur TG-EFT a été utilisé jusqu'à 2000 Volts suivi du Mini-Zap à 10 000 Volts.

Figure 2 : Résistance de film de 51 ohms sollicitée par le simulateur ESD

La figure 3 montre trois des résistances testées, notamment une résistance à film métallique de 51 ohms et 1 watt, une résistance à « film » de 4 700 ohms et 1/2 watt et une résistance à film de carbone de 51 ohms et 1 watt. Les résistances de 51 Ohm transportent plus de courant de crête provenant du Mini-Zap ou du TG-EFT, mais la résistance de 4 700 Ohm subit plus de tension. Il n’était pas clair avant le début des tests lesquels seraient les plus susceptibles d’être endommagés. Dans le passé, j'ai pu détruire des résistances de 1 mégohm utilisées dans le contrôle ESD en utilisant un simulateur ESD réglé sur des tensions de l'ordre de 10 kV. Étonnamment, toutes les résistances ont survécu à plusieurs dizaines d'impulsions sans changement de résistance mesurée. sur un multimètre numérique précis capable de détecter un changement de 1 Ohm sur 1000 Ohms. Cela est probablement dû au fait qu'il s'agissait toutes de résistances à 5 % et qu'en tant que telles, elles n'étaient probablement pas découpées au laser. Les résistances découpées au laser à 1 % ne survivent souvent pas aux impulsions de valeur de crête élevée, car le courant se concentre autour de la fin de la découpe laser et la résistance présente un changement cumulatif sur de nombreuses impulsions se terminant souvent par un circuit ouvert ou parfois même un court-circuit. Le résultat aurait également probablement été différent si des impulsions de foudre simulées de 6 kV avaient été utilisées, car ces impulsions sont mesurées en dizaines et centaines de microsecondes. Les impulsions de plus longue durée, telles que les impulsions de foudre, sont beaucoup plus susceptibles d'endommager les résistances.

Figure 3 : Résistances de test (de gauche à droite : résistance à film métallique 1W-51 Ohm, résistance « film » 1/2W-4 700 Ohm et résistance à film de carbone 1W-51 Ohm)

Résumé

Toutes les résistances testées ont survécu à plusieurs dizaines d'impulsions à 10 000 volts provenant d'un simulateur ESD Mini-Zap. Cela suggère que les résistances à film modernes dans des valeurs allant jusqu'à 4 700 Ohms et des niveaux de puissance aussi faibles que 1/2 Watt qui ne sont pas découpées au laser conviennent pour une utilisation dans des applications où elles sont exposées à des contraintes ESD et EFT. Pour être sûr, vous devez vérifier toutes les résistances que vous envisagez d'utiliser de cette manière avec un simulateur ESD, car les résistances courantes ne sont pas spécifiées pour une telle utilisation.

Équipement lié à cette information technique :Générateur d'impulsions haute tension Thermo Scientific Mini-Zap ESD SimulatorFischer Custom Communications TG-EFT

Pour plus d'informations techniques, veuillez visiter le site de Doug, http://emcesd.com.

M. Smith a donné des conférences à l'Université d'Oxford, à l'Université de Californie à Santa Barbara, à l'Université de Californie à Berkeley, à l'Université Vanderbilt, à AT&T Bell Labs et à l'échelle internationale lors de nombreux séminaires publics et privés sur les mesures haute fréquence, la conception de circuits, l'ESD et la CEM. Il est l'auteur du livre Mesures à haute fréquence et bruit dans les circuits électroniques. Son site Web très populaire, http://emcesd.com (www.dsmith.org), attire chaque mois plusieurs milliers de visiteurs qui consultent plus de 150 articles techniques ainsi que d'autres fonctionnalités.