SMD抵抗器を並列にスタックして、抵抗器ごとの電力消費を削減できますか？

数日前に製造のためにPCBを送りましたが、ひどいエラーに気付きました：5Vの電源でIR LEDに70mAを送る必要があるので、約70Ωの抵抗が必要になります。つまり、抵抗は350mWパワー。

SMD抵抗パッケージは0805です。問題は、このパッケージで最大125mWを消費するものしか得られないことです。digikeyから70ohm 125mW

したがって、この抵抗器の220ohmバージョンを3つ入手し、文字通りそれらを並列にスタックできますか？
誰もこれを試しましたか？

この状況で何ができますか？

抵抗値を修正する方法として、スタック型SMT抵抗を見てきました。しかし、電力定格を上げる方法としてはまだ見ていません。

2つのスタックされた抵抗は、実際には1つだけよりも多くの熱を放散できます。ただし、下側の抵抗器からの対流熱伝達は上側の抵抗器によって妨げられるため、スタックの電力定格は、個々の倍未満になり。$P_{stack of 2} < 2P_{individual}$

必要な電力定格は350mWです。通常、3つの125mW抵抗が必要です。より多くの抵抗器を使用する必要がある場合があります。

これは一回限りですか、それとも本番ですか？本番の場合は、ボードの変更を検討してください。

直列に2つ、垂直に立っていました。

垂直方向のスペースがある場合は、パッドのトゥームストーンスタイルの上に抵抗器を立てて、上部で結合することにより、2つの抵抗器を直列に配置できます。抵抗がボード表面からさらに離れているため、これはオリジナルの2つとおそらくそれ以上のワット数定格を持つ可能性があります。これに対処するには、ボードの銅への伝導による抵抗器ごとの冷却が少なくなり、これが重要な冷却経路となります。

ワイヤーブリッジを挟んで2つの抵抗器が互いに離れている場合、それぞれの抵抗器は、平らに横たわっているときよりもかなり多くの冷却空気にアクセスできます。

ヒートシンクを追加します。

スルーホールコンポーネントを使用して、これと同様のことを行ったところ、良い結果が得られました。

SMD抵抗器を使用したことは一度もありませんが、シムの銅線を端にはんだ付けすることで「アドホック」ヒートシンクを簡単に追加できます。これにより、電力定格が大幅に増加すると予想されます。

リード線が形成された0.5ワットのSFR16スルーホール抵抗を使用します。

0.5ワット定格のSFR16スルーホール金属皮膜抵抗器は、長さ3.2 mm x幅1.9 mmの本体長を持ち、電線を本体の下に戻すことができるので、抵抗器を任意の数に合わせて0805パッドに正しく適合するコンタクトを生成します。機械的状況に適した方法の。

例えば、抵抗器は垂直に立てることができるので、高さは約3.5mmであるか、パッドの上に水平に、または片側に出ています。

SFR16〜= "1308"は元の0805と比較していますが、リード線により、さまざまなパッドサイズや身体の向きに合わせて成形できます。

0805 = 0.080 "x 0.050" =〜2mm x 1.25mm

SFR16〜= 0.14 x 0.08 = 3.4 x 1.9 mm

（元々はフィリップス製）SFR16抵抗器は、一般的な1/8ワットのスルーホール部品とほぼ同じ物理サイズですが、定格は0.5ワットです。SFR16データシートはこちら -ボディ長3.2 mm

次の図は、SFR16の場合、身体とリードからの放射と対流が熱放散システムの重要な部分を形成することを示しています。リード線の長さが長くなると、PCBのマウントポイントの温度が低下します

抵抗器が消費できる定常電力の量は、その最大温度と、抵抗器が除去できる熱量によって決まります。2つの抵抗を積み重ねても、総面積はほとんど増加しないので、あまり役に立ちません。2つを隣り合わせに配置できる場合（両方がPCBに対して平らになるように）、それぞれは（ほぼ）全定格電力を消費できます。

しかし、70 mAが本当に必要なのか、それは100％必要なのか？これがIR通信用である場合、「信号オン」のデューティサイクルは50％以下になる可能性が高く、信号オン対信号オフの比率も50％を大きく下回ります。その場合は、最大ピーク電力を確認してください。

最終的に70 mA未満を使用する場合：IR出力が電流に対して線形であると仮定すると（データシートを確認し、そうでない場合があります）、表面上で同じ量のIR光を得る距離は正方形に対して線形です電流のルート、つまり70 mAを減らすと、20 mAに達するとsqrt（20/70）= 0.53だけ到達します

しかし：0.07 A * 5 V = 0.350W。これは、IR LEDで電力が消費されないことを前提としています。データシートを確認してください。ただし、IR LEDが約2V低下すると仮定します。これにより、抵抗器に0.07 A x 3 V = 0.210 Wが残ります。（そして、おそらくスイッチング素子、FET、バイポーラトランジスタにいくらかの低下があります。あなたのマイクロコントローラーに70mAをシンクさせようとしないでください！）

また、5/70 = 0.070ですが、この場合も抵抗によってすべての電圧が降下すると仮定しています。図面の表に戻って、シュハム！

これはうまくいくかもしれません。放散された熱は、抵抗の周囲の空気を介した対流と、PCBの銅へのはんだ接続を介した伝導を介して環境に排出されます。スタッキング抵抗器は対流を危険にさらしますが、伝導経路を介してより多くの熱が排出されるため、これについてあまり心配する必要はありません。そのため、端子に十分なはんだを塗布して、問題ないことを確認してください。
もちろん、このソリューションは手動での修正のみであり、本番環境では使用できません。