钢基电阻器功率大于陶瓷电阻器

陶瓷厚膜电阻器长期以来一直在电子应用中担当主力，但它依赖于易开裂或分层的脆性基板。有鉴于此，Bourns, Inc. 为需要高功率、热效率和机械坚固性的应用提供了一种钢基替代品。

陶瓷厚膜电阻器在出现开裂或分层之前都是可靠的，但在设备缩小、功率密度上升的情况下，开裂或分层风险大为增加。电路板挠曲、振动或热循环都会损害其性能和可靠性，从而导致现场潜在故障。

传统的陶瓷厚膜电阻器成本低廉，供应广泛，但其基板较脆，在苛刻的环境中可靠性较低。不锈钢提供了一种坚硬但稍具顺应性的基材，可以吸收组装过程中电路板弯曲、振动和搬运所产生的机械应力，降低开裂或分层的风险。

钢基厚膜 (TFOS) 电阻器为要求苛刻的高应力设计提供了一种机械坚固、热效率高的替代品，在这种设计中，即使是少量的电路板弯曲、振动或热循环也会导致陶瓷电阻器性能下降。

Bourns 于 2025 年年中推出了首款 TFOS 电阻器 TFOS30-1-150T（图 1）。用 TFOS 生产的元件具有卓越的热传导性能、高功率密度和强大的机械耐久性，因此适用于要求苛刻的应用。许多功率或高能量电路都有元件吸收、耗散和承受能量脉冲能力的限制，以免出现开裂、漂移或过早失效。

图 1：Bourns 的 TFOS30-1-150T 采用不锈钢基板，比厚膜陶瓷电阻器更可靠。（图片来源：Bourns 公司）

钢基板具有出色的散热性能，可改善功率耗散，在更小的封装中实现了更高的功率密度。在清洁后的不锈钢基板上涂敷一层高完整性介电层，以防止电能通过钢材传导。

通过将功率处理和稳健性转移到电阻器中，设计人员可以减少散热器使用、降低零件数量并提高现场可靠性。简而言之，根据 Bourns 的说法，设计人员无需额外的散热硬件，就能在更小的空间内实现更高的性能。

在 TFOS 元件制造过程中，使用丝网印刷工艺在介电层上绘制厚膜导体和电阻图案。每次通过后，材料都要在高温炉中烧制凝固，以确保粘附性和坚固的导电和电阻路径。最后，在导体和电阻器上覆盖一层保护性釉层，以提供机械保护、耐环境性以及与底层的电气绝缘。

高级设计考虑因素

TFOS 电阻器具有高功率和脉冲处理能力，外形紧凑小巧，可在苛刻条件下保持性能优势。这使得工程师能够在不影响外形尺寸的情况下，满足严格的可靠性和热管理要求。

TFOS30-1-150T 符合 AEC-Q200 标准，适用于汽车级应用，如电池储能系统、电机驱动器、逆变器、燃料电池汽车传感器板以及其他对高功率、热管理和机械坚固性要求极高的应用。

Bourns 在一份关于在燃料电池堆传感器板中使用该元件的应用说明^[1] 中强调，由于 TFOS 能够处理高功率密度，因此非常适合此类应用。它可以适应燃料电池汽车的预充电和放电电路，即使在变频运行情况下也能确保高效的能源管理。其低电感和严格容差确保了燃料电池堆内电压、电流和温度的精确测量。

TFOS30-1-150T 尺寸为 4.000 英寸长 x 2.756 英寸宽 (101.60 mm x 70.00 mm)，提供可定制端接选择，包括焊盘、推入式连接器、悬空引线和端接电缆。Bourns 称，这种平整坚固的钢基板可以制造成各种形状和尺寸，最大尺寸可达 406 mm x 406 mm，可适应各种定制布局，或直接安装在散热表面上。设计人员还可以指定其他欧姆值、电阻公差以及集成多个电阻器。

其阻值为 150 欧姆，公差为 ±10%，并进行了精度优化。安装在散热器上时，其额定功率为 260 W，而使用风扇冷却散热器时，额定功率可达 900 W，因此适合需要大量散热的应用。TFOS30-1-150T 具有 -55°C 至 +125°C 的扩展工作温度范围，据 Bourns 称，TFOS 可承受高达 350°C 的极高元件温度。

结语

TFOS 并非陶瓷电阻器的通用替代品，但在热裕度要求严格、可靠性至关重要或基板易碎构成风险时，它提供了一种战略性升级途径。通过重新设计基板，Bourns 将一个基础性的无源元件变成了一个更耐用、更耐热、适应性更强的现代电子元件。

资源

1. 应用说明：燃料电池汽车的有效监控、保护和能量传输解决方案