Finalidade de 2 resistores seriais no divisor de tensão

No esquema / imagem abaixo, qual é o objetivo de 2 resistores seriais para divisor de tensão? Temperatura, fuga térmica, ações, preços ou algo mais?

Obrigado.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Normalmente, isso é feito para atender aos requisitos de confiabilidade de segurança.

Ao operar a partir de uma alta tensão perigosa, um circuito precisa ter proteção de ponto único de falha (SPOF) para atender às aprovações de segurança, como CE. Especificamente, uma voltagem perigosa é geralmente superior a 50 Vac ou 120 VDC, mas o requisito está estabelecido nos padrões nos quais o equipamento deve ser aprovado. Isso certamente se aplica aos seus 400 VCC aqui.

Projetar para o SPOF significa que o efeito de uma falha de um único componente terá no circuito precisa ser considerado, para cada componente. Para SPOF, 'falha' significa que o componente falha em curto-circuito ou circuito aberto. Os componentes nem todos falham dessa maneira na vida real, mas é assim que é considerado no SPOF. O circuito não deve causar outros perigos, como incêndio, danos a pessoas ou super classificação de outros componentes, quando um único componente falhar dessa maneira.

Considerando o SPOF aqui, um resistor de série única de 400 V pode falhar em curto-circuito e fornecer 400 V no resistor de 1 K e na saída. Portanto, são utilizados dois resistores em série, para proteção no nível SPOF. Se um falhar em curto-circuito, o outro ainda deverá estar funcionando, pois estamos considerando um único ponto de falha.

Cada resistor sobrevivente deve ser classificado de acordo com a tensão e potência total com as quais teria de lidar. Portanto, aqui você precisaria de resistores de 1 M classificados para 400 V, mais a tolerância de sua fonte, mais uma margem de segurança (500 V ou superior?). E a potência precisa ser a mais alta tensão de alimentação de 400 V através de um único resistor de 1 M e 1 K, com redução de potência. Então, vamos olhar para dissipação de 160 mW e usar pelo menos um resistor de 320 mW, por exemplo, 1/2 W.

Em seguida, se 1 K falhar em circuito aberto, a impedância da fonte de 400 V a 2 M será entregue à sua saída. Portanto, isso precisa ser considerado também. Você pode usar um segundo resistor paralelo e fazer ambos os 2 K. Uma falha de qualquer um dos quatro resistores que você tem agora afetará a tensão de saída do divisor em potencial, de modo que isso deve ser permitido. Se apenas detectar a presença de 400 V, valores de resistores adequados permitiriam à saída acionar um transistor NPN ou comparador de tensão que funcionasse com qualquer uma das três tensões de saída causadas pelos três divisores possíveis (2M: 1K normalmente, 1M: 1K , 2M: 2K). Se você estiver tentando medir os 400 V, poderá adicionar um segundo e terceiro circuitos divisores idênticos e colocá-los em um circuito de votação majoritária para identificar a voltagem correta (duas das três voltagens quase a mesma).

Este pode não ser o motivo original pelo qual seu circuito aqui possui dois resistores em série; não conheço a aplicação nem seus requisitos. Mas é uma razão pela qual deveria.

Os projetos de confiabilidade, segurança e EMC costumam ser esquecidos nos projetos de circuitos por pura função. É uma abordagem de projeto muito boa considerar esses requisitos na própria concepção de um circuito, e não tentar adicioná-los mais tarde.

A maioria dos resistores, especialmente SMD (1210 ainda maiores), não são classificados para 400V.

Portanto, uma das possibilidades é que eles usaram 2 em série para dividir o requisito de tensão.

Embora existam resistores de classificação mais alta, existem outros fatores a serem considerados, como custo, disponibilidade, tempo extra necessário para obtê-los, um componente extra para colocar na máquina de escolher e colocar, etc. (ou seja, a maioria das casas PCBA terá 1M resistores padrão, mas provavelmente os de alta tensão). Portanto, considerando tudo, pode ser mais barato usar apenas dois padrões. Também oferece mais flexibilidade, caso os de alta tensão se esgotem, etc.

Considere também que, mesmo que você tenha 1210 resistores que podem tolerar 400V, as tolerâncias de fluência da placa de circuito impresso podem exigir distâncias maiores que o próprio resistor, portanto, é necessário um resistor maior ou mais de um.

A partir desta folha de dados da Panasonic.

A partir desta folha de dados Vishay .

$V^2/R$$(V/2)^2/(R/2) = V^2/2R$