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電路設(shè)計中電阻的選擇及其作用

2015/5/29 13:09:47   廣州金升陽科技有限公司  供稿
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    摘 要:

    電阻在電子產(chǎn)品中是最常用的器件之一,基本上只要是電子產(chǎn)品,內(nèi)部就會存在電阻。電阻可以在電路中用作分壓器、分流器和負(fù)載電阻;它與電容器—起可以組成濾波器及延時電路;在電源電路或控制電路中用作取樣電阻;在半導(dǎo)體管電路中用作偏置電阻確定工作點(diǎn);使用特殊性質(zhì)的電阻如壓敏電阻、熱敏電阻實(shí)現(xiàn)防浪涌電壓、抑制沖擊電流,實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)等等。電阻是最普通的器件,同時也是電路中不可或缺的器件,選好用好電阻對產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行及使用可靠性是至關(guān)重要的。

    0引言:

    電阻的種類很多,普通常用的電阻有碳膜電阻、水泥電阻、金屬膜電阻和線繞電阻等;特殊電阻有壓敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻等。不同類型電阻其特性參數(shù)都有一定的差異,在電路使用時需要考慮的點(diǎn)也不一樣。對于剛接觸電路設(shè)計的工程師來說很可能會忽略電阻的某些特殊的參數(shù),導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性得不到保證。正確的理解電阻各個參數(shù)及選型的注意事項(xiàng),且全面的理解電阻在電路中起到的真正作用,才能夠從底層最基本的電路設(shè)計上保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性。

    1電阻的基本參數(shù):

    新接觸硬件電路設(shè)計的工程師,可能對電阻的第一印象就是物理書上描述的導(dǎo)電體對電流的阻礙作用稱為電阻,用符號R表示,單位為歐姆、千歐、兆歐,分別用Ω、KΩ、MΩ表示。主要關(guān)注的參數(shù)為1)、標(biāo)稱阻值:電阻器上面所標(biāo)示的阻值;2)、允許誤差:標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差,它表示電阻器的精度。而在電路的設(shè)計上,只關(guān)注這兩個參數(shù)是不夠的,還有兩個重要的參數(shù)必須要在設(shè)計當(dāng)中引起重視:額定功率和耐受電壓值,這兩個參數(shù)對整個系統(tǒng)的可靠性影響非常大。

    如電路中流過電阻的電流為100mA,阻值為100Ω,那么在電阻上的功率消耗為1W,選擇常用的貼片電阻,如封裝為0805或1206等是不合適的,會因電阻額定功率小而出現(xiàn)問題。因此,選擇電阻的額定功率要滿足在1W以上(電路設(shè)計選擇電阻的功率余量一般在2倍以上),否則電阻上消耗的功率會使電阻過熱而失效。

    同樣,耐壓值選擇不合適的情況下,也會因?yàn)殡娮璞粨舸┒鴮?dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計的失敗。舉個例子:AC-DC開關(guān)電源模塊在設(shè)計的輸入前端,根據(jù)安規(guī)GB4943.1標(biāo)準(zhǔn)的要求,在保證插頭或連接器斷開后,在輸入端L、N上的滯留電壓在1S之內(nèi)衰減到初始值的37%,因此,在設(shè)計時一般會采用并接一個或兩個MΩ級阻抗的電阻進(jìn)行能量泄放,而輸入端是高壓,即電阻兩端是要承受高壓的,當(dāng)電阻的耐壓值低壓輸入端高壓的情況下,就會產(chǎn)生失效。以下表一是常見SMT厚膜電阻的參數(shù),最終選型時還要和選購器件的廠家核實(shí)。

表一 常用SMT厚膜電阻

表一 常用SMT厚膜電阻

    注:只做參考,以最終選擇的廠家說明為準(zhǔn)

    2電阻在電路中的作用:

    2.1基本作用:

    電子工程師都學(xué)習(xí)過電阻的基本作用,即在電路中用作分壓器、分流器和負(fù)載電阻;它與電容器—起可以組成濾波器及延時電路、在電源電路或控制電路中用作取樣電阻;在半導(dǎo)體管電路中用作偏置電阻確定工作點(diǎn)等,對于這些作用,電路中應(yīng)用是非常多的,也是非常重要,就不做過多的描述。下面主要給大家介紹0Ω電阻及特殊電阻在電子電路設(shè)計中的作用及使用注意事項(xiàng)。

    2.2 0歐姆電阻在電路上的作用:

    相信有很多新電工,在看一些前輩設(shè)計的電子產(chǎn)品時會經(jīng)?吹诫娐飞洗嬖0Ω的電阻,為什么要設(shè)計這么一個電阻呢,直接畫板連一塊不就好了,還畫蛇添足干嘛?通過對資料搜索和整理,要點(diǎn)如下:

    1) 模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)接地

    只要是地,最終都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在壓差,容易積累電荷,造成靜電。地是參考0電位,所有電壓都是參考地得出的,地的標(biāo)準(zhǔn)要一致,故各種地應(yīng)短接在一起。人們認(rèn)為大地能夠吸收所有電荷,始終維持穩(wěn)定,是最終的地參考點(diǎn)。雖然有些板子沒有接大地,但發(fā)電廠是接大地的,板子上的電源最終還是會返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥,有四種方法解決此問題:1、用磁珠連接;2、用電容連接;3、用電感連接;4、用0歐姆電阻連接。

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