电子说
你对电阻真的足够了解吗?
工程师在进行电路设计时,不可避免的要对器件做选型,电阻是工程师应用最多的电子元器件,可能大家都觉得,不就是一个电阻嘛,在电路中起到限流的作用,还能有啥。。。。。。。在这里,我们先抛出一个问题。
例如,已知电阻消耗功率为0.7W,在选择器件的时候,仅仅知道应该选择容量为 1W的电阻是不够的。还应该知道,线绕器件可承受的脉冲功率要远大于1W。因此,如果电阻只在很短的时间承受0.7W的功率,就没有必要选用1W的电阻。但是,怎样才能知道0.5W的电阻可以承受多长时间的0.7W功率的脉冲呢?
在电源电路中,我们所应用的器件多多少少都会面临这种情况,当我们面临这个问题,怎么去搞定它呢,去找老工程师要点经验?授人以鱼不如授人以渔,今天,我们就来聊一聊电阻不常见的一面。
1.阻值
可以用在PCB板上的电阻都有一个实际的最大阻值,这一点要说明。使用阻值特别大的电阻可能存在问题,因为电路板上处于不同电位,物理特性很接近的任意两点之间存在着漏电流。在较严重的情形下,漏电流可等效为一个1MΩ~10MΩ的电阻。因此,如果想在电路中放置一个100MΩ的电阻,而这个电阻又与这个漏电流相并联的话,那么最终得到的是阻值只有1MΩ或10MΩ的电阻,而不是100MΩ的电阻。平时使用的运算放大器反馈电路就存在这种问题。
实用提示:尽量避免使用超过10MΩ的电阻,除非已经采取了特别的预防措施。
2.电阻的类型
市场上常用电阻的类型:
应用场合的简单划分:
碳膜电阻---用金属膜电阻代替;金属膜电阻---通用型,可用于大多数场合;
线绕电阻(有感)和变阻器---用于负载电阻;线绕电阻(无感)---用于高频场合,如开关波形;低阻值采样电阻---用于检测大电流;PCB走线---用于电流检测(当成本要比精度要求高时)。
3.精度
市场上常用电阻的精度:
不好意思,请把脑袋歪着看!!!
当我们面临降成本问题时,不禁会自问,真的需要0.1%那么高精度的电阻吗?用个1%的不香吗?对于这个问题大家就不用费脑子了,除非需要电阻的数目多达几百万个,否则0.1%精度的电阻和1%精度的相比,成本差异是非常小的。整个电路中,任何其他元器件上的改变带来的成本变化,要远远大于通过改变电阻精度引起成本变化。此外,选择精度为0.1%的电阻可能实现具有更高精度的输出电压,何乐而不为呢。
4.最大电压
实际应用的电阻都有一个能够承受的最大电压值,这一点要说明。并且这个值并不总是由功率消耗来限制决定,其中贴片电阻电压限制问题尤其严重。常用贴片电阻的功率和耐压:
5.额定功率
电阻的功率要降额使用,要保证器件的可靠性,虽然器件资料上表明1/4W的电阻,但是满载使用会使得电阻变得非常热,会加速器件的老化,同时在过热的时候,电阻还会散发出难闻的气味,阻值也会发生较大的漂移。
另外有一点,就是脉冲功率。在短时间内给电阻施加全额定功率或者高功率没有太大的影响,只要平均功率满足额定功率的降额使用即可,当然,也要满足器件的峰值脉冲功率要求。
6.低阻值采样电阻
采样电阻需要着重考虑的是其寄生电感。例如,一个100A的采样电阻,假定流过全电流时产生的压降为100mV。很显然,此时采样电阻等效为一个100mV/100A=1mΩ的电阻。但是,采样电阻器件会有寄生电感,假设寄生电感1nH。因此,在频率为f=1mΩ/(2π*1nH)=160kHz的地方,该器件的传递函数有一个零点。对采样电阻,只有两个办法可以减小电感:一是选择压降更高的采样电阻,另一个办法是采样电阻并联来减小电感。
7.PCB布线电阻
PCB布线是一片铜膜,因此它有一定的电阻。有时,对变换器进行过电流限制时,并不需要非常精确的电流值检测。一段连接线可能就可以胜任这个工作。连接线非常方便,没有任何的附加损耗,成本也很低。
实用提示:布线电阻可以近似地由下式确定:
(1盎司铜)
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