关于电阻,相信小伙伴们已经熟知,像贴片电阻,可调电阻,插件电阻等等;接下来分享我自己工作中常用的贴片电阻应用知识和教训。
贴片电阻
对于贴片电阻,相信大家不陌生,工作中最常用的电阻就是贴片电阻。
那有的小伙伴就问了,电阻表面数字代表啥意思?
主要看是否包含字母R:
1.包含字母R:将R看作小数点;例如1R60阻值就是1.6Ω;R60阻值就是0.6Ω;
2.不包含字母R:这又分2种情况:
a.第一种是三位数字,例如151,阻值是15*10¹Ω,即150Ω;其他以此类推;
b.第二种是四位数字,例如5602,阻值是560*10²Ω,即56000Ω,5.6kΩ;其他以此类推;
那说到这又有疑问了,是不是每个贴片电阻表面都有数字咧?
答案当然是否定的,我们知道电阻也有不同封装:像0201,0402,0603等等;0402封装电阻就是一个分界线,其尺寸为0.4mm*0.2mm,如下图所示:0402封装以下包含0402封装,表面是没有数字标识的,为什么?按照我的理解:
一方面本身0402肉眼观察已经很小了,再在表面丝印更小的数字;那这个数字的意义是什么,是拿着放大镜一个个观察么;
另一方面在一个0.4mm*0.2mm的物体表面再丝印一个更小的数字,那么这个对加工要求就会更高,势必会造成成本增加,丝印不清晰;
电阻表面丝印数字就是一定是这个电阻的实际阻值么?
当然不是,这只是理想情况,实际由于厂家的制造工艺和电阻本身材料限制,导致电阻阻值和理想情况下有误差,这就有了市面上的不同误差的电阻;
那么对于误差,工作中采购元器件的我们并不陌生:
1.直接表示法:直接用%表示,例如±1%,±5%,±10%;
2.字母表示法:F(±1%),J(±5%),K(±10%);
在电阻的实践中也踩过一堆坑,随我一一道来:
贴片电阻实践教训
刚开始接触电路时,设计一个5V分压电路给3.3V供电单片机采集,无所畏惧;所以就用了5k和8K的电阻,整数值一看就好用,真实情况是这样么?下面我们来对比几种情况:
通过对图1和图2中电阻进行采购,我们发现图1中电阻犹如大海捞针,非常难找而且价格比较昂贵;反之图2中电阻电阻品牌非常之多,而且价格只要几厘钱;
为啥有这种区别?
为了电阻的方便管理,这些电子元器件厂家一起制定了电阻标准,也就是标称阻值,市场上应用最广的就是电阻E24标准;如下图所示:
5K和8K都不在E24标准内,为非标称电阻;而5.1K和8.2K为市场上活跃的标称电阻;所以在设计电路时就要考虑到用标称电阻,以免在原理图设计审核时闹笑话;记住最左边一列电阻值即可,后面以此类推。
那阻值我们确认了,选择标称电阻;
接下来看封装大小,我们用多大封装的电阻咧?
我们知道电阻封装大小受额定功率影响,不同封装电阻对应功率如下:
那么对于图3:我们可以计算出R3和R4在电路中的功率:
P(R3) = (U/R)²*R = (5V/(5.1+8.2))² *5.1W = 0.000721W;
P(R4) = (U/R)²*R = (5V/(5.1+8.2))² *8.2W = 0.001159W;
算到这里,小伙伴就说了0201封装额定功率为1/20W,即0.05W,远大于我们计算的 R3,R4功率;当然选择0201封装或者0402封装啦;真是这样么?
刚开始做硬件的我们肯定都吃过亏哈,电路板设计好后打样回来焊接,待拿到0201或0402封装就傻眼了,这玩意贼小,用镊子夹都费力;焊接也不好焊接,容易将焊锡完全覆盖住器件,直接粘走;相信初次焊接的小伙伴都吃尽了苦头;一个板子磕磕绊绊焊接好了,此时相信我们自信心已经被搞掉了一半;待通电后板子又出现了小问题, 此时大脑中会出现 :
我是不是元器件焊错位置了;我是不是哪个器件虚焊了;
我们此时会检查我们焊接好的电路板:
肉眼观察,但是,元器件已经这么小了,很难观测到哪里没有焊接,这是个耗时的事情;
我们想要知道某个位置电阻的阻值,但是器件表面没有丝印;万用表测量还不一定是实际电阻值;
相信到这里有的小伙伴已经心态爆炸,得折腾个1天;
我公司焊接和设计电路我包了,那没事,这个只有我自己知道,嘿嘿;但是有的公司有专门的焊接工,这里提醒不要让焊接工程师在背后骂娘;
所以我们要在满足器件额定功率前提下,选择带丝印的封装;这里我们可以选择0603或者0805封装都可以,如图2;
到这里有的小伙伴又说了,我板子就那么大,我咋用大封装,空间摆不下呀?
我们根据结构工程师给我们的板框,灵活选用适合封装;有的小伙伴又说0603也摆不下,针对这种情况我们可以前期调试板子选用大封装,板框根据元器件空间扩大;意思是我们先高效率的,可靠的将我们电路功能实现;待印证成功,后面再换成小封装;降低前期焊接和调试成本;
那这个分压到图2就结束了么,当然不是,大家可以考虑下为啥用图3电路?除了图3,这个电路还能优化么,大家可以在评论区讨论讨论;
另外,工作环境温度和电阻精度都对电阻应用场景有影响;
欲知后事,待下回分解。
谢谢大家阅读。
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