你對(duì)電阻真的足夠了解嗎?
工程師在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí),不可避免的要對(duì)器件做選型,電阻是工程師應(yīng)用最多的電子元器件,可能大家都覺得,不就是一個(gè)電阻嘛,在電路中起到限流的作用,還能有啥。。。。。。。在這里,我們先拋出一個(gè)問題。
例如,已知電阻消耗功率為0.7W,在選擇器件的時(shí)候,僅僅知道應(yīng)該選擇容量為 1W的電阻是不夠的。還應(yīng)該知道,線繞器件可承受的脈沖功率要遠(yuǎn)大于1W。因此,如果電阻只在很短的時(shí)間承受0.7W的功率,就沒有必要選用1W的電阻。但是,怎樣才能知道0.5W的電阻可以承受多長時(shí)間的0.7W功率的脈沖呢?
在電源電路中,我們所應(yīng)用的器件多多少少都會(huì)面臨這種情況,當(dāng)我們面臨這個(gè)問題,怎么去搞定它呢,去找老工程師要點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)?授人以魚不如授人以漁,今天,我們就來聊一聊電阻不常見的一面。
1.阻值
可以用在PCB板上的電阻都有一個(gè)實(shí)際的最大阻值,這一點(diǎn)要說明。使用阻值特別大的電阻可能存在問題,因?yàn)殡娐钒迳咸幱诓煌娢唬锢硖匦院芙咏娜我鈨牲c(diǎn)之間存在著漏電流。在較嚴(yán)重的情形下,漏電流可等效為一個(gè)1MΩ~10MΩ的電阻。因此,如果想在電路中放置一個(gè)100MΩ的電阻,而這個(gè)電阻又與這個(gè)漏電流相并聯(lián)的話,那么最終得到的是阻值只有1MΩ或10MΩ的電阻,而不是100MΩ的電阻。平時(shí)使用的運(yùn)算放大器反饋電路就存在這種問題。
實(shí)用提示:盡量避免使用超過10MΩ的電阻,除非已經(jīng)采取了特別的預(yù)防措施。
2.電阻的類型
市場(chǎng)上常用電阻的類型:
應(yīng)用場(chǎng)合的簡(jiǎn)單劃分:
碳膜電阻---用金屬膜電阻代替;金屬膜電阻---通用型,可用于大多數(shù)場(chǎng)合;
線繞電阻(有感)和變阻器---用于負(fù)載電阻;線繞電阻(無感)---用于高頻場(chǎng)合,如開關(guān)波形;低阻值采樣電阻---用于檢測(cè)大電流;PCB走線---用于電流檢測(cè)(當(dāng)成本要比精度要求高時(shí))。
3.精度
市場(chǎng)上常用電阻的精度:
不好意思,請(qǐng)把腦袋歪著看!!!
當(dāng)我們面臨降成本問題時(shí),不禁會(huì)自問,真的需要0.1%那么高精度的電阻嗎?用個(gè)1%的不香嗎?對(duì)于這個(gè)問題大家就不用費(fèi)腦子了,除非需要電阻的數(shù)目多達(dá)幾百萬個(gè),否則0.1%精度的電阻和1%精度的相比,成本差異是非常小的。整個(gè)電路中,任何其他元器件上的改變帶來的成本變化,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通過改變電阻精度引起成本變化。此外,選擇精度為0.1%的電阻可能實(shí)現(xiàn)具有更高精度的輸出電壓,何樂而不為呢。
4.最大電壓
實(shí)際應(yīng)用的電阻都有一個(gè)能夠承受的最大電壓值,這一點(diǎn)要說明。并且這個(gè)值并不總是由功率消耗來限制決定,其中貼片電阻電壓限制問題尤其嚴(yán)重。常用貼片電阻的功率和耐壓:
5.額定功率
電阻的功率要降額使用,要保證器件的可靠性,雖然器件資料上表明1/4W的電阻,但是滿載使用會(huì)使得電阻變得非常熱,會(huì)加速器件的老化,同時(shí)在過熱的時(shí)候,電阻還會(huì)散發(fā)出難聞的氣味,阻值也會(huì)發(fā)生較大的漂移。
另外有一點(diǎn),就是脈沖功率。在短時(shí)間內(nèi)給電阻施加全額定功率或者高功率沒有太大的影響,只要平均功率滿足額定功率的降額使用即可,當(dāng)然,也要滿足器件的峰值脈沖功率要求。
6.低阻值采樣電阻
采樣電阻需要著重考慮的是其寄生電感。例如,一個(gè)100A的采樣電阻,假定流過全電流時(shí)產(chǎn)生的壓降為100mV。很顯然,此時(shí)采樣電阻等效為一個(gè)100mV/100A=1mΩ的電阻。但是,采樣電阻器件會(huì)有寄生電感,假設(shè)寄生電感1nH。因此,在頻率為f=1mΩ/(2π*1nH)=160kHz的地方,該器件的傳遞函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn)。對(duì)采樣電阻,只有兩個(gè)辦法可以減小電感:一是選擇壓降更高的采樣電阻,另一個(gè)辦法是采樣電阻并聯(lián)來減小電感。
7.PCB布線電阻
PCB布線是一片銅膜,因此它有一定的電阻。有時(shí),對(duì)變換器進(jìn)行過電流限制時(shí),并不需要非常精確的電流值檢測(cè)。一段連接線可能就可以勝任這個(gè)工作。連接線非常方便,沒有任何的附加損耗,成本也很低。
實(shí)用提示:布線電阻可以近似地由下式確定:
(1盎司銅)
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