你對電阻真的足夠了解嗎?
工程師在進行電路設計時,不可避免的要對器件做選型,電阻是工程師應用最多的電子元器件,可能大家都覺得,不就是一個電阻嘛,在電路中起到限流的作用,還能有啥。。。。。。。在這里,我們先拋出一個問題。
例如,已知電阻消耗功率為0.7W,在選擇器件的時候,僅僅知道應該選擇容量為 1W的電阻是不夠的。還應該知道,線繞器件可承受的脈沖功率要遠大于1W。因此,如果電阻只在很短的時間承受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間的0.7W功率的脈沖呢?
在電源電路中,我們所應用的器件多多少少都會面臨這種情況,當我們面臨這個問題,怎么去搞定它呢,去找老工程師要點經驗?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實際的最大阻值,這一點要說明。使用阻值特別大的電阻可能存在問題,因為電路板上處于不同電位,物理特性很接近的任意兩點之間存在著漏電流。在較嚴重的情形下,漏電流可等效為一個1MΩ~10MΩ的電阻。因此,如果想在電路中放置一個100MΩ的電阻,而這個電阻又與這個漏電流相并聯的話,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。平時使用的運算放大器反饋電路就存在這種問題。
實用提示:盡量避免使用超過10MΩ的電阻,除非已經采取了特別的預防措施。
2.電阻的類型
市場上常用電阻的類型:
應用場合的簡單劃分:
碳膜電阻---用金屬膜電阻代替;金屬膜電阻---通用型,可用于大多數場合;
線繞電阻(有感)和變阻器---用于負載電阻;線繞電阻(無感)---用于高頻場合,如開關波形;低阻值采樣電阻---用于檢測大電流;PCB走線---用于電流檢測(當成本要比精度要求高時)。
3.精度
市場上常用電阻的精度:
不好意思,請把腦袋歪著看!!!
當我們面臨降成本問題時,不禁會自問,真的需要0.1%那么高精度的電阻嗎?用個1%的不香嗎?對于這個問題大家就不用費腦子了,除非需要電阻的數目多達幾百萬個,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。整個電路中,任何其他元器件上的改變帶來的成本變化,要遠遠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%的電阻可能實現具有更高精度的輸出電壓,何樂而不為呢。
4.最大電壓
實際應用的電阻都有一個能夠承受的最大電壓值,這一點要說明。并且這個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,但是滿載使用會使得電阻變得非常熱,會加速器件的老化,同時在過熱的時候,電阻還會散發出難聞的氣味,阻值也會發生較大的漂移。
另外有一點,就是脈沖功率。在短時間內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100A的采樣電阻,假定流過全電流時產生的壓降為100mV。很顯然,此時采樣電阻等效為一個100mV/100A=1mΩ的電阻。但是,采樣電阻器件會有寄生電感,假設寄生電感1nH。因此,在頻率為f=1mΩ/(2π*1nH)=160kHz的地方,該器件的傳遞函數有一個零點。對采樣電阻,只有兩個辦法可以減小電感:一是選擇壓降更高的采樣電阻,另一個辦法是采樣電阻并聯來減小電感。
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,對變換器進行過電流限制時,并不需要非常精確的電流值檢測。一段連接線可能就可以勝任這個工作。連接線非常方便,沒有任何的附加損耗,成本也很低。
實用提示:布線電阻可以近似地由下式確定:
(1盎司銅)
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