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电路设计中电阻的挑选及其效果

本站为您提供的电路设计中电阻的选择及其作用,电阻在电子产品中是最常用的器件之一,基本上只要是电子产品,内部就会存在电阻。电阻可以在电路中用作分压器、分流器和负载电阻;它与电容器—起可以组成滤波器及延时电路;在电源电路或控制电路中用作取样电阻;在半导体管电路中用作偏置电阻确定工作点;使用特殊性质的电阻如压敏电阻、热敏电阻实现防浪涌电压、抑制冲击电流,实现过温保护等等。电阻是最普通的器件,同时也是电路中不可或缺的器件,选好用好电阻对产品的稳定运行及使用可靠性是至关重要的。

  电阻的品种许多,一般常用的电阻有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等;特别电阻有压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等。不同类型电阻其特性参数都有必定的差异,在电路运用时需求考虑的点也不一样。关于刚触摸电路规划的工程师来说很可能会疏忽电阻的某些特别的参数,导致产品的安稳性和可靠性得不到确保。正确的了解电阻各个参数及选型的注意事项,且全面的了解电阻在电路中起到的真实效果,才能够从底层最根本的电路规划上确保产品的优质性。

  1电阻的根本参数:

  新触摸硬件电路规划的工程师,可能对电阻的第一印象便是物理书上描绘的导电体对电流的阻止效果称为电阻,用符号R表明,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表明。首要注重的参数为1)、标称阻值:电阻器上面所标明的阻值;2)、答应差错:标称阻值与实践阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值误差,它表明电阻器的精度。而在电路的规划上,只注重这两个参数是不行的,还有两个重要的参数有必要要在规划傍边引起注重:额定功率和耐受电压值,这两个参数对整个体系的可靠性影响十分大。

  如电路中流过电阻的电流为100mA,阻值为100Ω,那么在电阻上的功率耗费为1W,挑选常用的贴片电阻,如封装为0805或1206等是不合适的,会因电阻额定功率小而呈现问题。因而,挑选电阻的额定功率要满意在1W以上(电路规划挑选电阻的功率余量一般在2倍以上),不然电阻上耗费的功率会使电阻过热而失效。

  相同,耐压值挑选不合适的状况下,也会因为电阻被击穿而导致体系规划的失利。举个比如:AC-DC开关电源模块在规划的输入前端,依据安规GB4943.1规范的要求,在确保插头或衔接器断开后,在输入端L、N上的停留电压在1S之内衰减到初始值的37%,因而,在规划时一般会选用并接一个或两个MΩ级阻抗的电阻进行能量泄放,而输入端是高压,即电阻两头是要接受高压的,当电阻的耐压值低压输入端高压的状况下,就会发生失效。以下表一是常见SMT厚膜电阻的参数,终究选型时还要和选购器材的厂家核实。

   表一 常用SMT厚膜电阻

  注:只做参阅,以终究挑选的厂家阐明为准

  2电阻在电路中的效果:

  2.1根本效果:

  电子工程师都学习过电阻的根本效果,即在电路中用作分压器、分流器和负载电阻;它与电容器—起能够组成滤波器及延时电路、在电源电路或控制电路中用作取样电阻;在半导体管电路中用作偏置电阻确认作业点等,关于这些效果,电路中运用是十分多的,也是十分重要,就不做过多的描绘。下面首要给我们介绍0Ω电阻及特别电阻在电子电路规划中的效果及运用注意事项。

  2.2 0欧姆电阻在电路上的效果:

  信任有许多新电工,在看一些长辈规划的电子产品时会常常看到电路上存在0Ω的电阻,为什么要规划这么一个电阻呢,直接画板连一块不就好了,还弄巧成拙干嘛?经过对资料查找和收拾,要害如下:

  1) 模仿地和数字地单点接地

  只要是地,终究都要接到一同,然后入大地。假如不接在一同便是“浮地”,存在压差,简单堆集电荷,构成静电。地是参阅0电位,一切电压都是参阅地得出的,地的规范要共同,故各种田应短接在一同。人们认为大地能够吸收一切电荷,一直保持安稳,是终究的地参阅点。尽管有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源终究仍是会回来发电厂入地。假如把模仿地和数字地大面积直接相连,会导致彼此搅扰。不短接又不当,有四种办法处理此问题:1、用磁珠衔接;2、用电容衔接;3、用电感衔接;4、用0欧姆电阻衔接。

  磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有明显按捺效果,运用时需求预先估量噪点频率,以便选用恰当类型。关于频率不确认或无法预知的状况,磁珠不合;电容隔直通交,构成浮地;电感体积大,杂散参数多,不安稳;0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地约束环路电流,使噪声得到按捺。电阻在一切频带上都有衰减效果(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

  2) 跨接时用于电流回路

  当切割电地平面后,构成信号最短回流途径开裂,此刻,信号回路不得不绕道,构成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,简单搅扰/被搅扰。在切割区上跨接0欧电阻,能够供给较短的回流途径,减小搅扰。

  3) 装备电路

  一般,产品上不要呈现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误解,为了削减维护费用,运用0欧电阻替代跳线等焊在板子上。空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

  4) 其他用处

  布线时跨线调试/测试用:在开端规划时,要串一个电阻用来调试,可是还不能确认详细的值,加了这么一个器材后便利今后电路的调试,假如调试的成果不需求加电阻,就加一个0欧姆的电阻。暂时替代其他贴片器材作为温度补偿器材 ,更多时分是出于EMC对策的需求。别的,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,并且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。总结如下:

  1、在电路中没有任何功用,只是在PCB上为了调试便利或兼容规划等原因。

  2、能够做跳线用,假如某段线路不必,直接贴该电阻即可(不影响外观)

  3、在匹配电路参数不确认的时分,以0欧姆替代,实践调试的时分,确认参数,再以详细数值的元件替代。

  4、想测某部分电路的耗电流的时分,能够去掉0欧的电阻,接上电流表,这样便利测耗电流。

  5、在布线时,假如真实布不过去了,也能够加一个0欧的电阻。

  6、在高频信号下,充任电感或电容(与外部电路特性有关)用,首要是处理EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间。

  7、单点接地(指维护接地、作业接地、直流接地在设备上彼此分隔,各自成为独立体系)。

  2.3 特别电阻在电源模块外围防护电路的效果

  最常见的特别电阻有压敏电阻和热敏电阻,这个在AC-DC开关电源规划和运用中起着要害的效果,了解下这两种电阻的特性和详细的效果:

  压敏电阻MOV是在电路电磁兼容EMC中最常用的器材之一,广泛的被运用在电子线路中,来防护因为电力供应体系的瞬时电压骤变所可能对电路的损伤。其特性浅显了解为前端电压高于压敏电阻的敞开电压时,压敏电阻被击穿,压敏电阻的阻值下降而将电流予以分流,避免后级遭到过大的瞬时电压损坏或搅扰,然后维护了灵敏的电子组件。电路防护便是使用压敏电阻的非线性特性,当过电压呈现在压敏电阻的南北极间,压敏电阻能够将电压钳位到一个相对固定的电压值,然后完成对后级电路的维护。压敏电阻的首要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、呼应时刻等。

  不过,不要把压敏电阻的效果想的太大了,压敏电阻是不能够供给完好的电压维护的,压敏电阻所能接受的能量或功率是有限的,不能供给继续性的过电压维护。继续的过电压会损坏维护装置(压敏电阻),并对设备构成危害。压敏电阻不能供给维护的部分还有: 开机时的冲击电流、短路时的过电流、电压突降等状况,这些状况需求其他方法的防护。

  热敏电阻是一种跟温度相关的器材,一般分为两种,NTC为负温度系数热敏电阻,即温度越高,阻抗越小;PTC为正温度系数热敏电阻即温度越高,阻抗越大。使用阻抗对温度的灵敏特性在电路规划中起到了重要的效果。

  NTC在电路中首要为按捺电路发动过程中的发动电流,当体系发动过程中,因为体系内部存在功率电路、容性及理性负载,因而在发动瞬间会呈现十分大的冲击电流。假如电路器材选型过程中没有考虑器材瞬时的抗电流才能,那么体系在屡次发动的操作过程中,就很简单导致器材被击穿损坏,而在电路中参加NTC,等于在输入回路发动时进步输入阻抗削减冲击电流,而体系处于安稳状况时,因为NTC发热,依据其负温度特性,阻抗下降,然后在NTC上的损耗也下降,削减了体系的全体损耗。

  PTC在电路中能够起到保险丝的效果,所以其还有另一个姓名为自恢复保险丝。在体系运转过程中,电路呈现异常,导致呈现大电流时,假如该部分电路中串有一个PTC,那么也就等于在PTC中存在有大电流流过,PTC发热,依据其正温度特性,其阻抗将变得很大,使整个回路的阻抗变大,然后使回路的电流变小,起到了保险丝的效果。依据其正温度的特性,PTC的另一个效果是在电路中完成过温维护。

  3结语:

  电阻的常识包含十分多,不仅仅是知道欧姆定律后就能运用好,其间还包含了原料及其特别功能,如电阻元件的电阻值巨细一般与温度,资料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响巨细的物理量是温度系数,其界说为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数;电阻的首要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就发生损耗,以热能的方式体现;电阻在电路中一般起分压、分流的效果;对信号来说,沟通与直流信号都能够经过电阻等。作为硬件工程师,想要把元器材用的称心如意,就需求经过对其原料,电气特性和其特别性做深化的了解。

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