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电路设计中电阻器的选择及其作用

电路设计中电阻器的选择及其作用  title=

摘要:

电阻是电子产品中最常用的器件之一。基本上,只要是电子产品,里面就会有阻力。

在电路中,电阻可以用作分压、分流和负载电阻,它们与电容器一起可以构成滤波器和延迟电路。

它们可用作电源电路或控制电路中的采样电阻,也可用于半导体管电路中。

偏置电阻决定了工作点;压敏电阻、热敏电阻等具有特殊特性的电阻用于防止浪涌电压、抑制涌流、实现过温保护等。

电阻是最常见的器件,也是电路中不可缺少的器件。

选择和使用好电阻对产品的稳定运行和可靠性至关重要。

关键词:0欧姆电阻、电阻参数、电阻的作用

前言:

有很多种类型的电阻。

常用的电阻器包括碳膜电阻器、水泥电阻器、金属膜电阻器和线绕电阻器;

特殊电阻器包括压敏电阻、热敏电阻和光敏电阻。

不同类型的电阻器有不同的特性和参数,使用电路时需要考虑的要点也不同。

刚接触电路设计的工程师很可能会忽略一些特殊的电阻参数,导致产品的稳定性和可靠性得不到保证。

只有正确理解电阻的各项参数和选择注意事项,充分认识电阻在电路中的真正作用,才能从最基本的电路设计做起,才能保证产品的质量。

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1电阻的基本参数:

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刚接触硬件电路设计的工程师可能对电阻有第一印象,即在教科书中描述的导电体对电流的电阻称为电阻,由符号R表示,单位分别为欧姆、千欧和兆欧,Ω。、KΩ、MΩ.

令人担忧的主要参数包括:

1),标称电阻:标在电阻器上的电阻;

2)、允许误差:标称电阻与实际电阻之间的差值与标称电阻的差值之比称为电阻数值偏差,表示电阻的精度。

在电路设计中,仅关注这两个参数是不够的。

在设计中还必须注意两个重要参数:额定功率和耐压。

这两个参数影响着整个系统的可靠性。影响是非常大的。

如果流经电路中的电阻器的电流为100 mA,且阻值为100Ω,则电阻器上的功耗为1W。

由于电阻的额定功率较小,不宜选择常用的片式电阻,如0805或1206封装。

而且有一个问题,电阻的额定功率应该在1W以上(电路设计选择的电阻的功率裕度一般在2倍以上),否则,电阻消耗的功率会导致电阻过热而失效。

同样,如果耐受电压值选择不当,系统设计也会因电阻击穿而失败。

例如,交直流开关电源模块处于设计的输入前端,根据安全标准GB4943.1的要求,在确保插头或连接器断开后,输入端子L和N上的残余电压在1s内衰减到初始值的37%。

因此,在设计中,通常使用一个或两个MΩ级阻抗电阻进行能量放电,输入端为高压,即电阻的两端都受到高压的影响。

当低压输入端子为高压时,耐受电压值将失效。

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2电阻在电路中的作用:

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2.1基本角色:

电子工程师都已经了解了电阻的基本作用,即在电路中用作分压、分流和负载电阻;它们与电容器一起可以组成滤波器和延迟电路,并用作电源电路或控制电路的采样。

电阻在半导体管电路中用作偏置电阻,用来确定工作点等。对于这些功能,在电路中有很多应用,它们也是非常重要的,所以我不太多地描述它们。

本文主要介绍了0Ω电阻和专用电阻在电子线路设计中的作用和注意事项。

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2.2 0欧姆电阻在电路上的作用:

我相信有很多新的电工。当看一些前人设计的电子产品时,他们经常看到电路上有一个0Ω的电阻。

我们为什么要设计这样一个电阻器呢?通过对数据的搜索和组织,要点如下:

1)模拟接地和数字接地在单点接地

只要它是地面,它最终会被一起接收,然后进入地球。

如果不连在一起,就是“浮地”,存在电压差,容易积累电荷,造成静电。

接地以0电位为基准,所有电压均从基准接地导出。地面的标准应该是一样的,所以各种地面应该一起短路。

地球被认为是最终的地面参照点,能够吸收所有电荷,始终保持稳定。

虽然有些电路板没有接地,但发电厂是接地的,电路板上的电力最终会回到地面上的发电厂。

如果模拟接地和数字接地大面积直接连接,会造成相互干扰。

有四种方法可以解决这个问题:

  • 1.使用磁珠连接;
  • 2.使用电容器连接;
  • 3.使用电感接线;
  • 4.使用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于一个带阻限波器,它只能在一定频率下显著抑制噪声。

为了选择合适的模型,需要预先估计噪声的频率。

在频率不确定或不可预测的情况下,磁珠不能拼接在一起;电容器阻塞直接交通,造成漂浮;电感大,杂散参数多,不稳定;0欧姆电阻相当于很窄的电流路径,可以有效限制环路电流,从而抑制噪声。

电阻在所有频段都有衰减(0欧姆电阻也有阻抗),这比磁珠更强。

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2)用于连接时的电流环路

当电气接地面被分割时,信号的最短返回路径被断开。
此时,信号环路要绕行,形成较大的环路面积,电场和磁场的影响变得更强,容易受到干扰/干扰。

在隔板上连接0欧姆电阻可以提供较短的返回路径并减少干扰。

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3)配置电路

通常,跳线和DIP开关不应出现在产品上。有时用户会篡改设置,容易造成误解。

为了降低维护成本,用0欧姆电阻代替跳线焊接在电路板上。空载跳线在高频下相当于天线,片式电阻是有效的。

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4)其他用途

用于接线时的跨线调试/测试:在设计之初,应串联一个电阻进行调试,但具体数值尚不能确定。在添加了这样的器件后,便于以后对电路进行调试。

如果调试结果不需要添加电阻,则添加0欧姆电阻。临时更换其他SMD设备作为温度补偿设备,更多的是因为需要EMC对策。

此外,0欧姆电阻的寄生电感比通孔小,而且通孔也会影响地平面(由于挖掘)。

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摘要如下:

1.电路中没有功能,只是为了调试方便或兼容设计而放在印刷电路板上。

2.可作为跳线使用。如果不使用某一条线,只需直接粘贴电阻(不影响外观)

3.当匹配电路的参数不确定时,改为使用0欧姆。在实际调试过程中,确定参数并将其替换为具有特定值的组件。

4.当你想测量电路某一部分的电流消耗时,可以去掉0欧姆的电阻,连接电流表,方便测量电流消耗。

5.接线时,如果不能布线,还可以加0欧姆电阻。

6.在高频信号下,它充当电感或电容器(与外部电路的特性有关),主要解决EMC问题。如地和地,在电源和IC引脚之间。

7.单点接地(即设备上的保护接地、工作接地、直流接地相互分离,成为一个独立的系统)。

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2.3特殊电阻在电源模块外围保护电路中的作用

最常见的特殊电阻是压敏电阻和热敏电阻,它们在交直流开关电源的设计和应用中起着关键作用。

了解这两个电阻器的特性和特定功能:

压敏MOV是最常用的在线电磁兼容(EMC)器件之一,广泛应用于电子电路中,以保护电路不受供电系统电压突变可能对电路造成的损害。

其特性一般理解为,当前端电压高于压敏电阻的导通电压时,压敏电阻击穿,压敏电阻的电阻降低,电流被分流,以防止后续阶段受到过高的瞬时电压的破坏或干扰。从而保护敏感的电子元件。

电路保护是利用压敏电阻的非线性特性来实现的。当压敏电阻两极之间出现过电压时,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后续电路的保护。

压敏电阻的主要参数有压敏电压、电流、结电容、响应时间等,但不要过多考虑压敏电阻的作用。

压敏电阻不能提供完整的电压保护。

压敏电阻所能承受的能量或功率是有限的,不能提供持续的过电压保护。。持续的过电压会损坏保护装置(压敏电阻),并对设备造成损坏。

压敏电阻不能提供保护的部分包括启动时的涌流、短路时的过电流、电压暂降等。

这些情况需要其他保护手段。

热敏电阻是一种与温度有关的器件,通常分为两种类型:

NTC是一种负温度系数热敏电阻,即温度越高,阻抗越小;

PTC是一种正温度系数热敏电阻,即温度越高,阻抗越低。

阻抗对温度的敏感性在电路设计中起着重要的作用。

在电路中,NTC主要抑制电路启动过程中的启动电流。

在系统启动过程中,由于系统中电源电路、电容负载和感性负载的存在,启动瞬间会出现很大的涌流。

如果在电路器件的选择过程中没有考虑器件的瞬时抗流能力,那么系统在多次启动运行时很容易导致器件发生故障,在电路中加入NTC相当于输入回路启动。

增大输入阻抗减小励磁涌流,当系统处于稳定状态时,由于NTC的发热,根据其负温度特性,阻抗减小,NTC上的损耗也减小,降低了系统的整体损耗。

PTC可以在电路中充当熔断器,因此它有另一个名字,即可重置熔断器。

在系统运行过程中,当电路出现异常,导致电流较大时,如果这部分电路中有PTC串联,则表示PTC中流动的电流较大,PTC产生热量。

根据它的正温度特性,它的阻抗会变得很大,使整个回路的阻抗变大,从而使回路中的电流变小,起到保险丝的作用。

根据PTC的正温度特性,PTC的另一个作用是实现电路中的超温保护。

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3结论:

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电阻的知识涵盖很多,不仅在了解欧姆定律后才能应用,还包括材料及其特殊性质,

如电阻元件的阻值一般与温度、材料、长度和截面积有关。

测量受温度影响的电阻的物理量是温度系数,其定义为温度升高1℃时电阻值的变化百分比;

电阻的主要物理特征是将电能转化为热能,热能也可以说是一种耗能成分,电流通过它产生损耗,以热能的形式表示;

电阻在电路中通常起分压和分流的作用;

对于信号,交流和直流信号都可以通过电阻。

作为一名硬件工程师,如果想要轻松使用元器件,就需要对其材料、电气特性和特殊性有深刻的了解。

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