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[分享] 高可靠性电路设计电阻的参数及选用分析

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发表于 2021-4-17 10:00:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、电阻的作用

电阻在电子电路当中很重要,也是电子电路非常常见且数量最多的元器件之一,在电路当中可以做作分压、限流、负载等作用,与其他元器件一起组成起到不同的作用,它与电容器一起能够组成滤波器、放大器以及延时电路;在开关电源电路用作取样电阻、泄放电阻;开关管电路中用作偏置电阻等等。因此不同硬件电路电阻不尽相同,电阻类型也不尽相同,要正确理解电阻各个参数以及选型要求事项,在电路当中电阻的作用,这有这有才能设计出可靠的电路,因此要根据实际电路具体要求选择适合的电阻。

二、电阻主要参数

电阻参数有很多,主要有标称阻值、允许误差、额定功率、温度系数等

①标称阻值:这个是电阻本身设计值,用色环或数字标志在电阻上面单位为欧(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。

②允许偏差:实际值与标称值之间允许的最大偏差,一般有±1%、±5%、±10%、±20%等

③额定功率:电阻在额定温度规定时间下连续工作所允许消耗的最大功率

④温度系数:在环境温度和电阻器自身产生的热能的影响下,电阻器的阻值将产生漂移。把电阻器随温度变化的特征称为电阻器的温度特性,也就是温度每改变1℃时阻值的平均相对变化,即ppm/℃
三、电阻选择

选择电阻至少要从以下五个因素考虑:电阻类型、额定功率、额定电压、温度系数、精度

1、电阻类型

电阻有很多类型,有贴片电阻、碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻等。贴片电阻体积小、适合规模化集成电路,有精密也有普通电阻,电路很常见;碳膜电阻稳定性良好,负温度系数小,高频特性好,受电压和频率影响较小,噪声电动势较小,阻值范围宽,但精度不高;线绕电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,但是高频性能差;金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,温度系数小;金属氧化膜电阻在高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。

每一种电阻都有一定的使用工作频率,在选择电阻器时候,可以根据电路的频率选择电阻器的类型,尤其在高频电路中,应该选择对高频性能比较好的电阻,应选择较小介质损耗的电阻以及封装类型大小等。

2、电阻额定功率

电阻的额定功率是由电阻所承受的热点温度确定的,由于电阻受环境温度的影响很大。因此在电路当中,要考虑电子产品长期工作管径温度以及可能处于最高温度以及最低温度,这样通过计算出电阻功率究竟有多大,一般地,设计电路时候所用到的功率要低于1/2额定功率,例如电阻当中实际功率达到0.4W,那么可以选择额定功率为1W的电阻,这是为了在在电路留有足够的余量,进行降额,提高电路可靠性。

3、电阻额定电压

当电阻额定功率一定时,额定工作电压随电阻R的增大而增高但随着电压的增高,流过电阻的电流密度也会变大,从而导致电阻局部发热严重,久而久之电阻容易老化并失效。

4、电阻温度系数

在环境温度以及电阻自身发热影响下,电阻的阻值将产生漂移,也就是我们说的温漂,电阻温度系数主要取决于电阻材料的电阻率与环境温度。一般膜式电阻器

和线绕电阻器的温度系数比较小,合成膜电阻器的比较大。在要求阻值稳定性比较高的电路以及环境温差非常大的电路,要充分考虑电阻温度系数对电路的影响。

5、电阻精度

电阻精度也是选择硬件电路电阻的一个重要考虑因素,一般对阻值不严格的电路没必要用精度很高的电阻,但是对于仪器仪表、电流电测电路、电压检测电路等,对电流或者其他对阻值波动影响很大的电路需要用精度电阻,有些电路甚至用到0.01%高的精密电阻。
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