電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

關於電阻器,特別是薄膜貼片電阻器在各個領域都十分常用。對於初學者而言,電阻器的選型無非就是選擇阻值的大小與封裝規格,但是對於電阻器的物理特性理解得並不深刻。

在普通的應用場合,或者是做畢業設計,這種理解問題不大。

但是在實際的產品設計中,需要考慮到電阻器的方方面面,把各種引數都考慮在內,這樣的產品才有可能在各種使用環境中都穩定可靠。

什麼是電阻器?

這是個簡單的概念,專門設計成能阻礙電子流動的元器件,即電阻器。

事實上自然界中任何物質都會對電子產生阻力,只是大小有區別而已。

標準的阻值例如:10Ω、100Ω、1KΩ、1MΩ等。

電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

常用的引數

從電路設計的角度來看,首先想到的引數就是

電阻值

,它影響著電流的計算:

I=U/R;

同時也涉及到功率的計算:

P=I²R;

此外還有其它分壓偏置等電路的計算。

如果從PCB設計的角度來考慮,首先要確定的是電阻器

封裝

的型別和尺寸,而貼片電阻器常用的尺寸規格從小到大排列有:0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512。

電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

重要的引數

首先要考慮電阻器的

額定功率

,如果在電阻器身上載入超過其本身所能承受的功率,電阻器最終會因為過熱而燒燬。

例如0603封裝對應的額定功率為1/10W;2512封裝對應額定功率是1W。

再有一點,假設一個1A的直流電流經過0。1Ω的電阻器,在其身上產生了0。1V的電壓降,根據P=UI=0。1✖1=1/10W,由於0603封裝的貼片電阻額定功率正好是1/10W,我們能否直接選用呢?

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降額設計

當然不行!打個比方,一輛汽車長期滿載執行,與一輛長期半載執行的汽車相比,哪輛車壽命更長,更耐用?

另外還有一個重要的原因:高溫會使得電阻的額定功率成比例下降。

這就是降額設計,儘量避免電阻器長時間滿載工作,在更合理的功率區間內延長使用壽命。此外,使用更大的封裝能使電阻器的熱量分散,有利於PCB散熱。

電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

另外做電阻降額最大的好處,就是能讓電阻器在工作溫度範圍內可以維持原來的功率。

從上圖我們看到,當電阻器溫度達到70℃時,額定功率開始打折。當溫度到達100℃時,額定功率只有原來的60%,如果不進行降額使用,後果可想而知!

至於降額的幅度,需要根據專案的實際情況以及設計的標準來綜合考慮,

通常是50%~80%

。回到上面的例子,如果需要降額50%,則要把0603封裝換成0805封裝(0805封裝對應額定功率1/8W)。

電氣特性

要清楚我們設計的產品會應用在哪些場合中,是普通消費者使用的產品,還是工業電子產品,抑或是汽車電子產品呢?

在產品量產之前,專案團隊會根據不同的產品定位來安排實驗測試。其中的環境測試就有高溫測試、低溫測試、高溫高溼和交變溼熱等。

電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

因此我們要考慮電阻器的工作溫度範圍,由上圖示記的引數可以得知溫度範圍在-55℃到125℃之間,超出這個使用範圍電阻可能會失效或者損壞。

例如把這顆電阻應用到航天電子裝置上,真空中超低的溫度有可能會讓電阻器面臨失效(阻值大幅下降)的風險。

精度問題

常用的薄膜貼片電阻器的精度為5%(例如10Ω±5%),在一些需要精確計算的場合,可能會用到1%或者1‰精度的電阻器,這就需要按照實際電路來選型了。

電阻器選型應該注意什麼?從實際開發的角度來告訴你

最後告訴你們一個小技巧,如果手頭上沒有1%精度的電阻怎麼辦?可以按照上圖的篩選方法(因為電阻廠家就是這樣做),

把紅色箭頭標記的上限與下限調成±1%,只要測量值落在這兩條線之內的,就把它們歸類成1%精度的電阻器即可,當然前提是需求量不大。