电路设计:如何选择电阻?

发布时间:2021-08-31 阅读量:1246 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

一、电阻的基本参数


说起电阻,我们的第一印象应该就是物理书上所描述的:导电体对电流的阻碍作用称为电阻。电阻在电路原理图中用R表示,单位为欧姆(Ω),常用的有欧姆,千欧,兆欧等(分别用Ω,KΩ,MΩ表示)。  

电阻主要关注的参数有:


1)标称阻值


电阻器上所标示的阻值。


2)阻值偏差


标称阻值与实际阻值的差值除以标称阻值所得的百分数称为阻值偏差,它表示电阻器的精度。


而在进行实际的电路设计时,只关注这两个参数是不够的,还有两个重要的参数必须要在设计中引起足够的重视:额定功率和耐受电压值,这两个参数对整个电路系统的可靠性影响非常大。


同样,耐压值选择不合适的时候,也会因为电阻被击穿而导致整个电路系统的故障。举例来说,AC-DC开关电源模块在设计的输入前端,根据安规要求(GB4943.1标准),要保证插头或连接器断开后,在输入端L、N上的滞留电压能够在1S内衰减到初始值的37%以下,因此,在实际电路设计时,当电阻的耐压值低于输入端高压的情况下,就会失效。


二、电阻在电路中的作用


1、基本作用


电阻点电路中用作分压器、分流器和负载电阻;它与电容器一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;在半导体电路中用作偏置电阻以确定电路的工作点等,对于这些作用,电路中的应用是非常多的,也是非常重要的。


2、0欧姆电阻在电路中的作用


电路设计:如何选择电阻?


相信我们在看前辈设计的电子产品时,经常会看到电路上存在有0欧姆的电阻,为什么要设计这么一个电阻呢?直接在画电路图时用一根导线连过去就行了,还这么画蛇添足干什么? 

 

原因有多个方面,简要介绍如下:


1)模拟地和数字地单点接地

我们知道,在电路图中,只要是地,最终都要接到一起,然后接入大地。如果不接在一起就是“浮地”,存在压差,容易积累电荷,造成静电、地是参考零电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。如果把模拟地和数字地大面积相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,有四种方法解决此问题。用磁珠连接;用电容连接;用电感连接;用0欧姆电阻连接。


来一一分析一下这四种连接方式:

a)、用磁珠连接:磁珠的等效电路相当于带阻滤波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号;对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合适;

b)、用电容连接:电容隔直通交,容易造成浮地;

c)、用电感连接:电感体积大,杂散参数多,不稳定;

d)、用0欧姆电阻连接:0欧姆电阻相当于很窄的电流通过,能够有效的限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧姆电阻也有阻抗),这点比磁珠强。


2)跨接时用于电流回路


当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接地0欧姆电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。


2)配置电路


一般产品上是不能有跳线或者拨码开关的,因为一旦有了这些可以手动操作的开关,用户难免会乱动,从而导致设置出错,容易引起误会或者故障,为了减少维护费用,应用0欧姆电阻代替跳线等焊接在电路板上。控制跳线在高频时相当于天线,所以用贴片电阻会更好一些。


4)其它用途


布线时跨接调试/测试用:在开始设计时,要串一个电阻用来调试,但是还不能确定具体的值,加这样一个器件后,方便以后的电路调试,如果调试的结果不需要加电阻,就加一个0欧姆的电阻。临时取代其它贴片器件作为温度补偿器件,更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要打孔)。 


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