1 器件篇-电阻基础知识

文摘   2024-07-25 21:15   湖北  

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----------------------目录----------------------

    1 简介
    2 认识电阻
    3 电阻基本参数
    4 电阻功能
    5 降额设计
    6 十大电阻供应商

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简介

作为电子电路设计中最基本的元器件之一,电阻在PCB上随处可见。作为一个工作十年的电子工程师,今天来讲些讲解一下电阻在电路设计过程中的各种应用场景。

认识电阻

电阻分类繁多,今天我们主要从实际应用的领域将电阻分别以下两类:插件电阻、贴片电阻

2.1 插件电阻

插件电阻也称为色环电阻,这种电阻最大的特点是额定功率较大(贴片电阻允许的最大功率≤1W),所以贴片电阻无法完全取代插件电阻。

  • 电阻结构

插件电阻内部基本结构见下图:

名称及功能见下:

序号
名称
材料
1
基体
氧化铝白瓷体
2电阻丝
康通丝、镀镍丝
3
铁帽
铁锡盖帽盖
4引出线
镀锡软铜线
5涂覆层
阻燃漆
6标志
色码漆
  • 插件电阻细分

名称
应用
图例
碳膜电阻
允许误差有±5%、±10%、±20%,主要应用于精度要求不高场合。

金属膜电阻
允许误差有±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%,主要应用于精度要求不高场合。

金属氧化膜电阻
是用于不燃、耐温变、耐湿等场合。

水泥电阻
与高价值且需要保护的电阻元器件串联使用,常用在电源和二次电源电路内。

熔断电阻
常用于恒压电路和电池充电器、电视机、无线电话等电路中起到过载保护使用。

绕线电阻
适用于低频且精度要求较高的电路。

大功率电阻适用于大功率场合、额定功率一般为1W以上。

零欧姆电阻
为了方便PCB走线,使用该电阻进行桥接。

  • 电阻标示法

1、色环标示法

色环标示法主要是以插件电阻上色环来指示电阻值。

颜色与所代表数字对应关系:

例子:

2、直标法

直标法分为数码标示法文字符号标示法

数字法一般为三个数字,前面两位数字为有效数字,第三位数字为倍率10X(倍率X=0~8

当X为9时,则表示为10×0.1

例如:103=10*10?Ω=10K   471=47*10?Ω=470Ω

2R2=2.2Ω          R15=0.15Ω

文字标示法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来标称阻值,其允许误差也用文字符号表示.

例如:1R5J=1.5Ω±5%     2K7M=2.7KΩ±20%

R1F=0.1Ω±1%      2.2GK=2200MΩ±10%

文字符号
所表示单位
误差符号
误差值
Ω
欧姆(Ω)
M
±20%

千欧姆(10^3Ω)K
±10%
兆欧姆(10^6Ω)J
±5%
吉欧姆(10^9Ω)G
±2%
太欧姆(10^12Ω
F
±1%


D
±0.5%

2.2 贴片电阻

根据尺寸的不同,贴片电阻比较常见有0402、0603、0805、1206等封装。当然还会有以下较小尺寸电路0201和较大尺寸电阻1210、1812,这些不太常见,我们就不再赘述。

不同封装尺寸对应的功率关系:

封装
尺寸
功率
最大耐压值
0201
0.6mm * 0.3mm
1/20W
25V
0402
1.0mm * 0.5mm1/16W
50V
0603
1.6mm * 0.8mm1/10W
75V
0805
2.0mm * 1.2mm1/8W
150V
1206
3.2mm * 2.5mm1/4W
200V

电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列,分别适用于允许偏差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%±0.5%的电阻器。其中E96系列为常用数系,E48、E96、E192系列为高精密电阻数系.

  • E6系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±20%

  • E12系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±10%

  • E24系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±5%

  • E48系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±2%

  • E96系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±1%

  • E192系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±0.5%, ±0.25%, ±0.1%

3 电阻基本参数

序号
参数名
描述
1
额定功率(W)在额定温度下可连续施加的最大功率。
2电阻率(Ω)
电阻的大小。电阻值的数值已通过公共标准做成标准化。
3电阻值允差(%)
容许的电阻值的上限及下限。表示电阻值的精度。
4
电阻温度系数
电阻值相对于周围温度变化的变化率。
5元件最高电压
可连续施加的电压最大值。
6
直流电阻
施加直流电压测量时的电阻值,是作为基准的数值。
7绝缘电阻
对进行了绝缘封装的可确保产品绝缘性的封装上,所施加的最大电压。
8
焊锡耐热性
使用焊锡焊接后的电气和机械稳定性。

电阻功能

电阻的功能比较多,咱们今天重点分享一下几种比较常见的应用场景,具体见下:

  • 限流电阻

作为限流电阻使用,防止器件损坏。

案例分析:LED灯允许的最大电流一般为20mA,如果不添加限流电阻,可能会导致LED造成过流损坏。

  • 电阻分压

串联2个及以上电阻值,即可实现电阻分压。

案例分析:HDMIHPD5V电平,可以通过如下的方式实现5V3.3V电平。

说明:这种方式仅使用检测端输入阻抗远远大于分压电阻,原因见下:

  • 当MCU引脚与R138电阻值相差不大时,类似于内部电阻与R138实现并联,MCU_HDMI_HPD_3V3的电压小于3.3V
  • MCU引脚远远大于R138阻值时,内部电阻与R138的值无限接近R138电阻值,MCU_HDMI_HPD_3V3的电压小于3.3V
  • 电流检测

电流向电阻时,其两端会产生由电流转换的电压,通过欧姆定律可以测量流向电路的电流。

案例分析:通过INA240A1PW实现对单板电流的检测,具体电路见下:

电阻的功能还有很多:

  • 信号的上、下拉;

  • 信号匹配,防止信号反射;

  • 作为保险系,起到过流保护作用;

  • 使用0R电阻,用于兼容设计。

降额参数

5 降额设计

额参数额等级

电压0.75
0.750.75
功率0.50.60.7

6 十大电阻供应商

国巨排名第一,占市场份额的25%。



小尹讲电子
介绍硬件电路基础知识,记录工作中的调试问题,欢迎各位老铁一起讨论技术问题!
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