電源設計中易被忽視的小電阻
發布時間:2018-10-23 責任編輯:lina
【導讀】在zai現xian代dai電dian子zi產chan業ye中zhong,貼tie片pian電dian阻zu經jing常chang是shi電dian子zi產chan品pin內nei部bu最zui多duo的de器qi件jian,而er它ta們men卻que又you經jing常chang被bei我wo們men所suo忽hu視shi,導dao致zhi各ge種zhong不bu可ke預yu測ce的de產chan品pin故gu障zhang出chu現xian。電dian源yuan設she計ji中zhong,電dian阻zu的de選xuan型xing以yi及ji布bu局ju也ye至zhi關guan重zhong要yao,本ben文wen將jiang為wei你ni介jie紹shao電dian源yuan設she計ji中zhong的de電dian阻zu細xi節jie。
在zai現xian代dai電dian子zi產chan業ye中zhong,貼tie片pian電dian阻zu經jing常chang是shi電dian子zi產chan品pin內nei部bu最zui多duo的de器qi件jian,而er它ta們men卻que又you經jing常chang被bei我wo們men所suo忽hu視shi,導dao致zhi各ge種zhong不bu可ke預yu測ce的de產chan品pin故gu障zhang出chu現xian。電dian源yuan設she計ji中zhong,電dian阻zu的de選xuan型xing以yi及ji布bu局ju也ye至zhi關guan重zhong要yao,本ben文wen將jiang為wei你ni介jie紹shao電dian源yuan設she計ji中zhong的de電dian阻zu細xi節jie。
也(ye)許(xu)你(ni)曾(zeng)經(jing)試(shi)過(guo),產(chan)品(pin)在(zai)客(ke)戶(hu)使(shi)用(yong)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou),電(dian)路(lu)卻(que)無(wu)緣(yuan)無(wu)故(gu)失(shi)效(xiao),電(dian)路(lu)有(you)可(ke)能(neng)看(kan)起(qi)來(lai)完(wan)好(hao)無(wu)損(sun),也(ye)可(ke)能(neng)燒(shao)毀(hui)了(le)一(yi)大(da)片(pian)。在(zai)你(ni)絞(jiao)盡(jin)腦(nao)汁(zhi)都(dou)找(zhao)不(bu)到(dao)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou),不(bu)妨(fang)先(xian)將(jiang)目(mu)光(guang)放(fang)到(dao)那(na)些(xie)小(xiao)小(xiao)的(de)貼(tie)片(pian)電(dian)阻(zu)上(shang)麵(mian)。
兩個關鍵參數和降額曲線
先來看看某廠家五種常用封裝電阻的參數表。其中表中有兩個值:額定工作電壓和最大工作電壓。
表1

額定工作電壓是與功率掛鉤的,計算公式是:
V = √R*P
而最大工作電壓是在額定功率下,該電阻可以承受的最大電壓。但是要注意!看下麵這個圖。可以看出額定功率是在最高環境溫度70℃的條件下標注的(不同廠家,係列可能有微小區別,在設計之初和問題查找的時候應該核實清楚。)

圖1 電阻溫度降額曲線
注意事項:
1、設計和使用貼片電阻時,當最大功率超過其額定功率,其可靠性會降低。一般按額定功率的70%降額設計使用。當環境溫度超過70℃時,必須進一步降額。
2、工作電壓一般按最高額定電壓的75%降額設計使用。瞬態電壓不能超過最大工作電壓,否則有擊穿的危險。
3、對於電阻值小於1Ω電(dian)阻(zu),電(dian)阻(zu)的(de)關(guan)鍵(jian)參(can)數(shu)為(wei)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)和(he)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu),而(er)不(bu)是(shi)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)與(yu)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)。使(shi)用(yong)此(ci)類(lei)電(dian)阻(zu)時(shi),電(dian)阻(zu)流(liu)過(guo)電(dian)流(liu)大(da),建(jian)議(yi)直(zhi)接(jie)使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)計(ji)算(suan)電(dian)阻(zu)的(de)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)功(gong)耗(hao)。
電阻在過功率的情況下,一般會出現兩種情況:
1、瞬時過功率:電阻外觀基本沒有變化,但是電阻已經開路。
2、長時間過功率:電阻溫度極高,其阻值發生變化,如果在惡劣的條件下,就會燒毀開路。

圖2 瞬間過功率損壞,外觀基本沒變化,其實已經開路

圖3 長時間過功率,電阻高溫直接碳化燒毀
PCB布板也有講究
貼片電阻的另外一種常見的損壞是機械損傷後呈開路狀態,後續導致電路異常(器件外觀有可能正常)。下麵是幾個小建議:
1、如果是手折板的話(極少使用,無法機器分板,毛刺大),貼片電阻長度方向平行於PCB板邊,零件受的應力小;如果是V-CUT的話,貼片器件長度方向垂直於PCB邊,零件破裂可能性較小。
2、元件如果與連接處垂直,到連接處的距離建議要≥4mm,若平行,距離建議要≥1.5mm。
3、在成本允許的情況下,適當加厚PCB板厚度,特別是麵積比較大的板子。(下麵是兩個簡單的示意圖,實際情況請實際分析。)

圖4 手折板簡單示意圖

圖5 V-CUT板簡單示意圖
合理減少種類
下圖是兩顆電極氧化了的貼片電阻(電極表麵有點黑),別看它們現在好好的,一旦電路進入了惡劣的工作狀態(高溫高濕),電阻就會因為虛焊而使電路工作在不可預測的狀態,繼而損壞。

圖6 氧化的電阻
除了要保證采購的電阻在保質期內和倉庫提供合適的保存環境(具體參照實際產品手冊)以外,我們工程師作為使用者,也盡可能減少使用特殊阻值的電阻,以減少這種風險。
盡(jin)管(guan)貼(tie)片(pian)電(dian)阻(zu)以(yi)性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)著(zhu)稱(cheng),但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)我(wo)們(men)能(neng)在(zai)每(mei)次(ci)使(shi)用(yong)之(zhi)初(chu),都(dou)不(bu)厭(yan)其(qi)煩(fan)的(de)回(hui)憶(yi)一(yi)些(xie)細(xi)節(jie),就(jiu)可(ke)以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)減(jian)少(shao)小(xiao)概(gai)率(lv)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng),大(da)大(da)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)穩(wen)定(ding)性(xing)。
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