赞
踩
目录
一、电阻的关键参数编辑
NOTE:通用的元器件选型步骤:
A:明晰元器件的关键参数
B:结合具体的应用确定跟该应用最直接关联的关键参数
主要是用来是用来稳定和调节电流和电压。可作为分流器和分压器。也可做为电路中的匹配负载。有的电阻还做电流检测使用,用于电流->电压的转换。还有用作RC电路的、上下拉电路
(上图R1):在某信号线上,通过电阻与一个固定的高电平VCC相接,使其电压在空闲状态保持在VCC电平,此时电阻被称为上拉电阻。
(上图R2):将某信号线通过电阻接在固定的低电平GND上,使其空闲状态保持GND电平,此时的电阻被称为下拉电阻。
首先先需要了解的是数字电路有三种状态:高电平、低电平和高阻态,有些场合希望电平在上电初始时为高或低,不要出现高阻态,就会使用上下拉电阻使管脚处于稳定的状态(同时可以限流)
解决总线的驱动能力不足的问题,加上拉电阻可以增大电流,下拉电阻用来吸收电流。
在长距离传输时,电阻不匹配会引起反射,加上下拉电阻用以阻抗匹配,抑制反射波干扰。(串接电阻也是阻抗匹配的方法)
电阻的种类也有很多,常用的有贴片电阻、插件电阻、热敏电阻、压敏电阻
贴片电阻的用量是最大的,它体积很小,用在 PCBA上最合适不过了。
它承受的功率大,对于功率有一定要求的场合,会用到它。一般分为碳膜电阻、金属膜电阻 、高压玻璃釉电阻。
一般金属膜电阻误差在±1%,碳膜电阻±5% 高压玻璃釉电阻一般用于1KV以上电路最大耐压可以到120KV
是指具有负温度系数的热敏电阻,一般用于开关电源电路中,电容刚刚上电是短路状态,加上NTC电阻,防止浪涌电流,防止电流过大,当电阻的温度上升后,电阻的阻值很低,电路处于正常工作状态
种非线性的伏安特性电阻器件,简称VDR。一般应用于AC 交流输入端防雷保护,其具有抑制瞬态过电压的功能, 使用时与保护器件端口并联,正常电压状态下,其为高阻态,当超过其门限电压时,其阻值迅速降低,导通大电流,保护后级电路。下图为压敏电阻的模型及电路符号。
电阻在调试的时候用到的会更多,是水泥电阻,当做假负载来用
这个是精密可调电阻,在成品的 PCBA上很少见到,大多用于电路调试用的,等电路调试完成后,再换成固定阻值的电阻,起到电路参数调节的作用。
这个其实也是一种可调电阻,它个子很大,一看就知道是承受大功率的。这种电阻在PCBA线路板上是不存在的。
其实,在我们硬件电路设计中,用量最多的是贴片电阻
比如,我们把上面电路中的B点定义为GND,GND表示这点的电位等于0V,那么,A点比GND高5V,所以A点的电位就等于5V。
如果把A点定义为GND,B点比A点低5V,那么B点的电位就是-5V。
P=I^2*R = U^2/R
I^2*R = 2.5mA^2*2000=0.0125W = 12.5mW
关于贴片电阻的精度通常有2种:±1%和±5%。
(E24)是精度为5%的电阻系列
从上面看这个贴片电阻,103表示的是 10*10^3 = 10*1000=10000Ω=10KΩ
那它的精度是多少呢?从这个数字上能看出来吗?
3位数字表示的是±5%精度的阻值;4位数字表示的是±1%精度的阻值。
标识为1002 表示的是:100*10^2 = 100*100=10000 =10K,因为是4个数字表示的,所以精度为±1%。
它们都表示10K的电阻,但是精度不同,103: 10K ± 5% 1002:10K ± 1%
请问这颗电阻的阻值和精度分别是多少啊?
答:562 = 56*10^2 = 56*100 = 5600 =5.6K
精度为±1%,虽然是3个数字,但是中间的数字有一个下划线,他的精度是±1%
3个数字中间数字带下划线的精度为±1%
这三个数字+字母是:01D,它表示的是:100K ±1%
关于阻值,大家不用刻意去背,可以直接查表:E-96标准阻值表
比如说:01A表示的是100Ω;01B表示的是1K;01C表示的是10K;01D表示的是100K这些阻值的电阻都是±1%精度的
不用去背,用到的时候自己查表就行了
我们看上面这幅图,请问,5R60 表示的阻值和精度分别是多少呢?
对的,是5.6Q,±1%的,四位表示的是±1%,三位表示的是±5%
大家注意,5.6Ω,也可以用5.6R 来表示丝印中的R可以当做小数点来看,就一目了然了
他是6.8Ω 精度为±5%
一般我们常用的贴片电阻的阻值精度都是±1%和±5%精度的
除了这2种精度,其实还有其他精度的贴片电阻:±0.5%、±2%、±10%
常用的一般是 0603 0805 1206 2512
在手机和平板电脑通讯行业,用的会更小: 01005 0201
这里需要说明的是,0402及以下的贴片电阻是没有丝印标识的,因为太小,印不出来
电阻的封装、功率、耐压对应表
m Ω 、Ω、KΩ 、MΩ,分别是毫欧、欧姆、千欧、兆欧
1Ω =1000mΩ
1KΩ =1000Ω
1MΩ = 1000 000Ω
这样的连接方式,我们叫做串联,手拉手串起来的。
串联后的总阻值如果用 R表示
R= Rl +R2 =200R
这样的连接方式,叫做并联,并联后的总阻值,如果用R表示
左边的公式,其实是从右边的公式得到的,为什么直接讲右边的公式,是因为在大多数情况
下,2颗电阻的并联会更常用
如果3颗电阻并联,就是这样子的,多一个就直接再后面加一项
R = R1+R2(串联)
R=R1*R2/(R1+R2)
我们是使用的过程中不可使用低功率的电阻替代高功率的电阻。为了增加设备和电路的可靠性,延长产品的使用寿命,在电阻功率的选择上应该做到选用的额定功率大于实际消耗功率的3-4倍
当电阻工作在高温70℃以上时候,需要考虑到电阻额定功率的降额。
横坐标是环境温度,纵坐标是额定功率的百分比,在环境温度-55°~70°电阻的额定功率就是标称额定功率的100%,也就是数据手册上给到的额定功率。比如说,2512封装的电阻的额定功率是1W,那么,上图就表示环境温度在-55℃到70℃时,2512封装的电阻的额定功率是1W。
当环境温度达到110度的时候,电阻的额定功率下降到50%
也就是说,2512封装的标称额定功率是1W,在110度时,2512封装的额定功率变成0.5W。
之前说过,电阻选型的时候按2倍的额定功率来选型,是可以满足绝大多数的应用场合。
从上图我们可以看出,当温度超过70℃以后,电阻的额定功率是会随着温度的上升而下降的。
在实际电阻选型中,要考虑设备的使用环境来选择电阻
不仅电阻的额定功率会受到温度的影响,电阻的阻值也会受到温度的影响,比如0805 1K ±1%的贴片电阻,它的阻值范围是990Ω~1010Ω,但是精度是在25°情况下来测试得到的。我们也知道,电阻的工作环境温度不可能刚好刚好在25°,很多时候电阻工作的温度环境会高于25°
电阻的会受到环境的温度的变化而变化,我们把这种温度特性叫做电阻的“温漂”,电阻会随着温度的变化,会有一点点的温漂,对于一般的应用场合来说,我们不太关注环境温度对电阻的阻值影响,除非是比较特殊的行业,比如说精密仪器等等。
这边举例为:国产风华电阻为例子,型号为RS-03K1001FT
从上图得知K代表:电阻的温度系数为 +-100ppm/°C
+-100ppm/°C 的意思是电阻的温度每变化1度,阻值变化为100万分之100
计算公式为:温度系数 = (R-Ra)/Ra ÷ (T-Ta) × 1000000
Ra: 基准温度条件下的阻值
Ta: 基准温度 20℃
R: 任意温度条件下的阻值
T: 任意温度
(当前温度-基准温度20°)*(100/1百万)*阻值
设当前温度为:100°C,电阻的ppm值为 100ppm
(100-20)*(100/10^6)*10K = 80R 说明在100度的时候 电阻的阻值变化为75R
变化率为 80R/10K =0.0075=0.80% 再加上电阻工艺误差1%
就等于 1.80% 180R 电阻的范围就在10180~9820之间
设我们使用一个0805 1K ±1%的贴片电阻,他的TCR = ±100ppm/°C,当环境温度为25摄氏度时,对应阻值为1K。
假设现在环境为75°C时,对应的阻值如下
在一些需要精密的电路中列如:运放的反馈电阻或者ADC电压采集电路,就需要选用:误差更低,温度系数更小的电阻,比如:0.5%误差,25ppm的电阻
在ADC电压采样电路中,流过的电路尽量控制在1ma 以内。
电阻其实和电容一样,也是有耐压值的,我们使用过程中,电压不能超过这个耐压值。
额定电压,一般主要也是和封装大小有关,当然也和电阻材质、工艺等有一定关系。各厂家的封装大小和额定电压值如下:
不仅温度会对电阻产生影响,频率也会对电阻产生影响,频率对电阻产生的影响,频率不像
温度,温度会影响电阻的阻值,频率会让电阻呈现出不同的特性,也就是电阻不是纯电阻了,电阻会呈现出感性。
关于电阻的频率特性,就需要我们先了解一下采样电阻了,这里我来简单说一下什么是采样电阻吧,采样电阻是用来采集回路中的电流的,也就是测量回路中的电流大小的,我们说,当电阻上流过电流时,在它两端是不是产生了压降啊?
根据欧姆定律,U=I*R,我们要测量回路中的电流的大小,只需要测量采样电阻两端的电压U
然后用电压U除以采样电阻的阻值R,就得到了采样电阻上的电流。比如,我们在回路上串联一个很小阻值的电阻,比如1Ω的采样电阻,当回路上的电流是2A时,那么采样电阻两端的压降是不是U=2A*1Ω=2V,我们测量到采样电阻两端的压降是2V以后,用2V除以采样电阻的阻值1Ω,就知道回路中的电流是2V/1Ω=2A了,在电路设计中,如果想要进行信号的处理以及传递,一般是用电压信号的,单片机引脚识别的是电压信号,而不是电流信号,在后面讲到的比较器或者运放,它们的输入引脚识别的也是电压信号。那么,采样电阻测量回路电流的原理,我们知道了。
这是电阻的原理图符号,在低频下,它确实就是一颗电阻,满足我们的欧姆定律U=I*R,我们用电阻来限流啊,分压啊,采样啊,都没问题, 因为它们都是在低频下工作。但是如果在高频下,普通的电阻可就不能当做采样电阻来用了,因为一般情况下,采样电阻的工作环境都是在高频回路中的,而且是大电流的场合。我们先来看看什么是高频开关信号,当一个回路中有一个开关的时候,而且这个开关在不断的闭合、断开、闭合、断开。这个闭合断开的频率很高,比如说每秒钟1万次闭合和断开,也就是开关动作的频率是10KHz,当开关断开时,采样电阻上是没有电流的,当开关闭合时,采样电阻上就会流过电流,就好比一个水闸在不断的开关开关,那么一会儿没有水流,一会有水流,水流的变化就会很剧烈,也就是回路中一会儿有电流,一会儿又没有电流,并且电流在一万分之一秒内从0变成某个值,比如说一万分之一秒内从OA变成1A,随着开关的不断开关开关,电流的变化速度是不是很快啊。电流在一万分之一秒内从OA变成1A,电流的变化速度很快吧。
我们在电路中,使用下图来表示电流的变化速度。
在后面的课程中,通常会把变化速度称为斜率,这是我们常用的表达方式,上面就是高频的开关,下面我们再来看一下什么是直流信号,什么是交流信号。
我们看下面这幅图,这是直流信号。也就是说,随着时间的变化,电压保持5V不变,所以,随着时间t的变化,电压的曲线是一条水平的直线,这样的电压电流等电信号,我们叫做直流信号,直流信号的频率可以理解位0Hz。
对于这个波形来说,它就像是平静的湖面,没有一点点波浪,我们把它叫做纯直流信号。
下面这幅图中就是交流信号了,我们看,电压的大小在-310V到+310V之间连续的变化,不仅电压的大小变化,电压的方向也在变化。
对于下图来说,它就是一个纯交流信号,就好比水流的方向一会儿顺着流,一会儿倒着流,而且大小还变化着。
如果一个信号的波形是这个样子的,那么相当于是一个直流信号和一个交流信号的叠加,上面的信号是不是一个幅值为1V的交流分量,叠加在了一个5V的直流分量上了啊。那么,上面就是直流和交流信号的概念了。
我们看,在高频场合下,电阻就会表现出不同的性质了,在高频回路中,电阻R1除了表现出电阻的特性外,电阻还有很多寄生参数,这些寄生参数就像是寄生虫一样,寄生在这颗电阻上,其中C1表示的是电阻内部的寄生电容,C2表示的是焊盘或者引线之间的寄生电容,L1和L2表示的是电阻两端的寄生电感,我解们在后面学习完电容和电感以后,就会对这些寄生参数更加的了,寄生电感和寄生电容,它们的参数是很小的,在低频回路中,电容相当于是断路的,也就是电容相当于是断开的。我们目前还没有学习到电容,这里简单说一下,对于电容来说,电容的特性就是隔直通交,大家先记住这个特性,后面会学习,在低频下,电流的变化速度(用di/dt表示电流变化速度)很小,电感两端的压降U=L*di/dt很小,所以寄生电感两端的压降也很小,所以低频下寄生电感的影响可以忽略。
所以,在低频下,电阻R1表现出来的特性就是一颗电阻,忽略了寄生电感和寄生电容的影响,但是在高频下,情况就有所不同了,对于采样电阻来说,对它的电流采样值造成误差的是寄生电感。因为主回路中的电流一般都是很大的,虽然频率高,但是寄生电容的容值很小,寄生电容很快就会被充满,所以高频下寄生电容的影响很小可以忽略。但是在高频下,寄生电感就不同了,高频下电流的变化速度di/dt很大,而电感两端的压降U=L*di/dt,di/dt大,所以电感两端的压降就大,所以高频下寄生电感上的电压就不能忽略了,我们举一个例子,对于电感来说,U=L*di/dt, di/dt大的话,就会在寄生电感两端形成一定的电压U。
这个电压U比如说是0.2V,电阻的高频等效模型下有2个寄生电感,所以2个寄生电感上的压降就是0.4V。那么请问,1Ω电阻上流过2A的电流,产生的压降是2V,但是因为电阻两端有寄生电感,加上2个寄生电感的压降,实际两端的电压是2.4V。多出来的0.4V是不是寄生电感造成的啊。这里我们来总结一下,对于电流采样来说,我们就不能用普通的贴片电阻了。这是因为采样电阻,也叫无感电阻,认为是没有寄生电感的,所以它两端的压降,就能代表回路中的电流大小。
0Ω电阻,又称跨接电阻器,英文名称叫 jumper,是一种特殊用途的电阻。
0Ω电阻阻值并不是说阻值真的为0,而是特指阻值 < 50mΩ的电阻。
既然有阻值,那么一样有普通电阻都有的相关参数,如精度、功率(一般0Ω电阻不使用功率参数,而只使用通过的电流,即额定电流参数)、封装等等。
0Ω电阻,其实我们可以把它看作是电阻值小于 50mΩ/10mΩ 的一截导线,用于代替跨接线,所以在实际使用中其作用和一截导线相当。
0Ω电阻真的能做到绝对的0Ω吗?很明显不能,如果真的能做到,那就是超导体了,所以,0Ω电阻是有一定的很小的阻值的,对于5%精度的0Ω电阻来说,它的阻值范围是―0~50mΩ,对于1%精度的0Q电阻来说,它的阻值范围是0~10mΩ,那么,再问大家一个问题,0805 5% 0Ω电阻,它所能承受的功率是1/8W对吧,那么请问,如果按照功率来计算,它能流过多大的电流啊? 5% 的0Ω电阻,它的阻值范围是0~50mΩ,我们要按照最大的阻值来计算功率对吧。1/8W = 0.125W,I^2 = P/R=0.125W/0.05Ω = 2.5,l =1.58A,也就是说,它最大能流过1.58A 的电流对吧。但是,可以告诉大家的是,厂家不需要你们去计算,已经给出来这个参数了。
我们看上面这幅图,000电阻表示的就是0Q电阻,大家可以看到,它肚子下面还有一根走线,0Q电阻是把它两端的走线连在一起的,如果没有这颗电阻,那么两边的走线是不好连接在一起的,这里的0Ω电阻就充当了跳线,特别是对于有些单层板来说,底层是走不了的。不能打孔挖隧道从底面走线,或者说,有些底层也走满了线,即使挖隧道也不行,那么只好建天桥了。
如上图,在实际电路中,我们还不确定信号是从A -> B,还是 A -> C 。这时我们就可以使用0欧电阻作跳线,作为兼容设计使用。为了在PCB Layout时,没有多余的 stub 线,可以把两个焊盘叠在一起共用一个焊盘。
占个坑位,视回板调试情况决定是否焊接,或者焊接其他阻值
比如在高速信号线上,预留一个0Ω电阻进行连接,实际焊接的大小,到时可以测试信号质量决定焊接多大的电阻。
比如在Layout时,模拟地和数字地需要分开,进行单点接地,可以使用0Ω电阻进行跨接。当然有些时候也有看到是用磁珠进行单点接地的,但是个人认为如果磁珠使用得恰当的话,反而适得其反,所以建议用电阻进行单点接地就行。
因为测量电流,需要把万用表串连进电路里面。这时我们需要断开某个回路,那么直接把0Ω电阻去掉就行。
大家经常用到的贴片电阻的品牌会有厚声、风华,三星、罗姆、松下、KOA等等,其实这些非关键器件,大家能用国产,尽量用国产的,
1、肯定要计算它的阻值是吧,然后选一个靠近一些的标称阻值
2、然后就要看它的功能是吧,是分压的还是限流的,这涉及到精度是吧 3、耐压是否满足
4、功率,结合环境温度,需要考虑功率降额,来选择合适的封装 5、在选用电阻时,要根据库存来是吧
热敏电阻是在 AC-DC,也就是交流转直流电路中起到防浪涌作用的,AC是交流电,DC是直流
电, AC-DC 电路就是交流电转直流电的电路,什么是防浪涌啊﹖我们带着这个问题往下学习。
我们知道,一般在AC-DC电路中,输入电压一般是市电220V50Hz的正弦交流电,AC-DC电
路的功能就是将220Vac交流电转成310Vdc直流电,所以,这个电路应该是包含了整流以及滤波的功能的,AC-DC电路的核心元器件就是2个,1个是整流桥,另外一个就是储能和滤波作用的电容。
在上面的电路中,DB1就是整流桥,整流桥里面集成了4个整流二极管,这4个整流二极管构成的整体就是整流桥,上图的L、N两个接线端之间输入的就是220V交流电,在电容C1两端输出的电压就是310V的直流电了,这个电路就在左边LN之间的220V的交流电转化为电容C1两端的310V的直流电了。
上图中的电容C1就是储能电容了,电容C1好比一个水缸,电流好比水流,当水流流入水缸后,水缸会把水存储起来。水缸里水位的高低,就是电容电压的大小。这里就需要说一下电容的特性了。如果电容在初始状态下没有电的话,那么电路刚刚上电时刻,电容相当于是短路的,大家先记住这个特性,那么,市电的交流220V是下面这样的波形。
上图中蓝色的曲线就是220V的正弦交流电压,大家发现没有,220V的正弦交流电压的最高电压是310V,这是什么原因呢?220V是有效值,310V是最高值。220V乘以根号2等于310V。
当AC-DC电路的输入电压是220V交流电压的时候,,有没有一种可能,就是当刚刚上电的时候,正好是正弦交流电压的峰值310V啊。所以,刚上电瞬间,310V的电压加在2颗二极管上,是不是电流会非常大,因为刚上电的时候,电容两端的电压是0V,此时电容相当于短路,我们后面要学习电容,现在把电容看成导线就可以了,这个电流是相当大的,这个电流称为开机浪涌电流。对于任何一个输入电压为220V交流电的。一般地,对于开关电源来说,这个开机浪涌电流最大不要超过60A产品,对开机浪涌电流是有要求的,那么,为了解决这个问题,我们就在交流回路中串一个NTC热敏电阻。
上面这幅图,一般都是在这里串一个NTC热敏电阻,关于NTC热敏电阻的特性,随着温度的升高,它的阻值会下降。
上面这幅图,这是NTC热敏电阻的温度-阻值曲线图,我们看,随着温度的升高,NTC热敏电阻的阻值降低,在25度的时候,NTC热敏电阻的阻值在10欧姆左右,可以在零线上,在温度是70度的时候,NTC热敏电阻的阻值在2欧姆左右,对于NTC热敏电阻,有一个概念,就是热敏电阻的О功率阻值。这个热敏电阻的0功率阻值是在25℃情况下的阻值,什么是0功率呢?意思就是说,这个电阻在不工作的情况下测量到的阻值,而且是在25℃的环境温度下。
问:假设上图中的NTC热敏电阻的0功率阻值是10Q,刚才的AC-DC电路中,如果我们忽略走线阻抗和二极管压降的情况下,大家算一下刚刚上电时刻,可能存在的最大电流是多大啊?
答:31A。
是的,310V/10Ω=31A,那么,这个电路的开机浪涌电流满足要求了吗?很明显,很满足了是吧,31A<60A。所以,大家在选型的时候,是不是可以根据最大开机浪涌电流,来选择热敏电阻。当热敏电阻流过电流后,是会发热的,P=I^2*R,这个是它的发热功率,当温度升高的时候,NTC热敏电阻的阻值R降低,功率P=I^2*R也会降低,也就是热敏电阻在单位时间内耗散的热量降低,另一方面来说,热敏电阻一边在做功发热,一边也还在散热是吧。当热敏电阻在单位时间内的发热量等于散热量的时候,热敏电阻的温度就稳定了,温度稳定了,热敏电阻的阻值也就稳定不变了。也就是说,当热敏电阻的温度达到稳定之后,热敏电阻是不是会存在一定的阻值啊。
大家看上面这幅图,每横行代表一个型号的热敏电阻,对于红框内的热敏电阻的型号来说,它在稳定后的情况下,能承受的最大电流是5.5A。这里大家要注意了哦,这个最大稳态电流5.5A是在什么情况下的啊?
在25℃环境温度下,热敏电阻温度达到稳定以后,能通过的最大电流是5.5A。
那如果环境温度是70℃,热敏电阻能承受的最大电流是多少啊?上面的表格中只给出了25度情况下,没有给75度情况下的参数。
大家看上面这幅图,热敏电阻在25℃环境温度下,所能承受的最大电流是5.5A,那么随着温度升高,热敏电阻能承受的最大电流是会下降的。所以,需要对热敏电阻进行降额选型,有的厂家的热敏电阻数据手册中会给出不同环境温度下承受的最大电流的计算公式。
我们按照上面这个公式来计算,Ta代表的是当前的环境温度,比如说当前环境温度是70℃,Ta=70℃。Tu是这个型号的热敏电阻工作的最大环境温度数据手册上会给出Tu这我们假设对于某个型号的热敏电阻来说,如果它在25℃环境温度下,承受的最大电流Imax是10A,Tu=200℃,个参数具体是多少的。
那么,通过上面的公式,我们可以算出在70℃环境温度下,所能承受的最大电流是7.429A,那么上面的就是热敏电阻在不同温度下所能承受的最大电流的计算公式了。
在数据手册中,会给出一个电容容值,这个电容其实指的就是整流桥后面的电容,也就是说,热敏电阻的使用,对整流桥后面的电容容量是有要求的,热敏电阻的作用是抑制开机浪涌电流,也就是说在开机时,给后面电容充电的那一段时间的浪涌电流是吧。等到后面电容里的电充满了,就不存在开机浪涌电流的说法了。但是,电容两端的电压从OV到充满电,是不是需要时间啊?虽然我们说热敏电阻抑制刚刚上电时的浪涌电流,但是也要保证热敏电阻能承受的住在后面电容充满电这段时间的能量吧。那么,后面的容值越大,是不是充满电的时间越长啊?也就意味着,能量越大。这个能量,热敏电阻自始至终都在承受是吧,所以,你在选型时,后面的电容容值不能超过数据手册上给到的参数就可以了。
大家看上图所给的条件,在240Vac情况下,热敏电阻后面的电容的最大容值是220uF。如果统是110V交流电压呢,后面的电容容量可以做倒更大是吧?
对于这个热敏电阻来说,在240V交流电压的情况下,它所能承受的最大负载电容的能量使用这个电容的能量公式来计算
这个公式中V=240V,C=220uF。
这颗电容在端电压为240V时存储的能量为E1=1/2*220uF*240V*240V。因为电容在刚刚上电
时两端电压为0,所以电容刚上电时存储的能量是0,浪涌电流过后,电容存储的能量变成了
E1,这些能量全部会通过热敏电阻。
所以说这颗热敏电阻能承受的最大能量是E1=1/2*220uF*240V*240V。
那在110V电压的情况下,存储相同的能量E1,电容的容值C是多少啊?
大家按照上面的公式计算,就可以得出110V交流电下,后面的电容大小了。这里给大家做-下总结,我们在 AC-DC电路中,NTC热敏电阻的选型应该注意哪几点?大家注意电网的波动啊,要考虑电网±20%波动,所以,电网电压最高值是220V*120%=264V。
*1.414最大值根号2
最终计算出来就是这个阻值了,我们要选择比这个阻值大的热敏电阻,这就确定热敏电阻的阻值了。然后,我们再估算电流降额。220V乘以1.414就等于310V。
我们按照上面的公式估算电流的降额就可以了。最后,需要看一下整流桥后面的电容容量是不是超标了,那么,按照上面几步,就可以确定热敏电阻的选型了。
最后讨论一个问题,对于NTC热敏电阻来说,它的最大稳态电流是不是有要求啊?比如上面是5.5A。所以,我们说NTC热敏电阻的方案,一般只适用于小功率的场合,就是这个原因了。那么,关于大功率场合的就用其他方案: 水泥电阻+继电器 PTC+继电器等等。
示意一下啊,对于大功率的场合,可以用一个水泥电阻或者PTC,先给电解电容充电。然后当电充满后,继电器再吸合。继电器吸合以后将水泥电阻或者PTC电阻短路,减小电阻的损耗.
温度越高,阻值越低
因为是热敏电阻,所以随着温度的改变阻值是不一样的,那么外观上标注的阻值只能是一个特定的温度下,就是室温25℃,如图“5”指的就是5Ω;
D25,diameter直径,25mm;
7.5mm
最大稳态电流是跟“功率型”这个头衔比较相关的参数了,这个稳态电流依据实际电路中工作的电流来选取,留一定余量;
尖峰电流产生的原因:由于电路中有很多滤波电容的存在,电容的上电的瞬间相当于短路(当然,电路中还是有一定阻抗的),瞬间电流会很大。
会有一定的效率影响: 在稳态时会有一个I^2*R 的一个损耗
尖峰电流的危害:可能会导致元器件的损坏。
串入NTC功率电阻后,由于有电阻的存在,电路中相当于电容 串联了电阻,在刚充电的时候就不相当于短路了,所以尖峰也就不存在了。
又因为是NTC负温度系数,所以随着电路的工作、自身发热使得电阻值降低,这样在正常工作的时候,NTC热敏电阻上损耗的功率会减小。(另一方面,也反映了这种防浪涌的解决方案不适用于频繁开关机的情景)
串联在电路的干路中;
乘以根号二是因为,我们通常所说的220V指的是有效电压,峰值电压的话呢是要乘以根号2的。
如果不是应用在正弦交流电路,就比如说直流吧,就不需要乘根号2。
最大允许启动电流Imax并不是指额定电流,而是电路启动时的最大电流,比如电机的启动电流是稳定运行时的4~7倍,具体理论知识我还不太清楚,可以实测一下吧,下面仅供参考:
对于开关电源,Imax可以取100倍的额定电流;
对于电热丝、灯泡,Imax可以取30倍的额定电流;
可以带入具体数值计算:
家用电220V,工作电流2A,最大允许启动电流按30倍也就是60A来计算。
NTC功率电阻的阻值选取在5欧姆左右。
在上电结束后使用继电器将NTC断开,电流将有继电器流过,这样就减少了,不必要的损耗,也可以使用晶闸管,在大功率电源中 NTC是很浪费的。
NTC抑制浪涌电流的 这种方法的的特点是简单,但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC的初始温度影响。因此在环境温度较高,上电时间隔很短时,NTC限制上电浪涌电流的作用大打折扣。
会对启动有一定的影响,可以在NTC热敏电阻下,并联一个20R的功率电阻,在温度提升后,大部分的电流也会从,NTC流出
在数据手册中,一般都会推荐你,多大的电容选用,多大NTC电阻
最大冲击电流值,客户一般会做出要求,如果没有给定,则可以根据企业测试标准来定,或者根据保险丝或者整流桥的最大工作电流作为电流的限值(配合保险丝和整流桥的I^2 t来选取)
是一种非线性的伏安特性电阻器件,简称VDR。一般应用于AC 交流输入端防雷保护,其具有抑制瞬态过电压的功能,使用时与保护器件端口并联,正常电压状态下,其为高阻态,当超过其门限电压时,其阻值迅速降低,导通大电流,保护后级电路。下图为压敏电阻的模型及电路符号。
1、浪涌吸收能力,多种浪涌吸收能力:标准、高浪涌、超高浪涌,压敏电阻的物理尺寸决定其浪涌吸收能力;
2、响应速度快ns级
3、电压范围为18V~1800V,电压精度通常为±10%,满足低压到高压的应用需求;
4、单体通流量可达到几百安培至几十千安培
5、一种老化型元器件,在大功率电源端口保护时,常与气体放电管串联使用,减缓老化,延长使用寿命;
6、寄生电容大,在高频信号系统中会引起高频信号传输畸变;
①压敏电压:指击穿电压,或上述提到的门限电压(阈值电压),例如常用型号14D471的压敏电阻,其命名中的471即为47*10^1=470V为击穿电压,但是压敏电压的误差范围一般是±10%;其中的14D是压敏电阻的大小,其数值越大,通流能力越强。压敏电压是在1mA直流电流通过压敏电阻时测试得到的。在数据手册中注意Vr@1mA(DC)这一栏即表示压敏电压。
②最大工作电压:最大工作电压分为两种情况。交流情况下,即施加在压敏电阻上的交流电压有效值不能超过最大工作电压,数据手册中一般表示为AC RMS;直流情况下,施加在压敏电阻上的直流电压不能超过这个值。
③最大钳位电压:指的是施加脉冲能量波形如8/20us时,压敏电阻两端的电压。下面简单介绍下8/20us脉冲波形,指的是8us达到100%的Ipp,20us下降至50%的Ipp,如下图,T1段为8us,T2段为20us。
在交流电流中,要选用压敏电压为额定电压2.2,2.5倍的压敏电阻;在直流电路中,要选用压敏电压为直流电压额定值1.8,2倍的压敏电阻;
固有寄生电容:压敏电阻有一个固有电容问题,根据外形尺寸和标称电压的不同,其值在数百至数千pF之间,不适合在高频场合下使用。同时,压敏电阻的瞬时功率较大,但平均持续功率却很小,因此,不能让压敏电阻长时间处于工作状态。
①首先压敏电阻的压敏电压必须大于其工作电路的最大电压。
交流回路:V1mA ≥(2.2~2.5)* Vacrms
直流回路:V1mA ≥(1.6~2)* Vdc
②考虑压敏电阻的节电容一般为几十pF,故一般适用于低频电路。
③通流能力,在一些浪涌测试中时,也需要考虑其通流量。
如果后级需要保护的电路电压为12VDC,根据选型中提到的V1mA ≥(1.6~2)* Vdc,可选择14D270L,尽量留有一定的裕量,如果此时做浪涌测试,则还需要根据浪涌电压,发生器内阻等参数去考察最大冲击电流能否满足要求。
1、阻值再大的电阻都需需要考虑耐压的。电阻是有耐压的,一般与封装 有关,通常情况下,封装越大,耐压越大。
2、 封装越小,则高压的话,越容易被电离,那么封装越大,则正负两端的距离 越大,越安全,封装越大也是指的这个意思。
3、 瞬态功率指的是瞬间的功率,我们说功率有时大,有时小,但是平均下来的 功率叫平均功率,平均功率不能反映实时功率,而实时功率就是瞬态功率。
4、如果电阻承受不住耐压的话,常用方法是串联电阻
5、在高温高湿的环境下,为了防止贴片电阻因湿气的问题造成的短路,一般是增大封装,还有一种就是在电阻封装焊盘中间开槽,开槽的好处就是防止下面有水,另外可以增大安全距离。
6、PCB灌胶,可以将温度平均化
7、电路中的软起动,NTC电阻只要有在小电流的时候可以使用,大电流的时候不行。
8、0R电阻一般阻值在50mR。
9、回流焊机器主要是用来焊接贴片元器件的,波峰焊主要是用来焊接插件元器 件的。
10、一般的电阻是正温度系数,如果非得测试,那么升高温度,后测试电阻值是 不是变大了,变大了是正温度系数,变小了,就是负温度系数
11、可以利用正温度特性做一个保护:在我们做好一块电源板之后,全部焊接完毕之后,我们是不是要第 一次上电啊?那么,如果我们直接接上电源,很可能出现上电炸机的现象啊,白 炽灯经常用来保护电源不被烧毁,白炽灯是正温度系数
12、 白炽灯怎么保护电路的:如果后面接的电路板发生短路之后,电流会特别的大,而白炽灯是正温度特 性的,电流大之后,对应的功率也就大,那么发热就大,这样阻抗就很大, 一个大阻抗和一个小阻抗进行分压的话,那么绝大多数电压被大阻抗的分 走,这样就可以实现保护后级电路的目的了。https://mp.weixin.qq.com/s/FF-HuQR11ObCi3a3iIVxgQ 防炸机实验
13、热敏电阻需要应用在小功率场合,多少功率算是小功率: 通常 70W 以下差不多
14、 模拟地和数字地大面积相连为啥会导致干扰?如果电流相互流通,会产生串扰啊。
15、 既然都会共地我还单点接地干嘛?假设两条河流,一条水很浑浊,一条很清澈,那么如果多个连接点的话,那 么是不是清澈的河流很容易全部被污染啊?如果设一个连接点,那么是不是 最多在连接的地方干扰一点点呢。
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。