電源設(shè)計(jì)中被忽視的小電阻

在現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)中，貼片電阻經(jīng)常是電子產(chǎn)品內(nèi)部最多的器件，而它們卻又經(jīng)常被我們所忽視，導(dǎo)致各種不可預(yù)測的產(chǎn)品故障出現(xiàn)。電源設(shè)計(jì)中，電阻的選型以及布局也至關(guān)重要，本文將為你介紹電源設(shè)計(jì)中的電阻細(xì)節(jié)。

也許你曾經(jīng)試過，產(chǎn)品在客戶使用一段時(shí)間后，電路卻無緣無故失效，電路有可能看起來完好無損，也可能燒毀了一大片。在你絞盡腦汁都找不到問題的時(shí)候，不妨先將目光放到那些小小的貼片電阻上面。

1、兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)和降額曲線

先來看看某廠家五種常用封裝電阻的參數(shù)表。其中表中有兩個(gè)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(jì)算公式是：。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!看下面這個(gè)圖?？梢钥闯鲱~定功率是在最高環(huán)境溫度70℃的條件下標(biāo)注的(不同廠家，系列可能有微小區(qū)別，在設(shè)計(jì)之初和問題查找的時(shí)候應(yīng)該核實(shí)清楚。)

圖1電阻溫度降額曲線

注意事項(xiàng)：

1、設(shè)計(jì)和使用貼片電阻時(shí)，當(dāng)最大功率超過其額定功率，其可靠性會(huì)降低。一般按額定功率的70%降額設(shè)計(jì)使用。當(dāng)環(huán)境溫度超過70℃時(shí)，必須進(jìn)一步降額。

2、工作電壓一般按最高額定電壓的75%降額設(shè)計(jì)使用。瞬態(tài)電壓不能超過最大工作電壓，否則有擊穿的危險(xiǎn)。

3、對于電阻值小于1Ω電阻，電阻的關(guān)鍵參數(shù)為額定電流和最大工作電流，而不是額定電壓與最大工作電壓。使用此類電阻時(shí)，電阻流過電流大，建議直接使用電流有效值計(jì)算電阻的實(shí)際工作功耗。

電阻在過功率的情況下，一般會(huì)出現(xiàn)兩種情況：

1、瞬時(shí)過功率，電阻外觀基本沒有變化，但是電阻已經(jīng)開路。

2、長時(shí)間過功率：電阻溫度極高，其阻值發(fā)生變化，如果在惡劣的條件下，就會(huì)燒毀開路。

圖2瞬間過功率損壞，外觀基本沒變化，其實(shí)已經(jīng)開路

圖3長時(shí)間過功率，電阻高溫直接碳化燒毀

2、PCB布板也有講究

貼片電阻的另外一種常見的損壞是機(jī)械損傷后呈開路狀態(tài)，后續(xù)導(dǎo)致電路異常(器件外觀有可能正常)。下面是幾個(gè)小建議：1、如果是手折板的話(極少使用，無法機(jī)器分板，毛刺大)，貼片電阻長度方向平行于PCB板邊，零件受的應(yīng)力小;如果是V-CUT的話，貼片器件長度方向垂直于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(dāng)加厚PCB板厚度，特別是面積比較大的板子。(下面是兩個(gè)簡單的示意圖，實(shí)際情況請實(shí)際分析。)

圖4手折板簡單示意圖

圖5 V-CUT板簡單示意圖

3、合理減少種類

下圖是兩顆電極氧化了的貼片電阻(電極表面有點(diǎn)黑)，別看它們現(xiàn)在好好的，一旦電路進(jìn)入了惡劣的工作狀態(tài)(高溫高濕)，電阻就會(huì)因?yàn)樘摵付闺娐饭ぷ髟诓豢深A(yù)測的狀態(tài)，繼而損壞。

圖6 氧化的電阻

除了要保證采購的電阻在保質(zhì)期內(nèi)和倉庫提供合適的保存環(huán)境(具體參照實(shí)際產(chǎn)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(fēng)險(xiǎn)。

盡管貼片電阻以性能穩(wěn)定著稱，但是如果我們能在每次使用之初，都不厭其煩的回憶一些細(xì)節(jié)，就可以盡可能減少小概率事故的發(fā)生，大大提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。

4、總結(jié)

致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊，具有寬輸入電壓范圍，隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC多個(gè)系列，封裝形式多樣，兼容國際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時(shí)ZLG致遠(yuǎn)電子根據(jù)豐富的電源設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可為用戶提供專業(yè)的電源外圍應(yīng)用電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參考，提升產(chǎn)品的可靠性。

致遠(yuǎn)電子電源模塊以其效率高、輸入電壓范圍寬、體積小、可靠性高、耐沖擊、隔離特性好，溫度范圍寬等特性，適用于做板級的供電電源，廣泛應(yīng)用于電力、工業(yè)自動(dòng)化、通訊、醫(yī)療、交通、樓宇自動(dòng)化、儀器儀表和汽車電子等眾多領(lǐng)域。