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電源設(shè)計(jì)中經(jīng)常被忽視的小電阻

454398 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2018-07-24 10:28 ? 次閱讀
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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。可以看出額定功率是在最高環(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。

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