電阻的特點:
電阻,顧名思義就是“阻擋電能”。讓電壓別太高、電流別太大、把截下來的電能轉化成熱能。
作為硬件工程師,跟電阻打交道,絕對比跟女票打交道還要多。一塊電路板上,得有三分之一是電阻。
電阻的分類、特點、參數這些,請見我們前面發的文章:電阻的核心參數-2
電阻的5大作用:
1、限制電流:
限流電阻的意義,在于 限制線路上的最大電流 。用在LED燈驅動上,平時可以通過分壓來控制LED燈的電流和亮度,在LED燈破壞的時候,也能夠限制線路上的最大電流,確保不會把電源給短路了。
例如上圖右邊,即使LED燈短路了,線路電流最大也就20mA。
電阻如果通過的電流過大,燒毀了,結果是“斷路”。就像家里的白熾燈燒掉之后,里面的燈絲是斷掉的一樣。電阻在數字電路規劃中,能夠起到一定的線路保險絲的作用。
2、電壓采樣:
升壓電路反饋采樣
串聯LED升壓電路,運用5.1Ω電阻采樣,使反饋腳穩定在200mV。每個升壓電路都有電壓反饋的引腳,有些是把采樣電阻集成在升壓芯片內部。本圖這顆芯片,可以通過電阻調節輸出電流,因此把電阻放在外面了。
充電電流采樣
通過電阻分壓,來計算充電電流的大小。2個ADC檢測到電阻兩端的電壓, 電壓差=電阻電流x電阻阻值 。
這種方式精度不高,適合幾百mA級別的大電流測量,不合適非常小的電流的測量。如果要測量大電流,一定要選擇更小的、功率更大的電阻。小電阻是為了減小電壓損耗,大尺寸電阻是為了增大電阻耐受的熱功率,使之不會被燒壞。
3、上拉下拉
通過電阻,對數據線進行上拉,可以 提升數據線的驅動電流 ,提升抗干擾能力。
對開關腳進行上拉或者下拉,是要 給開關一個默認狀態 。尤其是電源的開關、聲光電類的開關,必須要有一個上下拉電阻,使這些設備在沒有被控制的時候是關閉的狀態。如果電源默認沒有被關閉,很容易導致上電漏電,或反灌導致系統工作異常。
4、降低干擾
數據線串聯電阻,
數字電路的毛刺(示意圖,真實沒這么大)
數字信號都是方波,方波會有過沖,有毛刺,有高頻輻射。為了減少高速信號線的高頻信號輻射出去,或者被外面來的信號給干擾了,最簡單的辦法就是 串聯電阻。能夠過濾一部分高頻信號的能量 。
如果電阻的效果不夠好,還可以換成磁珠或者電感。都是一樣的尺寸大小的。
5、兼容規劃
元器件兼容規劃:預留電阻,以備更換成磁珠
同樣,電源上預留一個0Ω電阻,也是為了以后一旦出現電源紋波過大或者輻射干擾等bug,可以把電阻換成磁珠來減小干擾。
0Ω電阻廣泛的使用于“預留”位置。之所以不直接運用磁珠或電感,是因為電阻遠比磁珠和電感便宜。預留了位置,沒出問題就用便宜的電阻,出了問題就換成貴的磁珠無需修改電路板,省時省力省成本。
線路兼容規劃,兩組線路,可以任意選擇。
兼容規劃也廣泛使用于各種電源和信號線的選擇。有時候某些規劃方式沒有得到充足的驗證就需要用在電路上,此時應當做好兼容規劃,如果一套方案不行還能夠快速換成另外一套方案。
做兼容規劃的核心原因,是硬件電路板的制作需要一定的周期和費用 ,像8層盲埋孔PCB,打樣一次的周期要十來天,制板備料貼片的費用動輒就要上萬塊。
所以要在一塊電路板上多考慮一些情況,多預留,做好備手。
審核編輯:湯梓紅
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