關于電阻,相信小伙伴們已經熟知,像貼片電阻,可調電阻,插件電阻等等;接下來分享我自己工作中常用的貼片電阻應用知識和教訓。
貼片電阻
對于貼片電阻,相信大家不陌生,工作中最常用的電阻就是貼片電阻。
那有的小伙伴就問了,電阻表面數字代表啥意思?
主要看是否包含字母R:
1.包含字母R:將R看作小數點;例如1R60阻值就是1.6Ω;R60阻值就是0.6Ω;
2.不包含字母R:這又分2種情況:
a.第一種是三位數字,例如151,阻值是15*101Ω,即150Ω;其他以此類推;
b.第二種是四位數字,例如5602,阻值是560*102Ω,即56000Ω,5.6kΩ;其他以此類推;
那說到這又有疑問了,是不是每個貼片電阻表面都有數字咧?
答案當然是否定的,我們知道電阻也有不同封裝:像0201,0402,0603等等;0402封裝電阻就是一個分界線,其尺寸為0.4mm*0.2mm,如下圖所示:0402封裝以下包含0402封裝,表面是沒有數字標識的,為什么?按照我的理解:
一方面本身0402肉眼觀察已經很小了,再在表面絲印更小的數字;那這個數字的意義是什么,是拿著放大鏡一個個觀察么;
另一方面在一個0.4mm*0.2mm的物體表面再絲印一個更小的數字,那么這個對加工要求就會更高,勢必會造成成本增加,絲印不清晰;
電阻表面絲印數字就是一定是這個電阻的實際阻值么?
當然不是,這只是理想情況,實際由于廠家的制造工藝和電阻本身材料限制,導致電阻阻值和理想情況下有誤差,這就有了市面上的不同誤差的電阻;
那么對于誤差,工作中采購元器件的我們并不陌生:
1.直接表示法:直接用%表示,例如±1%,±5%,±10%;
2.字母表示法:F(±1%),J(±5%),K(±10%);
在電阻的實踐中也踩過一堆坑,隨我一一道來:
貼片電阻實踐教訓
剛開始接觸電路時,設計一個5V分壓電路給3.3V供電單片機采集,無所畏懼;所以就用了5k和8K的電阻,整數值一看就好用,真實情況是這樣么?下面我們來對比幾種情況:
通過對圖1和圖2中電阻進行采購,我們發現圖1中電阻猶如大海撈針,非常難找而且價格比較昂貴;反之圖2中電阻電阻品牌非常之多,而且價格只要幾厘錢;
為啥有這種區別?
為了電阻的方便管理,這些電子元器件廠家一起制定了電阻標準,也就是標稱阻值,市場上應用最廣的就是電阻E24標準;如下圖所示:
5K和8K都不在E24標準內,為非標稱電阻;而5.1K和8.2K為市場上活躍的標稱電阻;所以在設計電路時就要考慮到用標稱電阻,以免在原理圖設計審核時鬧笑話;記住最左邊一列電阻值即可,后面以此類推。
那阻值我們確認了,選擇標稱電阻;
接下來看封裝大小,我們用多大封裝的電阻咧?
我們知道電阻封裝大小受額定功率影響,不同封裝電阻對應功率如下:
那么對于圖3:我們可以計算出R3和R4在電路中的功率:
P(R3) = (U/R)2*R = (5V/(5.1+8.2))2 *5.1W = 0.000721W;
P(R4) = (U/R)2*R = (5V/(5.1+8.2))2 *8.2W = 0.001159W;
算到這里,小伙伴就說了0201封裝額定功率為1/20W,即0.05W,遠大于我們計算的 R3,R4功率;當然選擇0201封裝或者0402封裝啦;真是這樣么?
剛開始做硬件的我們肯定都吃過虧哈,電路板設計好后打樣回來焊接,待拿到0201或0402封裝就傻眼了,這玩意賊小,用鑷子夾都費力;焊接也不好焊接,容易將焊錫完全覆蓋住器件,直接粘走;相信初次焊接的小伙伴都吃盡了苦頭;一個板子磕磕絆絆焊接好了,此時相信我們自信心已經被搞掉了一半;待通電后板子又出現了小問題, 此時大腦中會出現 :
我是不是元器件焊錯位置了;我是不是哪個器件虛焊了;
我們此時會檢查我們焊接好的電路板:
肉眼觀察,但是,元器件已經這么小了,很難觀測到哪里沒有焊接,這是個耗時的事情;
我們想要知道某個位置電阻的阻值,但是器件表面沒有絲印;萬用表測量還不一定是實際電阻值;
相信到這里有的小伙伴已經心態爆炸,得折騰個1天;
我公司焊接和設計電路我包了,那沒事,這個只有我自己知道,嘿嘿;但是有的公司有專門的焊接工,這里提醒不要讓焊接工程師在背后罵娘;
所以我們要在滿足器件額定功率前提下,選擇帶絲印的封裝;這里我們可以選擇0603或者0805封裝都可以,如圖2;
到這里有的小伙伴又說了,我板子就那么大,我咋用大封裝,空間擺不下呀?
我們根據結構工程師給我們的板框,靈活選用適合封裝;有的小伙伴又說0603也擺不下,針對這種情況我們可以前期調試板子選用大封裝,板框根據元器件空間擴大;意思是我們先高效率的,可靠的將我們電路功能實現;待印證成功,后面再換成小封裝;降低前期焊接和調試成本;
那這個分壓到圖2就結束了么,當然不是,大家可以考慮下為啥用圖3電路?除了圖3,這個電路還能優化么,大家可以在評論區討論討論;
另外,工作環境溫度和電阻精度都對電阻應用場景有影響;
欲知后事,待下回分解。
謝謝大家閱讀。
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