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如何选择电阻器?

电阻器的基础知识
电阻器选型与运用

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张婧怡

2021-3-19 11:23:57
  电阻器,简称电阻(Resistor,通常用“R”表示)是威廉希尔官方网站 元件中应用最广的一种,其性能好坏对威廉希尔官方网站 工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节威廉希尔官方网站 中的电流和电压,其次还可作为消耗电能的负载、分流器、分压器、稳压电源中的取样电阻 、晶体管威廉希尔官方网站 中的偏置电阻等。
  一、基础知识
  1.电阻器的分类
  电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻、可变电阻、特殊电阻。固定电阻按照制作材料的不同,主要分为以下四大类:
  
  2.电阻器的型号命名方法
  电阻器、电位器的命名由四部分组成:主称、材料、特征和序号。
  
  3.主要性能指标
  (1)标称阻值
  产品上标示的阻值,标称阻值都应符合下表所列数值乘以10ⁿ倍(n为整数)。
  
  (2)允许误差
  电阻和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围,它表示产品的精度。
  
  (3)额定功率
  在规定的环境温度和湿度下,假定周围的空气不流通,在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下,电阻器上允许消耗的最大功率,一般选用其额定功率比它在威廉希尔官方网站 中消耗的功率高1-2倍。
  (4)最高工作电压
  电阻在长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值,电阻器内部产生火花,引起噪声,甚至损坏。
  (5)稳定性
  稳定性是衡量电阻器在外界条件(温度、湿度、电压、时间、负荷性质等)作用下电阻变化的程度。
  二、电阻器选型与运用
  在电子威廉希尔官方网站 设计的时候,应根据电子设备的技术指标、威廉希尔官方网站 的具体要求和电阻的特性参数“因地制宜”地来选用电阻的型号和误差等级。下面是有关电阻的选型基本原则。
  1.电阻器的归一化选型
  归一化选型原则只是针对电阻选型的一个“轮廓”,根据以往工程师的选型经验总结出来的,具有大众化的选型意义,在要求严格的威廉希尔官方网站 设计中,还需要根据具体威廉希尔官方网站 设计中的电器要求对电阻选型进行进一步的考量。
  (1)金属膜电阻器:1W以下功率优选金属膜电阻;1W及1W以上功率优选金属氧化膜电阻;
  (2)熔断电阻器:不推荐使用。反应速度慢,不可恢复。建议使用反应快速、可恢复的器件,以达到保护的效果,并减少维修成本。
  (3)绕线电阻器:大功率电阻器。
  (4)集成电阻器:贴片化。插装项目只保留并联式,插装的独立式项目将逐步淘汰,用同一分类的片状集成电阻器替代。
  (5)片状厚膜电阻器:在逐步向小型化、大功率方向发展,优选库会随着适应发展方向的变化而动态调整。这类电阻器是小功率电阻的优选对象。
  (6)片状薄膜电阻器:建议使用较高精度类别。
  2.选型与应用要求配对表
  (1)性能要求——可选用种类
  
  (2)额定功率——电阻值范围
  
  3.电阻的一般特性参数选型要求
  (1)精度
  在设计中,即使高精度的电阻受环境的影响,也会超出其范围。所以,应该更加关注可靠性试验的指标。目前选择电阻的精度不建议超过0.1%,常用的厚膜电阻都是5%,1%以上精度要求电阻,建议选用厚膜电阻;1%以下精度要求电阻,建议选用薄膜电阻。
  (2)不选用极限和边缘规格
  不选用各分类电阻器的极限规格。如电阻器具体系列中的最大最小阻值的边缘规格。
  (3)降额使用
  降额使用是提高电阻器工作可靠性和寿命的最重要手段。电阻的功率取决于封装的大小,薄膜电阻的功率很小,一般小于1W,电阻在使用时,一定要对功率进行降额。不同类别的电阻具有不同的绝缘介质和自愈机制,对承受应力的降额程度要求有差异,但一般都在0.6倍额定承受应力下使用,不超过0.75倍。
  (4)电阻值变化
  电阻器在实际工作时的电阻值不同于标称电阻值,而与以下因素有关:
  1.阻值偏差:实际生产中电阻器的阻值会偏离标称阻值,此偏离应在阻值允许偏差范围内。
  2.工作温度:电阻器的阻值会随温度变化而变化。此特性用TCR值即电阻温度系数来衡量。
  3.电压效应:电阻器的阻值与其所加电压有关,变化可以用电压系数来表示。电压系数是外加电压每改变 1 V时电阻器阻值的相对变化量。
  4.频率效应:随着工作频率的提高,电阻器本身的分布电容和电感所起的作用越来越明显。
  5.时间耗散效应:电阻器随工作时间的延长会逐渐老化,电阻值逐渐变化(一般情况下增大)。
  (5)额定工作温度
  各种具体型号的电阻器都有规定的额定环境工作温度范围,在实际使用中不应超出规定的环境工作温度范围。不同材料电阻的TCR有很大的变化,大致范围可以从下表看出:
  
  (6)降功耗曲线
  当工作环境温度高于70°C时,应在原使用基础上再进行降额。降额曲线如下图所示:
  
  (7)管脚表层金属
  管脚表层金属采用Sn/Pb或Sn,焊接性能好,价格便宜。
  (8)安装
  尽量采用表面贴装的电阻器。表面贴装不仅生产效率高,体积小,且由于大量使用而价格低。为节省空间还可使用表面贴装的集成电阻器。
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