电源设计中的贴片电阻
来源:万利隆电子 人气:发布时间:2018-10-29
电源设计中,电阻的选型以及布局至关重要。因为在现代电子产业中,贴片电阻经常是电子产品内部最多的器件,而它们却又经常被我们所忽视,导致各种不可预测的产品故障出现,比如产品在客户使用一段时间后,电路却无缘无故失效,电路有可能看起来完好无损,也可能烧毁了一大片。在你绞尽脑汁都找不到问题的时候,不妨先将目光放到那些小小的贴片电阻上面。
一、两个关键参数和降额曲线
先来看看以下常用封装,厚膜电阻的参数表。其中表中有两个值:额定工作电压和最大工作电压。
额定工作电压是与功率挂钩的,而最大工作电压是在额定功率下,该电阻可以承受的最大电压。但是要注意看下面这个图。可以看出额定功率是在最高环境温度70℃的条件下标注的。
图1-电阻温度降额曲线
注意事项:
1、设计和使用贴片电阻时,当最大功率超过其额定功率,其可靠性会降低。一般按额定功率的70%降额设计使用。当环境温度超过70℃时,必须进一步降额。
2、工作电压一般按最高额定电压的75%降额设计使用。瞬态电压不能超过最大工作电压,否则有击穿的危险。
3、对于电阻值小于1Ω电阻,电阻的关键参数为额定电流和最大工作电流,而不是额定电压与最大工作电压。使用此类电阻时,电阻流过电流大,建议直接使用电流有效值计算电阻的实际工作功耗。
电阻在过功率的情况下,一般会出现两种情况:
1、瞬时过功率,电阻外观基本没有变化,但是电阻已经开路。
图二-电阻开路
2、长时间过功率:电阻温度极高,其阻值发生变化,如果在恶劣的条件下,就会烧毁开路。
图三-电阻碳化
二、PCB布板也有讲究
贴片电阻的另外一种常见的损坏是机械损伤后呈开路状态,后续导致电路异常(器件外观有可能正常)。
下面是几个小建议:
1、如果是手折板的话(极少使用,无法机器分板,毛刺大),贴片电阻长度方向平行于PCB板边,零件受的应力小;如果是V-CUT的话,贴片器件长度方向垂直于PCB边,零件破裂可能性较小。
2、元件如果与连接处垂直,到连接处的距离建议要≥4mm,若平行,距离建议要≥1.5mm。
3、在成本允许的情况下,适当加厚PCB板厚度,特别是面积比较大的板子。(下面是两个简单的示意图,实际情况请实际分析。)
图4-手折板简单示意图
图5-V-CUT板简单示意图
3、合理减少种类
下图是两颗电极氧化了的贴片电阻(电极表面有点黑),别看它们现在好好的,一旦电路进入了高温高湿的工作状态,电阻就会因为虚焊而使电路工作在不可预测的状态,继而损坏。
图6 氧化的电阻
除了要保证采购的电阻在保质期内和仓库提供合适的保存环境以外, 工程师作为使用者,也尽可能减少使用特殊阻值的电阻,以减少这种风险。尽管贴片电阻以性能稳定著称,但是如果我们能在每次使用之初,都不厌其烦的回忆一些细节,就可以尽可能减少小概率事故的发生,大大提高产品稳定性。
万利隆生产不同种类的贴片电阻,包括厚膜电阻(Thick Film Resistor),薄膜电阻(Thin Film Resistor),金属箔电阻MPR系列( Metal Foil Resistor) 和分流器(Shunt Resistors),长期稳定性好,TCR可以定制(可低于20ppm),同等电压温度条件下功率高,并且符合RoHS,绝大多数满足AEC-Q200规范,性能优异,可以满足工程应用的不同需求。
一、两个关键参数和降额曲线
先来看看以下常用封装,厚膜电阻的参数表。其中表中有两个值:额定工作电压和最大工作电压。
额定工作电压是与功率挂钩的,而最大工作电压是在额定功率下,该电阻可以承受的最大电压。但是要注意看下面这个图。可以看出额定功率是在最高环境温度70℃的条件下标注的。
注意事项:
1、设计和使用贴片电阻时,当最大功率超过其额定功率,其可靠性会降低。一般按额定功率的70%降额设计使用。当环境温度超过70℃时,必须进一步降额。
2、工作电压一般按最高额定电压的75%降额设计使用。瞬态电压不能超过最大工作电压,否则有击穿的危险。
3、对于电阻值小于1Ω电阻,电阻的关键参数为额定电流和最大工作电流,而不是额定电压与最大工作电压。使用此类电阻时,电阻流过电流大,建议直接使用电流有效值计算电阻的实际工作功耗。
电阻在过功率的情况下,一般会出现两种情况:
1、瞬时过功率,电阻外观基本没有变化,但是电阻已经开路。
2、长时间过功率:电阻温度极高,其阻值发生变化,如果在恶劣的条件下,就会烧毁开路。
二、PCB布板也有讲究
贴片电阻的另外一种常见的损坏是机械损伤后呈开路状态,后续导致电路异常(器件外观有可能正常)。
下面是几个小建议:
1、如果是手折板的话(极少使用,无法机器分板,毛刺大),贴片电阻长度方向平行于PCB板边,零件受的应力小;如果是V-CUT的话,贴片器件长度方向垂直于PCB边,零件破裂可能性较小。
2、元件如果与连接处垂直,到连接处的距离建议要≥4mm,若平行,距离建议要≥1.5mm。
3、在成本允许的情况下,适当加厚PCB板厚度,特别是面积比较大的板子。(下面是两个简单的示意图,实际情况请实际分析。)
图4-手折板简单示意图
3、合理减少种类
下图是两颗电极氧化了的贴片电阻(电极表面有点黑),别看它们现在好好的,一旦电路进入了高温高湿的工作状态,电阻就会因为虚焊而使电路工作在不可预测的状态,继而损坏。
除了要保证采购的电阻在保质期内和仓库提供合适的保存环境以外, 工程师作为使用者,也尽可能减少使用特殊阻值的电阻,以减少这种风险。尽管贴片电阻以性能稳定著称,但是如果我们能在每次使用之初,都不厌其烦的回忆一些细节,就可以尽可能减少小概率事故的发生,大大提高产品稳定性。
万利隆生产不同种类的贴片电阻,包括厚膜电阻(Thick Film Resistor),薄膜电阻(Thin Film Resistor),金属箔电阻MPR系列( Metal Foil Resistor) 和分流器(Shunt Resistors),长期稳定性好,TCR可以定制(可低于20ppm),同等电压温度条件下功率高,并且符合RoHS,绝大多数满足AEC-Q200规范,性能优异,可以满足工程应用的不同需求。
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