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特殊电阻在电源模块外围防护电路的作用
作者:管理员    发布于:2016-02-23 16:47:15    文字:【】【】【

  相信有很多新电工,在看一些前辈设计的电子产品时会经常看到电路上存在0Ω的电阻,为什么要设计这么一个电阻呢,直接画板连一块不就好了,还画蛇添足干嘛?通过对资料搜索和整理,要点如下:

  1) 模拟地和数字地单点接地

  只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。

  磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合;电容隔直通交,造成浮地;电感体积大,杂散参数多,不稳定;0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

  2) 跨接时用于电流回路

  当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。

  3) 配置电路

  一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

  4) 其他用途

  布线时跨线调试/测试用:在开始设计时,要串一个电阻用来调试,但是还不能确定具体的值,加了这么一个器件后方便以后电路的调试,如果调试的结果不需要加电阻,就加一个0欧姆的电阻。临时取代其他贴片器件作为温度补偿器件 ,更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

  总结如下:

  1、在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

  2、可以做跳线用,如果某段线路不用,直接贴该电阻即可(不影响外观)

  3、在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。

  4、想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0欧的电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。

  5、在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻。

  6、在高频信号下,充当电感或电容(与外部电路特性有关)用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间。

  7、单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统)。

  2.3 特殊电阻在电源模块外围防护电路的作用

  最常见的特殊电阻有压敏电阻和热敏电阻,这个在AC-DC开关电源设计和应用中起着关键的作用,了解下这两种电阻的特性和具体的作用:

  压敏电阻MOV是在电路电磁兼容EMC中最常用的器件之一,广泛的被应用在电子线路中,来防护因为电力供应系统的瞬时电压突变所可能对电路的伤害。其特性通俗理解为前端电压高于压敏电阻的开启电压时,压敏电阻被击穿,压敏电阻的阻值降低而将电流予以分流,防止后级受到过大的瞬时电压破坏或干扰,从而保护了敏感的电子组件。电路防护就是利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。

  不过,不要把压敏电阻的作用想的太大了,压敏电阻是不可以提供完整的电压保护的,压敏电阻所能承受的能量或功率是有限的,不能提供持续性的过电压保护。持续的过电压会破坏保护装置(压敏电阻),并对设备造成损害。压敏电阻不能提供保护的部分还有: 开机时的冲击电流、短路时的过电流、电压突降等情况,这些情况需要其他方式的防护。

  热敏电阻是一种跟温度相关的器件,一般分为两种,NTC为负温度系数热敏电阻,即温度越高,阻抗越小;PTC为正温度系数热敏电阻即温度越高,阻抗越大。利用阻抗对温度的敏感特性在电路设计中起到了重要的作用。

  NTC在电路中主要为抑制电路启动过程中的启动电流,当系统启动过程中,由于系统内部存在功率电路、容性及感性负载,因此在启动瞬间会出现非常大的冲击电流。如果电路器件选型过程中没有考虑器件瞬时的抗电流能力,那么系统在多次启动的操作过程中,就很容易导致器件被击穿损坏,而在电路中加入NTC,等于在输入回路启动时提高输入阻抗减少冲击电流,而系统处于稳定状态时,由于NTC发热,根据其负温度特性,阻抗降低,从而在NTC上的损耗也降低,减少了系统的整体损耗。

  PTC在电路中可以起到保险丝的作用,所以其还有另一个名字为自恢复保险丝。在系统运行过程中,电路出现异常,导致出现大电流时,如果该部分电路中串有一个PTC,那么也就等于在PTC中存在有大电流流过,PTC发热,根据其正温度特性,其阻抗将变得很大,使整个回路的阻抗变大,从而使回路的电流变小,起到了保险丝的作用。根据其正温度的特性,PTC的另一个作用是在电路中实现过温保护。

脚注信息
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