带你了解电源设计中那些不起眼的小电阻

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也许你曾经试过，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。
　　1、两个关键参数和降额曲线
　　先来看看某厂家五种常用封装电阻的参数表。其中表中有两个值：额定工作电压和最大工作电压。



　　表1
　　额定工作电压是与功率挂钩的，计算公式是：。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(不同厂家，系列可能有微小区别，在设计之初和问题查找的时候应该核实清楚。)



　　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。
　　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2瞬间过功率损坏，外观基本没变化，其实已经开路



　　图3长时间过功率，电阻高温直接碳化烧毁
　　2、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，一旦电路进入了恶劣的工作状态(高温高湿)，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(具体参照实际产品手册)以外，我们工程师作为使用者，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。