電阻知識大講臺第一講圍繞電阻的基礎(chǔ)知識，給大家總結(jié)了電阻的一些基本概念(其中包括電阻的特性參數(shù))，第二講給大家講解了如何進(jìn)行電阻的檢測與失效分析，這一講將在之前兩講的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一層，總結(jié)了電阻的選型原則，包括歸一化選型方向（快速定位電阻類別），以及特性參數(shù)選型原則（根據(jù)電阻的特性參數(shù)來細(xì)化電阻的選型），以幫助工程師在電路設(shè)計中快速進(jìn)行電阻選型。

一、電阻器的歸一化選型方向總結(jié)

本歸一化選型原則只是針對電阻選型的一個“輪廓”，根據(jù)以往工程師的選型經(jīng)驗總結(jié)出來的，具有大眾化的選型意義，在要求嚴(yán)格的電路設(shè)計中，還需要根據(jù)具體電路設(shè)計中的電器要求對電阻選型進(jìn)行進(jìn)一步的考量。

A、電阻選型“輪廓”

1、金屬膜電阻器：1W以下功率優(yōu)選金屬膜電阻，1W及1W以上功率優(yōu)選金屬氧化膜電阻。

2、碳膜電阻器：為話機(jī)專用類別，公司技術(shù)不使用。優(yōu)選等級信息用“T”標(biāo)記。

3、熔斷電阻器：不推薦使用。反應(yīng)速度慢，不可恢復(fù)。建議使用反應(yīng)快速、可恢復(fù)的器件以達(dá)到保護(hù)的效果，并減少維修成本。

4、繞線電阻器：大功率電阻器。

5、集成電阻器：貼片化。插裝項目只保留并聯(lián)式，插裝的獨立式項目將逐步淘汰，用同一分類的片狀集成電阻器替代。

6、片狀厚膜電阻器：在逐步向小型化、大功率方向發(fā)展，優(yōu)選庫會隨著適應(yīng)發(fā)展方向的變化而動態(tài)調(diào)整。這類電阻器是小功率電阻的優(yōu)選對象。

7、片狀薄膜電阻器：建議使用較高精度類別。

B、選型與應(yīng)用要求配對表

1、性能要求——可型種類



2、額定功率——電阻值范圍



二、電阻的特性參數(shù)選型原則總結(jié)

在第一講中，對電阻的特性參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的講解，在眾多的概念中，對電阻的選型尤其重要的有兩個概念——標(biāo)稱阻值和阻值允許偏差。

標(biāo)稱阻值是電阻器設(shè)計所確定的，通常在電阻器上標(biāo)出的電阻值。在規(guī)定條件下測量電阻器所得到的阻值叫做實際阻值。為了便于生產(chǎn)和使用，國家統(tǒng)一規(guī)定了一系列阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值，這些阻值被稱為電阻器的標(biāo)稱阻值系列。一般來說，精度與標(biāo)稱阻值系列有關(guān)，精度越高，所選標(biāo)稱系列越密；精度越低，所選標(biāo)稱系列越稀。由于工廠商品化生產(chǎn)的需要，電抗組件產(chǎn)品的規(guī)格是按特定數(shù)列提供的?？紤]到技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的合理性，目前主要采用E數(shù)列作為電抗組件規(guī)格。常用的系列有E6, E12, E24, E96系列。

電阻器的實際阻值與標(biāo)稱阻值之間可以有偏差，這一偏差的最大允許范圍叫做阻值允許偏差，也稱為精度。通常用標(biāo)稱阻值的百分?jǐn)?shù)來表示。

對標(biāo)稱阻值和阻值允許偏差有了認(rèn)識之后，下面我們對電阻的選用要求進(jìn)行概論。

電阻的一般特性參數(shù)選型要求

1、精度

在設(shè)計中不要盲目的追求電阻本身的精度，即使高精度的電阻受環(huán)境的影響，也會超出其范圍。所以應(yīng)該更加的關(guān)注可靠性試驗的指標(biāo)。目前選擇電阻的精度不建議超過0.1%，常用的厚膜電阻都是5%，1%以上精度要求電阻建議選用厚膜電阻，1%以下精度要求電阻建議選用薄膜電阻。

2、不選用極限和邊緣規(guī)格

不選用各分類電阻器的極限規(guī)格。如電阻器具體系列中的最大最小阻值的邊緣規(guī)格。

3、降額使用

降額使用是提高電阻器工作可靠性和壽命的最重要手段。電阻的功率取決于封裝的大小，薄膜電阻的功率很小，一般小于1W，電阻在使用時，一定要對功率進(jìn)行降額。

不同類別的電阻具有不同的絕緣介質(zhì)和自愈機(jī)制，對承受應(yīng)力（主要是工作電壓、消耗功率和工作環(huán)境溫度）的降額程度要求有差異，但一般都在0.6倍額定承受應(yīng)力下使用，不超過0.75倍。建議在降額曲線再降80%，繞線電阻據(jù)有很大的功率特性。

其中電阻的額定功率計算方法：

當(dāng)電阻阻值小于額定阻值時，額定電壓：



當(dāng)電阻阻值小于額定阻值時額定電壓等于最高電壓。

4、電阻值變化

電阻器在實際工作時的電阻值不同于標(biāo)稱電阻值，而與以下因素有關(guān)：

(1) 阻值偏差。實際生產(chǎn)中電阻器的阻值會偏離標(biāo)稱阻值，此偏離應(yīng)在阻值允許偏差范圍內(nèi)。

(2) 工作溫度。電阻器的阻值會隨溫度變化而變化。此特性用T.C.R值即電阻溫度系數(shù)來衡量。

(3) 電壓效應(yīng)。電阻器的阻值與其所加電壓有關(guān)，變化可以用電壓系數(shù)來表示。電壓系數(shù)是外加電壓每改變 1 V時電阻器阻值的相對變化量。

(4) 頻率效應(yīng)。隨著工作頻率的提高，電阻器本身的分布電容和電感所起的作用越來越明顯。

(5) 時間耗散效應(yīng)。電阻器隨工作時間的延長會逐漸老化，電阻值逐漸變化(一般情況下增大)。

外加應(yīng)力下電阻值漂移應(yīng)在電路要求的范圍內(nèi)，同時還應(yīng)考慮老化因素。應(yīng)給出設(shè)計裕度(一般為電路要求變化范圍的一半，如電路要求可在±10%范圍內(nèi)變化，應(yīng)選擇在±5%內(nèi)變化的電阻器)。

5、額定工作溫度

各種具體型號的電阻器都有規(guī)定的額定環(huán)境工作溫度范圍，在實際使用中不應(yīng)超出規(guī)定的環(huán)境工作溫度范圍。

目前TCR小的電阻器只有薄膜電阻，一般情況下，碳膜與陶瓷電阻器TCR為負(fù)，對于低TCR設(shè)計，首選推薦10ppm。不同材料電阻的TCR有很大的變化，大致范圍可以從下表看出：



6、降功耗曲線

當(dāng)工作環(huán)境溫度高于70°C時，應(yīng)在原使用基礎(chǔ)上再進(jìn)行降額。降額曲線如圖1所示：



7、管腳表層金屬

管腳表層金屬采用Sn/Pb或Sn，焊接性能好，價格便宜，盡量避免采用貴金屬管腳或外電極的電阻器(對特殊種類的電阻器，如其行業(yè)通用貴金屬作管腳的表層金屬，則應(yīng)采用行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，目前公司技術(shù)尚未采用)。

8、安裝

盡量采用表面貼裝的電阻器。表面貼裝不僅生產(chǎn)效率高，體積小，且由于大量使用而價格低。為節(jié)省空間還可使用表面貼裝的集成電阻器(是片狀厚膜電阻器陣列，又稱電阻排或電阻網(wǎng)絡(luò)，目前公司的產(chǎn)品中已經(jīng)大量使用)。

三、電力儀表電阻選型案例分析

現(xiàn)以電力儀表上電壓電阻采樣為例講解如何對電阻進(jìn)行選型，具體電路要求為：

1.應(yīng)用于采樣電路
　　
2.電阻兩端電壓為500VAC
　　
3.電阻受環(huán)境溫度引響小
　　
4.電阻阻值在1.5M左右
　　
5.電阻精度要求高

1、此電阻應(yīng)用在采樣電路里，功率要求不高，精度要求比較高，可以使用膜電阻（金屬膜、片狀厚膜、片狀薄膜），綜合價格、實際電阻的封裝和電路安裝，選擇金屬膜電阻。

2、該電路受溫度影響小（TCR值小，一般小于100ppm）。

3、參數(shù)選定：

（1）根據(jù)常用組件標(biāo)稱系列E24，我們選用1.5M
　　
（2）根據(jù)實際使用，電阻精度選用1%
　　
（3）TCR為100ppm，其精度范圍在千分之三
　　
（4）功率=U*U*÷1.5M=0.3W,   降額70%，選用1W電阻

（5）額定電壓=500*1.414=700 ，選用1KV的耐壓

初步選型結(jié)果為：金屬膜電阻、1.5M、1%精度、TCR為100ppm、1W功率。

初步選型出來后還需要在制作出樣品之后對電路進(jìn)行測試，調(diào)整電阻的具體參數(shù)，并反復(fù)進(jìn)行選型測試，以達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，這才算對電阻進(jìn)行完整的選型。