电阻器范文

时间:2023-02-27 08:45:32

电阻器

电阻器范文第1篇

电子设计工程师设计出什么样的东西取决于他的设计目标。消费类电子产品设计必须小巧,更轻,成本较低,功能更多,并且能够以更快的方式推向市场。

此外,汽车电子设计必须经受严苛环境,包括高温,流环境、和潮湿环境。医疗电子设备必须承受电和通常设计中考虑不到的其他环境。

电源依旧推动着功耗技术的极限,其趋势是更小,更轻的封装但同时又有更多的功能。解决方案通常存在折中,而折中时常会有不可预见的长期或短期的影响。

电阻,在这些应用中显然是至关重要的,它发挥着不同的作用。可以预见电阻产业依然会有很好的发展,因为各细分市场对它都有需求。

收缩的需求

不管设计工程师需要把目前的终端产品或电路规模更小化,还是使它具备更多的功能,但需求决定了是否有必要使用较小的电阻器或相同尺寸的电阻器和电路板空间。在使电阻更小化方面,我们已经达到了目前技术的极限。

0402是标准EIA尺寸中最小的,有着良好的成本结构并且能够进行高速批量生产。当0201和01005尺寸从某种程度上变得越来越普遍的时候,它们离标准也越来越远。

另外,无论从元件供应商的角度,还是从终端产品制造商的角度,这些元件都因为尺寸小而面临着一项艰巨的挑战。这些因素都导致了其市场接受性与执行性更慢。尽管如此,因为很多应用中都需要这种尺寸,所以01005片式电阻尺寸和0201宽度电阻阵列依然保持发展。

耗散更多功率

小型化转变的另一个影响是,迫使某个特定尺寸的电阻器耗散更多的功率。这意味着大功率电阻,必须建立在更高的标准上同时必须具备高额定功率的特点。

很多年前,EIA中一种厚度片式电阻的尺寸的标准被提高了一倍。这不仅是对元件本身发展同时是对电路板技术的回应,也是对如何配置底板以获得最大的功率处理效率,最终达成业界集体共识的回答。

最近,该电流感应电阻的精确度及其广泛的使用导致了另外一种特定芯片封装额定功率的增加。由于其固有的低电阻值和全面升级的材料,设计和结构,这一产品系列可以安全的耗散更多的功率。

现在阻值高达1MΩ的2512型号片式电阻器能耗散2W的功率,其中只有一小部分的热量是由标准片式电阻器产生的。这种进步来自电阻设计的发展,制造材料和典型的厚膜芯片的构造。

尽管对整体的热特性尤其是电路板和布局的进行设计,设计师依然被难住了。只因为设计者可以把两倍数量的电阻放在同一区域却并不意味着它应该被放在那儿。

装配机械的极大改进和取放装置带动了高功率SMT封装的发展。5年前,找到每个人想要的不同尺寸或封装的3W贴片电阻器几乎是不可能。现在却非常容易,而且甚至有更好的5W表面贴装技术解决方案。

这些高瓦数的SMT设备必须能在高功率时处理极热,并保持焊点和焊盘的完整性,且决不能使底板温度超过可接受的范围。这通常需要很多技巧。

电阻器范文第2篇

【关键词】线绕电阻器;选用

1 引言

线绕电阻器是电子线路中常用的一种电子元器件,广泛用于铁路电气、矿山机电、航空航天、工业自动化等各领域,在电路中可作“分压,限流”,可作电流传感器,可做负载,可组成滤波电路等等。其用途较广,用量较大。在整机的元器件选型中,线绕电阻器因结构比较简单,易于被忽视,但作为电子线路的组成部分,对整机的安全有效工作和其他电子元器件一样也起着重要的作用,而且其选用也需考虑诸多因素,因此在整机设计时选用适用经济的线绕电阻器同样是非常重要的,对其选用需考虑的因素进行分析是十分必要的。

2 线绕电阻器结构及分类

2.1 线绕电阻器结构

线绕电阻器是用合金电阻丝绕在耐高温的绝缘基体上,表面被覆保护层构成的电阻元件,主要由电阻丝、结构基体、引出线、封装层四部分组成。电阻丝是形成阻值的部分,材料基本为铜镍和镍铬合金。结构基体是线绕电阻器的结构主体,为电阻合金提供骨架,并散热,为电阻器提供机械强度。引出线是线绕电阻器介入电路的连接电极,同时是某些型号线绕电阻器的安装方式。封装层是电阻器的外表面,为电阻体提供绝缘保护和散热,防止氧化和机械损伤。这种结构使线绕电阻器具有过功率性能优良、阻值稳定、可靠性高等优点,但同时也使它存在较大的电感和电容,高频性能差的缺点。

2.2 线绕电阻器分类

线绕电阻器根据分类依据的不同有多种分类方法,根据阻值可否调整分为固定电阻和可调电阻,根据被覆保护层不同分为珐琅电阻、被漆电阻、水泥电阻和金属外壳封装电阻等等。各种线绕电阻器除具有线绕电阻器的共同特性外,它们各自也有着自身的特点,例如:水泥电阻阻燃性优良,金属外壳封装电阻器体积小,负荷功率大,环境温度高等等。

3 线绕电阻器的选用考虑因素分析

3.1 标称阻值

电阻器上所标示的名义阻值称为标称阻值。在电阻器的实际生产中,一般只会生产某些系列阻值的电阻器,以便实现标准化生产。电阻器的阻值系列通常有E12、E24等数系,只要满足设计要求,应该优先考虑E12、E24数系的阻值。

3.2 阻值精度

阻值精度又称为允许误差,因为生产时电阻实际阻值和标称阻值可能会存在一些偏差,所以允许有一定范围内的误差,普通线绕电阻器阻值精度一般为±5%,阻值精度小于±1%的线绕电阻器称为精密线绕电阻器。在选择精度等级时满足整机设计要求即可,不用过高要求电阻精度,避免增加不必要的成本。

3.3 额定功耗

电阻器的额定功耗是指电阻器在规定的气压和温度下,长期工作时所允许消耗的最大功率。这项指标的确定主要基于两个方面(1)电阻器工作状态下的表面温升;(2)电阻器的工作寿命。一般情况下线绕电阻器在不超过40℃的环境温度下可满负荷工作,当要求线绕电阻器在高于40℃的环境温度下工作时,应按各种不同型号线绕电阻器详细规范中负荷曲线的规定降功耗使用。为了使线绕电阻器长期有效地工作,通常要降功耗50%以上。负荷曲线图例见图1。

图1

3.4 电阻器的额定电压和额定电流

3.4.1 额定电压

电阻器的最高工作电压受到两个因素的限制(1)电阻体内的电流密度 (2)绝缘保护层的电击穿的极限。额定电压是为了不使电流密度过大而造成早期老化,同时对于高阻电阻器,由于绝缘能力的限制,保证安全使用的电压最大值,额定电压达到某一个数值后,不允许再增加,这个数值就是最高工作电压,它是由于电阻器尺寸,结构的原因,允许加到电阻器上的最大连续工作电压。

计算公式U额=

式中P额 :额定功率;R:电阻阻值

3.4.2 额定电流

在额定功率和额定电压下,流过电阻器的电流就是电阻器的额定电流。

计算公式I额=

式中P额 :额定功率;R:电阻阻值

3.5 高频性能

线绕电阻器的结构决定了它有较大的电感和电容,在高频条件下,电感和电容的影响应当加以考虑。在适当降低电阻电感量即能满足线路使用要求时,可选用无感线绕电阻器,该类型电阻在制造中采取了特殊工艺,可在一定程度上降低电感量,但不能完全消除电感。在电阻交流特性对线路的正常工作影响至关重要的电路中不宜使用线绕电阻器。

3.5.1电阻器的谐振角频率ω0

计算公式ω0=1/

式中L:线绕电阻器分布电感的集合参数; C:线绕电阻器分布电容的集合参数

当使用频率接近线绕电阻器谐振角频率ω0时,线绕电阻器的性能已经改变很多而不能使用。

3.5.2 时间常数τ

时间常数τ=

式中L:线绕电阻器分布电感的集合参数; C:线绕电阻器分布电容的集合参数;R: 电阻器阻值

τ>0时;电阻器表现为电感性

τ

τ=0时;电阻器表现为纯电阻性

时间常数τ在脉冲电路和高频电路中是很重要的电路参数,在制造电阻器时希望τ很小,这样电阻器表现为一个纯电阻。

3.6 温度系数α

温度系数α=(1/0C)

式中:R:电阻阻值;:电阻阻值相对温度变化的变化率

温度系数是指温度每变化10C所引起的电阻值的相对变化。这个数据用来评定电阻器的温度稳定性,温度系数越小,其稳定性越好。电阻器被应用到电路中,不可避免地把电能转化为热能,热能的释放导致电阻器的温升,温升导致电阻器的性能发生变化,几乎对所有的电阻器都要求阻值随温度的依从性小,阻值的热稳定性是电阻器的一个重要指标。在选用精密线绕电阻器时尤其应重视这项电阻器参数,它对精密线绕电阻器能否稳定工作会产生较大影响。

4 结束语

根据使用情况的不同,线绕电阻器在选用时考虑的因素还有很多,如在高海拔、海上,振动等恶劣环境中的选用问题等等,内容很广,本文无法一一分析, 本文主要对线绕电阻器性能特点的六个方面进行了简要的分析,希望能对设计人员在选用线绕电阻器时有所帮助。

参考文献

[1]周惠潮.常用电子元件及典型应用[M].电子工业出版社,2005.

[2]谢常清,电阻器设计研究探讨[J].电工材料,2003(2).

电阻器范文第3篇

关键词: 压敏电阻;电路设计;过压防护器件

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1110142-02

压敏电阻器(VDR),简称压敏电阻,是一种电压敏感元件,其特点是在该元件上的外加电压增加到某一临界值(压敏电压值)时,其阻值将急剧减小。压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的“氧化锌”(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。

文字符号:“RV”或“R”

结构——根据半导体材料的非线性特性制成的。

1 压敏电阻的特性及关键参数

1.1 压敏电阻的特性

压敏电阻器的电压与电流不遵守欧姆定律,而成特殊的非线性关系。当两端所加电压低于标称额定电压值时,压敏电阻器的电阻值接近无穷大,内部几乎无电流流过;当两端所加电压略高于标称额定电压值时,压敏电阻器将迅速击穿导通,并由高阻状态变为低阻状态,工作电流也急剧增大;当两端所加电压低于标称额定电压值时,压敏电阻器又恢复为高阻状态;当两端所加电压超过最大限制电压值时,压敏电阻器将完全击穿损坏,无法再自行恢复。

1.2 压敏电阻的关键参数

1.2.1 压敏电压

压敏电压即击穿电压或阈值电压。一般认为是在温度为20度时,在压敏电阻上有1mA电流流过的时候,相应加在该压敏电阻器两端的电压值。压敏电压是压敏电阻I-U曲线拐点上的非线性起始电压,是决定压敏电阻额定电压的非线性电压。为了保证电路在正常的工作范围内,压敏电阻正常工作,压敏电压值必须大于被保护电路的最大额定工作电压。

1.2.2 最大限制电压

最大限制电压是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值。通俗的解释是:当浪涌电压超过压敏电压时,在压敏电阻两端测得的最高峰值电压,也叫最大钳位电压。为了良好的保证被保护电路不受损害,在选择压敏电阻时,压敏电阻的最大限制电压,一定要小于电路额定最大工作电压(采用多级防护时,可另行考虑)。

1.2.3 通流容量

通流容量也称通流量,是指在规定的条件(以规定的时间间隔和次数,施加标准的冲击电流)下,允许通过压敏电阻器上的最大脉冲(峰值)电流值。

通常产品给出的通流量是按产品标准给定的波形、冲击次数和间隙时间进行脉冲试验时产品所能承受的最大电流值。而产品所能承受的冲击数是波形、幅值和间隙时间的函数,当电流波形幅值降低50%时冲击次数可增加一倍,所以在实际应用中,压敏电阻所吸收的浪涌电流应大于产品的最大通流量。

压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20kA的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电压不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。

1.2.4 电压比

电压比是指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA时产生的电压值之比。

1.2.5 残压比

流过压敏电阻器的电流为某一值时,在它两端所产生的电压称为这一电流值为残压。残压比则的残压与标称电压之比。

1.2.6 漏电流

漏电流也称等待电流,是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下,流过压敏电阻器的电流。漏电流越小越好。对于漏电流特别应强调的是必须稳定,不允许在工作中自动升高,一旦发现漏电流自动升高,就应立即淘汰,因为漏电流的不稳定是加速防雷器老化和防雷器爆炸的直接原因。因此在选择漏电流这一参数时,不能一味地追求越小越好,只要是在电网允许值范围内,选择漏电流值相对稍大一些的防雷器,反而较稳定。

2 压敏电阻在电路设计中的典型应用

压敏电阻被广泛应用于电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。以下是压敏电阻电路应用中的几个典型实例。

2.1 电路输入过压保护

大气过电压由于雷击引起,大多数属于感应性过电压,雷击对输电线路放电产生的过电压,这种过电压的电压值很高,可达100~10000V,造成的危害极大。因此对于必须对电气设备采取措施防止大气过电压。可以采用压敏电阻器。一般采用与设备并联。如果电气设备要求残压很低时,可以采用多级防护。

2.2 防止操作过电压防护电路

操作过电压是电路工作状态突然变化时,电磁能量急剧转化,快速释放时产生的一种过电压,防止这种过电压可以用压敏电阻器保护各种电源设备、电机等。图2为压敏电阻防止操作过电压的一个例子。

2.3 半导体器件的过压保护

为了防止半导体器件工作时由于某些原因产生过电压时被烧毁,常用压敏电阻加以保护,图3所示电路中,在晶体管发射极和集电极之间,或者在变压器的一次连接压敏电阻,能有效地保护过电压对晶体管的损伤。在正常状态下,压敏电阻呈高阻态,只有很想的漏电流,而当承受过电压时,压敏电阻迅速变成低阻状态,过电压能量以放电电流的形式被压敏电阻吸收,浪涌电压消失以后,当电路或元件承受正常电压时,压敏电阻又恢复到高阻状体。对于二极管和晶闸管来说,一般将压敏电阻和这些半导体元件并联或者于电源并联,而且应满足两个要求:一是重复动作的方向电压要大与压敏电阻的残压,二是非重复动作的反向电压也要大于压敏电阻的残压。

2.4 接触器、继电器防护器

当切断含有接触器,继电器等感性负载的的电路时,其过电压可以超过电源电压的数倍,过电压造成接点间电弧和火花放电,烧损触头,缩短设备寿命。由于压敏电阻在高电位的分流作用,从而保护了触点。压敏电阻和线圈并联时,触点间的过电压等于电源电压与压敏电阻残压之和,压敏电阻吸收的能量为线圈存储的能量,压敏电阻与触点串联时,触点的过电压等于压敏电阻的残压,压敏电阻吸收的能量为线圈存储能量的1.2倍。

3 压敏电阻应用注意事项

1)压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS管稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。

2)压敏电阻的结电容一般在几百到几千pF的数量级范围,很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中,应用在交流电路的保护中时,因为其结电容较大会增加漏电流,在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量比TVS管大,但比气体放电管小。

3)压敏电压的参数选择。一般地说,压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:

式中:a为电路电压波动系数,一般取1.23;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b为压敏电压误差,一般取0.85(实际取值参照产品数据手册);c为元件的老化系数,一般取0.9。

这样计算得到的V(1mA)实际数值是最大直流工作电压的1.5-2倍,在正弦交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大 倍。信号线1.2-1.5倍。

4)必须保证在电压波动最大时,连续工作电压也不会超过最大允许值,否则将缩短压敏电阻的使用寿命。

5)在电源线与大地间使用压敏电阻时,有时由于接地不良而使线与地之间电压上升,所以通常采用在线与线间大地使用场合采用更高标称电压的压敏电阻器。

6)最大限制电压。选用的压敏电阻的残压最大允许电压一定要小于被保护物电路的最大承受电压耐压水平Vo,否则便达不到可靠的保护目的,通常冲击电流Ip值较大。

4 结语

电阻器范文第4篇

目前在电子产品中表贴式电阻器为使用的主流,因此本文主要以表贴式电阻器为分析对象。表贴式电阻器制造工艺有厚膜和薄膜技术,厚膜电阻器传统的工艺及结构是首先进行氧化铝基板切割,接着将正反面印刷电极浆料,进行电极烧结后依次进行电阻体印刷、烧结、印制玻璃保护膜1、电阻值调整、印制玻璃保护膜2、第一次切割、形成侧电极(主要为镍或铬)、第二次切割和侧电极电镀(锡或锡铅)加厚等其他工序,厚膜片式电阻器结构示意图如图1所示。表贴式电阻器具有体积小、质量轻、组装密度高、容易标准化、性能优良和易于自动化装配等优点,但是表贴式电阻器的制造工艺决定了它结构脆、容易出现破裂或裂纹和对应力敏感的特点。而表贴式电阻器在其制造、运输、贴片、焊接、测试、使用以及拆装、再次焊接与重使用等过程中都不可避免地存在机械应力与热应力的作用,因此应力的作用对重用电阻器的可靠性会产生影响,这类影响主要表现在电阻器磁体出现裂纹甚至开裂,而开裂与裂纹带来电阻器的失效模式为电阻阻值增大,严重时甚至出现开路失效。因此对于拆卸后的电阻器是否可以重用,第一步要做的就是外观检验,可以通过放大镜观察电阻器外观是否有明显的应力损伤与裂纹,确认没有明显的外观损伤后再对其进行阻值测试。如果电阻阻值超出误差范围,则此电阻器可能已经出现了裂纹,这些微小裂纹在后续的生产或使用过程中应力的作用下会进一步扩展,最终导致瓷体开裂,引发失效。如果电阻阻值严重超出了标称值,则此电阻器可能已经出现了严重的开裂,这类出现裂纹的电阻器已经不具备重用的价值。图2所示就是表贴式电阻器瓷体开裂的典型形貌,图2中显示陶瓷基板靠近电极一端已经开裂,造成电阻端电极与电阻本体产生裂纹而开路,图3所示为电阻端电极与本体产生裂纹后电阻器的整体外观。

2环境腐蚀对重用电阻器可靠性的影响

目前表贴式电阻器中端电极和面电极所用的浆料一般为银或银钯合金。由于银具备良好的导电性能、可焊性能以及相对其他贵金属(如Au、Pt和Pd等)较低的成本等优势,因此在各类电极浆料中导电相主要以银或不同比例的银-钯浆料的应用为主,其他成分则为玻璃粉、有机粘合剂和松油醇等成分[3]。由于重用电阻器的使用环境多样,且过程不可追溯,因此即使光学外观检查正常的器件,其内部是否存在腐蚀也无法断定,特别是当硫化腐蚀已经发生,但是还没有造成完全开路时,从电性能测试只是阻值增大,还没有达到完全开路的状态,此时就更难以分析判断。因此硫化腐蚀造成的电极腐蚀是另一个影响重用电阻器可靠性的因素,在分析时可以从电阻阻值变化来判断是否有腐蚀的发生以及发生的程度。

3IMC生长对重用电阻器可靠性的影响

焊点是实现电阻器与PCB焊盘连接的主要部分,焊接过程中焊料与焊盘和器件焊端发生化学反应和物理扩散形成金属间化合物(IMC),IMC是影响焊点可靠性的重要因素。金属间化合物具有硬脆的特性,IMC生长厚度较小时可以在焊料和焊端间形成较好的冶金连接,但是金属间化合物的过度生长将严重影响焊点的性能[4-6]。对于重用的表贴电阻器来说,其焊端IMC最早在首次焊接过程中形成,其后还要经过老化过程、长期使用过程、高温拆装过程以及再次组装过程等多个热过程,这些热过程都会造成IMC的进一步生长和变化。IMC微结构的演化会严重影响焊点的力学性能,IMC越厚、界面越粗糙,对焊点强度的弱化作用就越显著,甚至在无外载荷作用的情况下,IMC的生长可能引起自身的开裂[7,8],因此对于重用电阻器来说,焊端IMC的生长状况是影响其长期可靠性的又一个重要方面。金属间化合物对电阻器重用可靠性的影响主要是由于IMC在多次受热过程中的生长造成的IMC过厚,引起焊点界面变脆和强度下降,从而使焊点的寿命无法满足重用后的产品寿命要求。因此分析重用电阻器焊端IMC对可靠性的影响,主要就是分析其IMC生长状况及其对寿命的影响。由于IMC的生长过程是非常复杂的过程,不仅跟焊接过程的工艺参数(如温度、时间和升降温速率)、焊接材料的成分和焊接次数等有直接关系,还跟产品使用过程的温度条件也有关系,而电阻器组装过程的工艺参数信息和使用过程的温度条件等详细信息往往难以获得,因此对于重用电阻器的IMC生长评估很难建立准确的计算模型,但是可以根据常见的表贴式电阻器组装工艺状况建立粗略的分析模型,按照极端条件进行评估;如果按照极端条件评估,电阻器焊端IMC生长状况仍然可以满足后续电子产品的可靠性要求,则未达到极端情况下的电阻器也必然可以满足工艺可靠性的要求,这对于工程实现来说是具有现实意义的。比如对于计划重用的电阻器,如果其首次组装过程是双面回流工艺(这也是大多数电路板的组装工艺),则这块电路板上的部分电阻器已经经历过两次回流过程,这样的电阻器再从电路板上拆卸下来时又经历一次重熔过程(类似一次回流),当这样的电阻器又被用在新的电路板上时,可能又要经历两次回流过程,因此对于重用电阻器来说,极端的情况是要经历5次回流过程,其焊端IMC在这5次回流过程中的生长状况对后续焊点的可靠性会产生较大的影响。当然金属间化合物在老化过程、工作过程也会有生长和变化,只是这些过程生长速度相对较为缓慢,对IMC整体生长的影响较小。

4结束语

本文介绍了欧盟委员会制定的《WEEE指令》和中华人民共和国国务院的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》中关于电子产品环保设计的要求,针对电子产品环保设计实施的一个重要方面电阻器的重用问题进行了分析和讨论。在电子产品中由于表贴式电阻器的使用量大和更新换代周期长,因此表贴式电阻器具备重用的优点。本文分析了影响表贴式电阻器重用可靠性的几个比较突出的工艺问题,如机械应力与热应力对重用电阻器可靠性的影响;环境腐蚀对重用电阻器可靠性的影响;金属间化合物生长对重用电阻器可靠性的影响。同时分析了这些工艺因素造成电阻器失效的模式和针对这些问题的分析和判断方法。对于表贴式电阻器重用的分析与寿命预测评估具有一定的参考价值。

电阻器范文第5篇

中图分类号:TM54 文献标识码:A

Reading Method of Color Ring Resistor Resistance

LI Yue, KONG Weicheng, YUAN Sai, ZHANG Guangmin

(Teaching and Research Laboratory of the General Staff Communication Training Base,

Zhangjiakou, Hebei 075100)

AbstractThis paper mainly introduces several methods of judge color ring order, aimed at bringing some help for the learning which will engaged in maintaining electronic products and electronic equipment in the future to reading color ring resistor resistance.

Key wordsresistors; color ring; color ring order

在电子产品和电子设备中,电阻器是最基本的元器件之一,其应用最广、用量最大。而在电阻器中,使用最多的是色环电阻器,此类电阻器在电子设备中无论怎样安装,维修者都能方便的读出其阻值,便于检测与更换。对于初学者来说,能够迅速、正确的判断出色环顺序是能否正确读出电阻器阻值的关键。虽然色环电阻器的阻值很容易读出,但是其色环顺序的判断却有一定的难度。下面以5环电阻器为例列举了几种判断色环顺序的简单方法。

1 常规方法判断色环顺序

对于生产规范的电阻器来说,色环顺序的判别方法比较简单,可以通过下面的方法来判断色环的顺序。

1.1 以色环之r间的距离判断色环顺序

一些电阻器生产厂家为了让使用者容易得分辨出色环顺序,往往采用图1的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,有效数字位色环(前3环)和10的指数位色环(第4环)等间距分布,而允许偏差位色环(第5环)与10的指数位色环(第4环)之间的距离相对较大一些。所以,根据此特点可以看出,在图1中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。

图15环电阻器示意图图25环电阻器示意图

1.2 以色环的粗细程度判断色环顺序

由于电阻器的体积比较小,色环熟练又比较多,有一些电阻器不采用上面第一种的标注方法,而是采用图2的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,所有色环均等间距分布,但是,有效数字位色环(前3环)和10的指数位色环(第4环)的色环粗细均匀且一致,而允许偏差位色环(第5环)虽然粗细均匀,但是与前4条色环相比要略粗一些。所以,根据此特点可以看出,在图2中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。

1.3 以色环距离电阻体一端的距离判断色环顺序

还有一些电阻器,以上两种标准方法均不采用,而是采用图3的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,所有色环均等间距分布,但是,电阻器的第一条色环与电阻器某一端的距离比允许偏差位色环与电阻器另一端的距离要近一些。所以,根据此特点可以看出,在图3中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。

2 特殊方法判断色环顺序

由于电阻器的体积比较小,受到技术及生产工艺等方面的影响。在实践中会发现,有些色环电阻器的排列顺序不甚分明,用上面的方法往往容易读错,在识别时,可以运用以下方法进行判断。

2.1 以金、银两色判断色环顺序

我们知道,色环电阻器在电阻体上的不同颜色的色环作为标称阻值和允许偏差的标记。表1给出了色环颜色与标称阻值、10的指数、允许偏差的对应关系。

从表1中我们可以看出金色、银环在有效数字中无具体意义,而只能作为允许偏差和10的指数。所以,当金色、银色作为允许偏差时,金色或银色这一环必定为最后一条色环,根据这一点可以分辨各色环的顺序。如图4所示,金环位于右侧第一环,所以,此环为允许偏差,而电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。

如图5所示,金色或银环位于电阻体右侧第二环,从表1中可知,金色、银色除了作为允许偏差,还可以作为10的指数,由于此色环不位于电阻器的最后一环,所以此环一定为10的指数环。所以,根据此特点可以看出,在图4中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。

2.2 以黑、橙、黄、灰、白色判断色环顺序

在色环电阻器中,对于普通电阻器,其允许偏差用金色和银色表示,而对于一些精密的电阻器允许偏差相对较小,这些允许偏差可以用表1中的棕色、红色、绿色、蓝色、紫色来表示,而黑色、橙色、黄色、灰色、白色这几种颜色不做允许偏差使用,所以如果电阻器某一端的第一条色环出现这几种颜色中的某一种,那么此条色环一定为色环电阻器的第一条色环。

2.3 以标称阻值系列判断色环顺序

表2我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列

生产厂家为了使用的需要,生产了很多阻值不同的电阻器。为了方便生产和使用,国标规定了一系列阻值作为产品的标准,即标称阻值系列。电阻器的标称阻值系列有E6系列、E12系列和E24系列,表2给出了我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列。我们可以根据表2来判断色环的顺序。

例如,有一五环电阻器,其5条色环依次为:棕色、棕色、黑色、黄色、棕色,那么,哪条色环是第一环呢?为了确定色环顺序,可以从两侧分别读数。如果正确的色环顺序为棕色、棕色、黑色、黄色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1兆欧;如果正确的色环顺序为棕色、黄色、黑色、棕色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1400欧。从表2可以看出在我国电阻器的标称阻值系列中没有1.4这个阻值系列的电阻器,所以此电阻器的阻值为1兆欧,也就是其色环顺序为棕色、棕色、黑色、黄色、棕色。

2.4 以阻值范围判断色环顺序

常用电阻器的阻值一般在0到10兆欧之间,可以通过判断电阻器的阻值是否在此区间来判断电阻器的色环顺序。例如,有一五环电阻器,其5条色环依次为:棕色、棕色、黑色、蓝色、棕色,如果不能确定色环的顺序,那么我们分别从两端读起。若正确的色环顺序为:棕色、棕色、黑色、蓝色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为110兆欧;若正确的色环顺序为:棕色、蓝色、黑色、棕色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1600欧。虽然在表2中1.6和1.1系列的电阻器都存在,但是在实际中110兆欧的电阻器是不存在的。因此,此电阻器的阻值可初步判定为1600欧,即正确的色环顺序应该为棕色、蓝色、黑色、棕色、棕色。

以上是对色环电阻器色环顺序的一些判断技巧,如果我们掌握了这些简单的判断方法,对正确地读出色环电阻器的阻值会有一定的帮助。当然在实际工作中还可能碰到各种各样的问题,需要我们通过实践不断总结新的规律和技巧,只有这样才能不断提高自身的实践动手能力。

参考文献

[1]沈长生.常用电子元器件使用技巧[M].北京:机械工业出版社,2006.9.

[2]胡斌.图标细说元器件及实用电路[M].北京:电子工业出版社,2005.9.

[3]王宏干.技术实践[M].北京:军事谊文出版社,2010.7.

[4]张桂红.实用新型电子元器件[M].福建科学技术出版社,2005.9.

[5]孙余凯等.电子元器件检测・选用・代换手册[M].北京:电子工业出版社,2007.5.

电阻器范文第6篇

【关键词】电阻器 色环电阻 技术参数

一、教材分析

笔者选的课题《电阻器的识别》,是中等职业教育国家规划教材《电工电子技术及应用技能训练》2-2的内容。电阻器元器件在电子电路中,它的使用量最大、应用范围最广,是电工电子技术最基本的基础知识,学习电阻器的识别技能对于机电专业的学生来说非常重要。

(一)教学目标

1.知识与技能:了解电阻器的主要参数及常用的标注方法,能熟练地识别常用的电阻器;

2.过程与方法:通过经历分组观察、比较、讨论、归纳、训练的探索过程,感受通过观察、比较、讨论来归纳总结出规律的科学方法;

3.情感、态度、与价值观:通过本节教学活动,培养学生良好的合作和交流的学习精神,让学生感受到对待技术必须细心观察,还要有严谨、负责的科学态度。

(二)教学重点、难点

1.重点:电阻器的主要技术参数、色环标注法及识别方法;

2.难点:色环电阻的识别。

二、教法、学法分析

(一)教法:在课堂教学中采用分组观察讨论、讲解演示法、启发归纳、学生自主探究性学习与多媒体辅助教学等教学方法,综合运用并渗透到整个课堂教学中。

(二)学法:在课堂教学中,通过教师的组织和引领,发挥学生主体性的多样化的学习方式。并积极参与到师生合作性探究性学习活动中,激励学生自主探究与合作交流学习,引导学生细心观察、善于总结,在与他人的交流中,丰富自己的思维方式,获得不同的体验和不同的发展。

三、教学过程

(一)兴趣导入

教师:(动作)首先,用电脑音箱播放音乐;然后,通过调节旋钮改变音量的大小。

(问)刚才音箱音量的高、低的改变是调节什么作用的结果?为什么能改变?

学生:电阻器。调节旋钮改变了电阻器电阻的大小,从而改变了音

教师:电阻器在电路中主要用于控制电流、电压的大小。电阻器在电子电路中,它的使用量最大,应用范围最广,品种规格很多(多媒体投影:几种电器电路板中的电阻器图片)。那么,我们怎样识别它们的种类和技术参数呢?

(二)合作探究

1.电阻器种类的识别

(学生观察、比较、讨论种类)常见的电阻器图片(投影),和几种下发的实物电阻器。

(教师实物演示,启发归纳,提问总结)按外形结构分:固定电阻、可调电阻。按制造材料分:碳膜、金属膜、水泥膜等。

2.电阻器的主要技术参数(学生自学讨论,教师提问总结,并实物演示举例说明)

(1)标称阻值

教师:什么是标称阻值?

学生:标称阻值就是在电阻器的外表所标注的阻值。例如,100Ω、3KΩ、1MΩ。

(2)允许误差

教师:什么是允许误差?

学生:电阻器的实际阻值对于标称阻值的最大误差范围称为允许误差。例如,± 5% ± 10%

(3)额定功率

教师:什么是额定功率?

学生:电阻器长期稳定工作所允许承受的最大功率。其常用值有:1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W等。

(注:这节课最终教学目标是要求同学掌握电阻器的技术语言,正确识别电阻器外表所标注的内涵。为什么先讲授电阻器的主要技术参数呢?因为,后面给同学介绍几种电阻器识别方法,都是围绕这些技术参数的知识点进行识别。所以,我就安排电阻器的技术参数内容在前。)

3.电阻器主要技术参数的标注方法

(1)直接标注法(投影图片举例说明)

电阻元件的参数可以用符号直接标注在电阻上。如标1W―表示电阻器的额定功率为1瓦; 5.1KΩ―表示电阻器的标称阻值为5.1千欧;±5%―表示电阻器的允许误差为±5%。

(2)色环标注法(学生分组观察、探究,找出规律,教师启发提问。)

第一环是第一位有效数字,第二环是第二位有效数字,第三环是有效数字后0的个数(倍率),第四环是允许误差。(投影图片举例提问)棕黑红金=10×102金=1KΩ±5%,说明标称阻值:1KΩ,允许误差:±5%。橙蓝绿银=365银=36×105银 =3.6 MΩ±10%,说明标称阻值:3.6 MΩ,允许误差:±10%。

色码含义表

4.引导启发性教学

(1)表中,12种颜色当中,除了金、银色和一个本色外,余下的10种颜色它们之间的关系有什么特点及规律?让学生找出其特有规律性(按可见光的7钟颜色的顺序排列)。

(2)如何快捷记忆?A、介绍我曾经使用的记忆的方法;B、让学生比较,找出更为适合自己快捷记忆的方法。

(三)学生实践练习及信息反馈

做法:全班分成八小组,每组发放一定数量的电阻器让学生去观察和识别其技术参数。然后,每小组各选出一名代表将其答案写在黑板上(要求先标出色环的顺序,然后写出电阻器的阻值及允许偏差值)。最后,由教师与学生代表共同即时核定答案。

(注:通过这一活动,给学生提供共同探究的空间,进一步了解电阻器的技术语言,有利于提高学生们对电阻器知识学习的兴趣和对所学知识的巩固。)

(四)课堂教学小结(由教师提示,学生完成小结)

提示:

1.本节课我给同学讲了哪些内容?

2.你了解和掌握多少种对电阻器的识别方法?

(注:以提示学生的方式进行小结,可以加深学生对本节知识的认识,提高学生表达能力,效果比教师直接表述好得多。)

四、教学反思

本节课的教学达到了预定的教学目标,其成功之处主要有如下几点:

1.课堂的导入设计较为合理,效果好,课堂教学气氛浓厚,学生的兴趣得到提升,非常有利于教学的开展。

2.对凡难杂的色码含义表,教师通过启发,让学生找出其特有规律性,帮助学生加速理解色码含义表内的在关系,有助于学生对该表的熟悉与记忆。

3.通过学生互动活动,既能加深对识别法的认识,又有助于教学内容的巩固。

4.小结是以教师提示,由学生自主与合作的方式完成,这样比教师单方给学生总结效果要好得多。

电阻器范文第7篇

如果经过正常生产的SMT回流焊接,以上部位出现缝隙(致密性问题),说明电阻耐热冲击差,电阻也会有硫化危险。灌封硅胶问题有机硅橡胶按成分有单组分和双组分两种,按固化反应类型有缩合型和加成型两类。加成型硅胶固化时没有副产物,所以电气特性和固化特性稳定,无腐蚀性,收缩率小。缺点是催化剂遇到下列物质(如硫、胺、磷化合物)易中毒,而不能固化。在DC/DC模块电源中通常使用加成型硅橡胶。加成型硅橡胶RTVS6354LV是双组分硅胶,A/B两部分硅胶按质量比1∶1混合后,含乙烯基的聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物,低相对分子质量的含氢硅油作为交联剂,在铂系催化剂作用下进行交联反应,开始固化。高温可缩短固化时间。把该硅胶送到微电子材料与元器件微分析中心,进行硅胶成分分析,结果显示硅胶成分中不含硫。虽然硅胶本身不含硫,但硅胶具有多孔结构,对空气中极性分子硫化物有较强的吸附作用[1-2]。单组分和双组分的硅胶都有这种特性。综上所述,灌封硅胶DC/DC模块电源的电阻硫化是由于周围空气中含有硫化物,而硅胶对硫化物有吸附作用,同时电阻端电极和二次保护包覆层交界不管是电镀存在的孔隙或缝隙,还是焊接工艺异常造成的缝隙,空气中的硫化物通过硅胶的吸附,硅胶具有发达的微孔结构,硅胶的比表面积达500~600m2/g[3],这样硅胶中的硫化物浓度不断增加,由于硅胶灌注在电阻上面,这样硅胶中的硫化物很容易通过电阻端电极和二次保护包覆层交界孔隙或缝隙进入到电阻面电极,导致面电极材料中的Ag被硫化,生成低电导率的硫化银,从而导致电阻的阻值增大直至开路。

防硫化电阻为了避免电阻硫化,最好的方法是使用防硫化电阻(或全薄膜工艺电阻,或插件电阻)。风华高科公司防硫化电阻(图略)是通过延长二次保护包覆层设计尺寸,同时让底层电极覆盖上二次保护,并达到一定尺寸,在电镀时,Ni层和Sn层均能容易地覆盖上二次保护层。这样避免了相对薄弱的二次保护包覆层边缘直接暴露于空气环境中,提高了产品的防硫化能力。国巨,华新科,ROHM,VISHAY等公司都有自己的防硫化电阻,设计思路是从包封、覆盖角度出发的。ROHM公司的防硫化电阻设计[4],保护层采用碳系导电树脂胶,覆盖在面电极上,并延伸到二次保护层上。另一种防硫化电阻设计是从材料角度出发,如:提高面电极Ag/Pd浆料中钯的含量,把钯的含量(质量分数)从通常的0.5%提高到10%以上,由于浆料中钯含量的提高,钯的稳定性提高了电阻抗硫化能力。实验证实,这种方法有效。总的来说,防硫化电阻设计有两种思路,一种思路是从包封覆盖角度出发,另一种思路是从材料角度出发。相对而言从材料角度出发,能更好保证电阻不被硫化。涂敷三防漆PCB单板组件涂敷三防漆,这样增加了一层保护膜,起到隔绝空气防止电阻硫化的作用。三防漆的类型有很多,如:丙烯酸类、聚氨酯类等。德国ELANTAS公司BectronPL4122E改性醇酸树脂三防漆,具有优良的特性。灌封胶的选型既然灌封硅胶对硫化物有吸附作用,导致硫化物不断积累,浓度增大,进而产生硫化作用。而模块电源为了散热(或使热分布均匀),又需要灌胶,因此灌封胶的选型就很重要。根据目前大规模工程使用情况,用高导热的聚氨酯灌封胶可避免电阻硫化的产生。全封闭设计灌胶的模块电源采用全六面封装结构。这种方法需要实践去检验,因为模块电源在它的引出脚,即:针脚周围,很难真正做到完全密闭。还有一个解决方法,就是采用真正的气密性结构设计,模块电源内部充入氮气或氩气,这个主要应用在军工或航空航天产品中。开放式结构既然硅胶对硫化物有吸附作用,还有一种方法就是舍弃灌封硅胶采用开放式结构。开放式结构要从提高电源的转换效率,器件热分布均匀,强制散热等方面去综合考虑。从目前来看,开放式结构的模块电源虽有硫化案例,但相比于采用灌封硅胶的模块,电源硫化风险大大降低。陶瓷基板电源模块电源采样陶瓷基板,直接将电阻印制在陶瓷基板上,陶瓷基板有很好的导热性。但陶瓷基板一定要涂敷三防漆,以防止在高温高湿、电场力的作用下的银迁移,从而避免线路之间出现短路。IC封装电源采用IC封装电源。由于IC封装电源和IC芯片一样,具有优良的密封性,它完全可以隔断外界含硫气体同电源内部厚膜片式电阻接触。

随着工业发展,大气中含硫气体越来越多,这些气体主要有SO2、SO3、CS2、H2S、COS。其中SO3、CS2常温下是液体,40℃以上是气体。根据前期试验和一些研究分析,对于厚膜片式电阻器的性能,SO2、SO3影响甚小,CS2几乎没有任何影响,也就是说主要是大气中H2S和COS作用。H2S和O2一起与银发生化学反应生成硫化银,COS在紫外线和一定的湿度下,产生自由基,然后与银发生反应生成硫化银。笔者对厚膜片式电阻器的硫化机理做出了阐述,并对预防措施一一做了说明,虽然是结合DC/DC模块电源产品,但对其他电子产品同样有参考意义。

作者:王能极 单位:中兴通讯股份有限公司

电阻器范文第8篇

【关键字】Zn0;压敏电阻器;致密化

1、引言

目前,不少资料认为烧成条件对陶瓷致密化和晶粒生长有着至关重要的影响[1-2]。文献表明[3],坯体的成型密度对陶瓷的致密化有直接的影响,对晶粒生长却没有明显影响。贾广平、郭亚平[4]提出提高Zn0压敏陶瓷生坯密度,不仅能加快致密化过程,而且能促进晶粒生长,提高了Zn0晶粒生长速率,同时使Zn0晶粒起始生长温度降低;北京科技大学特种陶瓷粉末冶金研究室的张文峰等[5]研究了埋粉烧结对BaTi03陶瓷致密度的影响。许多学者研究了Zn0压敏陶瓷的烧成条件,而其添加剂的含量研究是一薄弱环节。本文在同一实验条件下,探讨不同添加剂的含量对Zn0压敏陶瓷致密化过程的影响。

2、实验方法

实验以Zn0为主体,添加其他金属氧化物(Bi2O3、PbO、SnO2、MnO2、Co2O3),采用共沉淀法得到复合粉体沉淀。陈化一段时间后将所得沉淀物洗涤过滤,在100OC下烘干2-3h,研磨后600oC煅烧2h。将煅烧后粉体压制成圆片(直径15mm,厚度约1mm),经950oC烧结后计算其收缩率,密度。

3、结果与讨论

陶瓷体烧结过程中液相的作用

在液相烧结过程中,除了烧结温度,烧结时间等对其烧结体的烧结密度起决定作用外,液相的含量也直接影响着致密化过程。考察了950oC温度范围内液相的多少对致密化程度的影响(Bi2O3和PbO的熔点都比较低,在烧结过程中均形成液相,因此我们只考察Bi2O3就可以了),其它掺杂氧化物含量不变,Bi2O3的含量为0.5%,0.8%,1.0%,1.3%,1.5%,2.0%(为摩尔含量)。由于陶瓷体的体积收缩率与线收缩率之间存在如下的关系:

而测定陶瓷体直径的相对误差要比测定厚度的小,因此采用测定陶瓷体的直径来计算收缩率,即,式中为生坯的直径,为陶瓷体烧结前后的直径差。

图是950oC温度下陶瓷体收缩率与掺杂氧化物Bi2O3含量的关系。由图可知,掺杂氧化物含量不同时其收缩率有很大差别。在相同的条件下,随着掺氧化物Bi2O3量的增加,其收缩率迅速增加。大约在1.3%一1.7%范围内,其陶瓷体的收缩率最大,掺杂氧化物的含量大于1.7%后,其陶瓷体的收缩率随其含量的增加而逐渐减小。造成这种现象的原因是掺杂氧化物的含量不同在烧结过程中会出现不同的液相量,从而导致液相烧结过程中存在于Zn0颗粒之间的作用力不同所引起的。

在液相烧结过程中,烧结的动力来源于液相的毛细管作用力和液相的表面张力。Paned Z[6]的研究表明:这种动力与液相的多少有直接关系。因为,假如固体颗粒为球形的,液相的生成量决定着颗粒之间毛细管力的大小和液相的表面张力。在其它条件不变时,随着坯体内液相量由小到大变化,其作用力先是升高,到达最大值后又逐渐减小,且这种变化随着颗粒间的距离不同而不同,但变化的规律是不变的。

因此,液相量的多少对其烧结体收缩率的影响是通过颗粒间的作用力的大小来起作用的,而这种颗粒之间的作用力与液相量或者掺杂氧化物的含量有直接的关系,其中有一个最佳含量,液相量多了或者少了,都会导致同样条件下的烧结率降低。从本实验的结果可以看出,掺杂氧化物Bi2O3的含量在1.5%时,烧结体的收缩率较大。

用物理天平称量烧结前后的纳米Zn0压敏陶瓷片的重量测其失重率、致密度如表1所示。纯的ZnO的理论密度ρ理论=5.6g/cm3,因此计算瓷体的致密度可表示为R=ρ/ρ理论,ρ为ZnO陶瓷片的密度。

可以看出,随Bi浓度的升高,纳米粉体制备的压敏陶瓷片的失重率开始时变化不是不明显,当浓度超过1.0% mol后失重率变大。这是由于随着Bi2O3浓度的升的高液相增多,这也是致密度增大的原因。但掺入过多的Bi2O3时,在烧结过程中会使低熔点的Bi2O3大量的挥发产生气孔,从而使失重率增加,致密度下降。

4、结论

电阻器范文第9篇

实际上,线性驱动器所带来的益处很多,具体包括:

・避免使用复杂、昂贵的器件(补偿不断变化的正向电压需要不同型号的电阻器)。通过脉宽调制(PWM)方式调节亮度。

・由于可采用不稳定的系统电源,降低了系统成本。

・减少了所需的板卡空间。

・使用更多的LED,提高了系统效率。

・理想的LED偏置和保护功能,最大限度延长使用寿命。

在许多应用中,例如标志牌、彩虹管、广告牌、建筑照明灯、汽车照明灯、飞机照明灯等,线性驱动器都可满足相关应用的需求。

除上述优势外,对于采用电池供电且需要对电源电压进行升压的移动设备,线性驱动器也有其局限性。

下文将介绍该线性LED驱动器的优势,并为LED驱动器的部署提供建议。

恒流优势

由于具备二极管特性,LED需要恒定电流源,而不是恒定电压源。利用串联电阻器使LED电流保持恒定需要很大的电阻器压降,因此会降低系统效率。另一方面,如果系统电压或LED正向电压发生变化,串联电阻器的小电压降会导致所需的LED电流出现较大偏差。

维持恒定的LED电流,可防止因系统电压或LED正向电压变化产生的过流所导致的过热使LED受损。根据不同的LED正向电压调整串联电阻器,这种方法已经过时。LED驱动器有助于提高整个系统的亮度精确度,同时最大程度减少发光质量的降低。

图1显示采用三个标称正向电流为350mA的LED的汽车应用。选择串联电阻器困难很大:在低电池电压条件下,正向电流较低,LED亮度不足。如果出现瞬变(负载突降、双电池),LED很可能受损。在低电池电压条件下,恒流源可防止LED受损,提供更强的亮度。

极低压降提高系统效率

LED串中的最大LED数量主要取决于电阻器或LED驱动器的压降。如果采用电阻器,要想获得最恒定的电流需要较大的压降。然而,这就意味着要产生热量而不是光。线性LED驱动器可以较低的压降,提供恒定电流,这样就可以在LED串中使用更多的LED,提高整个系统的效率。TLE42xx系列的典型压降为0.5V,最大压降为0.7V,BCR4xx系列的典型压降为1.2V,最大压降为1.5V。

无须无源滤波组件

与通过升至高压为长LED链路供电的开关模式转换器不同,并联LED串独具优势:由于线性驱动器不发光,因此无须采用无源滤波组件。

用作高侧开关

TLE4241和TLE4242 LED驱动器在关断模式下,静态电流不足1μA,这使得它们适合用作高侧开关。

通过PWM调节亮度

采取两种途径调节LED的亮度:调节LED的正向电流水平或对预定义正向电流进行PWM调节。鉴于以下两点原因,建议不要采用调节正向电流的方法。首先,LED在亮度范围内,并没有在最佳效率点工作。其次,正向电流不同于标称LED电流可能会导致输出的灯光颜色改变。PWM亮度调节通过低频PWM信号调节LED输入,可解决上述两个问题。LED在单电流驱动电平条件下导通,其亮度可通过改变LED导通的平均时间进行调节。根据负载周期,该频率不应低于200Hz;通常情况下,500Hz~1kHz足以使用。PWM控制装置集成至TLE4241、TLE4242或B CR450等单芯片解决方案。BCR40xLED驱动器系列允许通过外部数字晶体管完成PWM亮度调节。

LIED诊断

为了识别故障LED,TLE42xx系列可在状态输出条件下,指示开路负载情况。它还可直接与采用至VCC的上拉电阻器的微处理器连接。图2和图3为采用英飞凌LED驱动器的不同应用。

保护与安全

LED通常具备正温度系数,即LED正向电压随着LED温度的升高而降低,导致LED随着温度上升而消耗更大的电流。这将潜在地导致热量失控和LED损毁。因此,需要对二极管电流进行控制,使其保持恒定。

TLE4xxx与BCR4xx线性恒流LED驱动器适用于恶劣的环境,例如交通照明、建筑物照明、铁路、交通或汽车应用。该产品允许瞬变电压高达45V(由型号决定),可在高达150℃的结温下工作,可承受很高的发热温度。如果系统出现故障,过流与过温保护功能可保护IC及其应用。TLE4xxx系列能够承受反向连接电源电压。

在系统电压不断变化的条件下,为了最大限度减少热量,获得恒定亮度,LED正向电压最大值应接近(但等于或低于)供电电压减去LED驱动器压降。当LED正向电压为最小值,输入电压为最大值时,LED驱动器的损耗最大。

有几种散热和防止PCB出现温度梯度的方式:

・并联使用几个小型且经济实惠的封装,但需使其在PCB上各自分离。

・使驱动器电路与功率晶体管分离。该原理也可使功率晶体管适应实际所需的二极管电流。

・采用高性能TAB封装(如小型SCT595或大型TO263封装),实现与PCB良好的热接触,将热阻降至最低。

总结

电阻器范文第10篇

关键词:热敏电阻器;二次筛选;温箱变温法

中图分类号:TM93 文献标识码:A

1 概述

热敏电阻器是由半导体材料组成,其电阻值随着温度的变化而变化。由于热敏电阻器这种独特的性能,在控制系统中得到广泛的应用,应用领域包括民用、工业、航空航天、测控等,随着电子技术的发展,控制系统更加复杂化,小型化,在航天型号武器系统中也大量的使用,为了提高航天型号武器系统产品的质量与可靠性,在热敏电阻器选用和使用过程中,引入二次筛选作为质量过程控制的有效手段,从器件入厂复验环节开始控制,复验测试变得必不可少。本项目应用研究即是基于热敏电阻器二次筛选测试的需要进行的,依据热敏电阻器标准规范的要求,通过对测试参数的选择、测试系统组建等研究,利用现有资源和专用测试夹具研制,提出温控箱变温法,以较少的开发成本,实现热敏电阻器二次筛选环节的生产测试。

2 热敏电阻测试原理

热敏电阻电气性能参数包括热敏电阻器零功率电阻值、B值或电阻比或者αT温度系数、电阻-温度特性、热时间常数τ和耗散系数δ参数等。基本的测试原理和测试方法相同,在某恒定温度环境测出某温度时对应的直流电阻值,并列表记录,不同参数特性按照相应的数学模型计算得到所需参数值,表征热敏电阻的某些特性,测试方法中比较重要的是为待测器件提供一个相对比较稳定的温场,温场温度可在需要的温度范围内变化调节,如-55℃~85℃,根据器件特性和技术要求以及参数选择,在不同温度下测得相应的电阻值。标称零功率电阻指在+25℃时测量得到的电阻值;B值或电阻比是在温度T1和T2两个温度下测的的电阻值的比,B值计算式为:

(1)

习惯上用温度系数αT来代替B,温度系数αT计算式为:

(2)

3 测试方案设计

3.1参数选择

热敏电阻器在二次筛选过程中参数的选择至关重要。有关标准规定的参数主要包括:标称零功率电阻值、B值或温度系数、耗散系数、绝缘电阻、介质耐电压等,参数较多,有些参数属于非常规测试参数,只在工厂生产时才进行测试,航天标准规定热敏电阻器测试的主要参数为标称零功率电阻值、温度系数、B值,这些参数是表现热敏电阻器基本特性的电参数,热敏电阻器分正/负温度热敏电阻器,两种器件的测试参数稍有不同。PTC热敏电阻器的零功率电阻值,随温度的升高电阻值增加,其温度系数较高。在热敏电阻器二次筛选检测选择能够表现热敏电阻器主要特性的参数进行测试评价,主要有时测试的必须参数标称零功率电阻值、温度系数或B值。

3.2 测试系统方案组成

根据热敏电阻器测试的基本原理和选择参数的测试需要,为了实现小批量生产测试,热敏电阻器测试系统主要有精密电阻测试仪、多通道转换开关、温度控制箱、专用测试夹具、低损耗电缆、控制器、测试控制软件等组成,系统组成原理框图如图所示。

图一 测试系统组成框图

工作原理:按照图一连接测试系统各设备、工装夹具,启动测试控制软件,按照预先设定的测试流程,控制器控制多通道开关转换到待测器件工位,通过数据总线控制温控箱设定好温度值,温控箱升温,达到预设温度时,保温30分钟,控制器电阻测试仪测量工位上的热敏电阻,并有控制器记录在预先设定的数据表格内,依次控制器控制多通道开关转换到下一个工位,直至所有器件在同一温度下测试完毕。如有其他温度下的测试要求,重复相同程序。对记录的数据按照测试参数进行计算处理,得到最后的结果。

3.3 专用测试夹具研制

专用测试夹具研制要注意以下几点:第一,测试的导线采取长度一样,并保证导线的电阻值相同,测试时使用设备某个工位清零便可消除所有导线带来的电阻值偏差。焊接时导线带来的误差为(5±1)mΩ,依据GJB601A-98要求误差应不大于±0.05%,5Ω器件的最大误差为±2.5mΩ,通过对工位清零实际误差为±1mΩ,测试5Ω以上的热敏电阻能满足标准要求。第二,导线连接测试夹具使用插接式,减小焊接误差的同时,方便不同夹具的使用,更好的提高工作效率。第三,夹具印制板绘制时,负极采用较宽的走线,消除阻值误差的同时,使器件的接触更加良好。

图2 测试夹具与采集卡

热敏电阻器的温箱测试,为解决批量测试的需要,如图2制作精密的测试夹具通过导线连接到数据采集卡上,并插入数字多用表实现测试。

4 参数测试的实现与实验数据分析

通过分析研究,研制了专用测试夹具,建立了相应的测试系统,为验证热敏电阻器的测试数据准确性、一致性,选择正、负两种不同厂家生产的热敏电阻器进行测试。MZ11A-1kΩ±20%正温度热敏电阻器和MF13-100Ω±20%负温度热敏电阻器。

1)标称零功率电阻值测试

标准规定标称零功率电阻值是在某一规定温度(优先25℃)下,测量热敏电阻器的直流电阻值。根据标准和手册指标规定将EW0407温箱调节到25℃,并放入测试夹具,在测试设备2700上读出器件的阻值。

器件 指标 实测值 厂家数据 结论

MZ11A-1kΩ±20% 0.8kΩ-1.2kΩ 1.04kΩ 1.04kΩ 符合

MF13-100Ω±20% 80Ω-120Ω 96Ω 97Ω 符合

表1 两只器件零功率电阻值测试结果

从表1的测试数据看出,使用温箱测试零功率电阻值的结果与厂家提供测试数据基本相同,在标准所规定的条件下,满足测试要求。测试时需要注意,为保证测量结果的准确,器件需要在温箱稳定一段时间在进行读数。

2)温度系数测试

温度系数是热敏电阻器的电阻值随阻体温度的变化率,以%/℃表示。

温度系数计算公式

(3)

公式1中T1和T2的温度,标准要求一般为25℃和85℃,所以测试时在25℃和85℃测试器件的零功率电阻值。

器件 指标 25℃

阻值 85℃

阻值 温度

系数 厂家

数据 结论

MZ11A-1kΩ±20% (2-6)%/℃ 1.04kΩ 11.5kΩ 4.01%/℃ 4.09%/℃ 符合

表2 MZ11A器件温度系数测试结果

表2厂家给出器件的温度系数指标范围较广,在测试85℃的电阻值时,只要器件在5kΩ到30kΩ就能满足器件指标要求,使用温箱筛选测试,能充足的满足器件要求。

3) B值的测试

B值又称材料常数,是表征热敏电阻随阻体温度变化而变化的趋势常数,单位为K。B值计算公式:

(4)

公式2中的T1和T2的温度,标准要求一般为25℃和85℃,进行计算时使用开式温度,所以通过对公式简化得到公式3。T1和T2的开式温度值为298.15K和358.15K。器件 指标 25℃

阻值 85℃

阻值 B值 厂家

数据 结论

MF13-100Ω

±20% 2160K-3630K 96Ω 19.5Ω 2837K 2875K 合格

表3 MZ13器件值测试结果

表3的数据结果显示,B值的测试结果基本与温度系数相同,都是由于指标范围广,筛选测试的结果能充分满足标准要求。

结语

通过分析比较热敏电阻器测试方法,结合元器件二次筛选工作实际,提出温箱变温法,利用现有资源,开发专用测试夹具,解决热敏电阻器二次筛选参数测试问题,实现快速、低成本开发。具有较好的实用价值。

参考文献

[1] GJB601A-98,热敏电阻器总规范[S].

[2] QJ1698-89,热敏电阻器测试规范[S].

[3] 宏明电子股份有限公司产品手册[Z].2010.

[4] 武汉海创电子有限公司产品手册[Z].2009.

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