關(guān)于為什么需要使用“0歐姆電阻”這個問題??
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我們直接用PCB走線即可以實(shí)現(xiàn)一個“0歐姆”的功能,那我們?yōu)槭裁催€需要焊接一個“0歐姆電阻”呢?
0歐姆電阻因?yàn)橛幸恍?yīng)用場景不得不使用。所以,我們其實(shí)在電路設(shè)計(jì)的過程中還是經(jīng)常使用到的一個 特殊電阻器。0歐姆電阻又稱為跨接電阻器,是一種特殊用途的電阻,0歐姆電阻的阻值并非真的為零(那是超導(dǎo)體干的事情),正因?yàn)橛凶柚?,也就和常?guī)貼片電阻一樣有誤差精度這個指標(biāo)。電阻廠家對0歐姆貼片電阻有三個精度等級,如圖29.1所示,分別是F檔(≤10mΩ)、G檔(≤20mΩ)、J檔(≤50mΩ)。也就是說,0歐姆電阻的阻值小于或等于50mΩ。正是由于0歐姆電阻的特殊性,所以它的阻值和精度的標(biāo)注方法比較特殊。0歐姆電阻的器件資料都會標(biāo)注上這些參數(shù),如圖所示。

我們經(jīng)常在電路中見到0歐姆的電阻,對于新手來說,往往會很迷惑:既然是0歐的電阻,那就是導(dǎo)線,為何要裝上它呢?還有這樣的電阻市場上有賣嗎?
一、0歐姆電阻的功能
其實(shí)0歐姆的電阻還是有用的。大概有以下幾個功能。
(1)作為跳線使用。這樣既美觀,安裝也方便。即我們某個電路在最終設(shè)計(jì)定稿時,可能斷開也可能短接,此時使用0歐姆電阻作為跳線。這樣的操作,很可能避免一次PCB改板?;蛘呶覀儌€電路板,可能需要做兼容設(shè)計(jì),我們使用0歐姆電阻實(shí)現(xiàn)兩種電路連接方法的可能性。
(2)在數(shù)字和模擬等混合電路中,往往要求兩個地需要分開,并且單點(diǎn)連接。我們可以用一個0歐姆的電阻來連接這兩個地,而不是直接連在一起。這樣做的好處就是,地線被分成了兩個網(wǎng)絡(luò),在大面積鋪銅等處理時,就會方便得多。并且我們可以選擇是否對兩個地平面進(jìn)行短接。附帶提示一下,這樣的場合,有時也會用電感或磁珠等來連接。
(3)做保險(xiǎn)絲用。由于PCB上走線的熔斷電流較大,如果發(fā)生短路過流等故障時,很難熔斷,可能會帶來更大的事故。由于0歐姆電阻電流承受能力比較弱(其實(shí)0歐姆電阻也是有一定的電阻的,只是很小而已),過流時就先將0歐姆電阻熔斷了,從而將電路斷開,防止了更大事故的發(fā)生。有時也會用一些阻值為零點(diǎn)幾或幾歐的小電阻來做保險(xiǎn)絲。不過不太推薦這樣來用,但有些廠商為了節(jié)約成本,就用此將就了。這樣的用法不安全,極少這樣使用。
(4)為調(diào)試預(yù)留的位置。可以根據(jù)需要,決定是否安裝,或者其他的值。有時也會用*來標(biāo)注,表示由調(diào)試時決定。
(5)作為配置電路使用。這個作用與跳線或撥碼開關(guān)類似,但是通過焊接固定上去的,這樣就避免了普通用戶隨意修改配置。通過安裝不同位置的電阻,就可以更改電路的功能或設(shè)置地址。例如,某些電路板的版本號通過高低電平的方式獲取,我們可以選用0歐姆實(shí)現(xiàn)不同版本高低電平的變更。
二、0歐姆電阻的功率
0歐姆電阻的規(guī)格,一般是按功率來分,如1/8W、1/4W等。表列出了0歐姆電阻不同封裝所對應(yīng)的通流能力。
不同封裝0歐姆電阻通流能力
封裝類型? ? ? ? ? ? ? ?額定電流(最大過負(fù)荷電流)
0201? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0.5A (1A)
0402? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1A (2A)
0603? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1A (3A)
0805? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2A (5A)
1206? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2A (5A)
1210? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2A (5A)
1812? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2A (5A)
2010? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2A (5A)
2512? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2A (5A)
三、模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)接地
只要是地,最終都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在壓差,容易積累電荷,造成靜電。地是參考0電位,所有電壓都是參考地得出的,地的標(biāo)準(zhǔn)要一致,故各種地應(yīng)短接在一起。人們認(rèn)為大地能夠吸收所有電荷,始終維持穩(wěn)定,是最終的地參考點(diǎn)。雖然有些板子沒有接大地,但發(fā)電廠是接大地的,板子上的電源最終還是會返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥,理由如上,我們可以用以下4種方法解決此問題。
(1)用磁珠連接:磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器,只對某個頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用,使用時需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率,以便選用適當(dāng)型號。對于頻率不確定或無法預(yù)知的情況,磁珠不合。
(2)用電容連接:電容隔直通交流,造成浮地,不能實(shí)現(xiàn)等電勢的效果。
(3)用電感連接:電感體積大,雜散參數(shù)多,不穩(wěn)定。
(4)0歐姆電阻連接:阻抗可控范圍,阻抗足夠低,不會有諧振頻點(diǎn)等問題。
四、0歐姆電阻如何降額?
0歐姆電阻一般只標(biāo)注額定最大電流,和最大電阻。而降額規(guī)范一般針對普通電阻,很少單獨(dú)描述0歐姆電阻如何降額。我們可以通過歐姆定律計(jì)算,用0歐姆電阻的額定電流乘以最大電阻,例如,額定電流1A,最大電阻50mΩ,則我們認(rèn)為其能允許的最大電壓為50mV。但是0歐姆在實(shí)際的使用場景中,我們非常難測試其實(shí)際電壓,一是電壓非常小,二是一般用于短接,短接兩端的壓差是波動的。
所以,一般我們簡化這個過程,直接使用額定電流降額50%使用。例如,我們用電阻連接兩個電源平面,電源供電是1A,則我們近似認(rèn)為電源和GND的電流都是1A,按照我們剛剛所述的簡單降額方法,選擇2A的0歐姆電阻進(jìn)行短接。

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