為什么選擇10Ω電阻？

硬件器件選型往往由產(chǎn)品的設(shè)計思路所決定，包括對技術(shù)參數(shù)的要求，可靠性和成本的考量等。通過權(quán)衡各種因素，選擇最適合項目需求的硬件器件，以確保電路或系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和成本效益，是硬件工程師的必修課。這是我們開源產(chǎn)品項目“CW32數(shù)字電壓電流表”的原理圖中有關(guān)電源部分的設(shè)計：

項目開源鏈接：

https://oshwhub.com/heyh/cw32-VAmeter

近些天來，很多朋友在學(xué)習(xí)交流群中發(fā)問，圖中為何使用10歐姆電阻串聯(lián)接入電源輸入？我們站在此產(chǎn)品設(shè)計的角度上，再詳細(xì)的講述一下原因。

10Ω電阻在這里有兩個作用：

01 在電路中充當(dāng)分壓電阻

工程的開源鏈接已寫明：串聯(lián)小電阻（10Ω）來進(jìn)行分壓操作，從而減少在高電壓供電情況下LDO由于較大的壓差導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重的問題。

02 在電路中充當(dāng)保險絲

這一點是我要在本文重點要講的，在很多產(chǎn)品設(shè)計中，出于成本考慮，會使用電阻代替保險絲，在本產(chǎn)品使用0603封裝的10Ω電阻也是用作替代保險絲合理考量。

這個器件參數(shù)的選型當(dāng)然也不是空穴來風(fēng)，可以根據(jù)常規(guī)厚膜片式固定電阻器的數(shù)據(jù)手冊通過理論計算得到：

由此可見，0603封裝的電阻，功率在100mW。根據(jù)P=UI=I2R求得10Ω電阻，額定電流為100mA。而CW32數(shù)字電壓電流表這個產(chǎn)品，最大供電電流不會超過100mA。當(dāng)后面電路發(fā)生短路時，短路電流超過100mA時，電阻功率變大，溫度升高，直至熔斷。這就是使用普通電阻充當(dāng)保險絲的原理。那么，又有讀者可能心里會有疑惑，既然普通的電阻可以發(fā)揮保險絲的功能，那為什么在一些產(chǎn)品中用成本更高的保險絲而非電阻呢？

我們打開一份同為0603封裝的貼片自恢復(fù)保險絲的數(shù)據(jù)手冊，在電氣特性(Electrical Characteristic)一欄中，有一個很重要的指標(biāo)：Maximum time to trip（最大動作時間）。

Maximum Time to Trip（最大動作時間）對于自恢復(fù)保險絲（PPTC）來說，具有非常重要的意義。

Maximum Time to Trip是指在規(guī)定的動作電流（Itrip）下，PPTC從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)所需的最長時間。這個時間參數(shù)是在特定的測試條件下測得的，如規(guī)定的溫度（通常為25°C）和靜止的氣流環(huán)境。

當(dāng)電路中出現(xiàn)過載或短路等異常情況時，流經(jīng)PPTC的電流會迅速增大。PPTC會在一定時間內(nèi)響應(yīng)并轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，以限制電流的大小，從而保護(hù)電路中的其他元件免受損害。Maximum Time to Trip參數(shù)確保了PPTC在足夠短的時間內(nèi)作出響應(yīng)，以提供有效的電路保護(hù)。在對可靠性有著嚴(yán)格要求的產(chǎn)品中，必須使用保險絲，保證能夠及時的保護(hù)后端電路甚至是用戶的生命財產(chǎn)安全。然而，這樣一顆自恢復(fù)保險絲的價格，往往在1毛以上的價格，相比于僅僅只有幾厘錢的貼片電阻來講，價格上確是云泥之別。而在KK級的產(chǎn)品量產(chǎn)里面，這就是動輒數(shù)十萬元的成本。而你，我的朋友，你有沒有關(guān)注過這些有趣的產(chǎn)品設(shè)計因由？

歡迎在評論區(qū)討論。

最后，附上產(chǎn)品的原理圖：

審核編輯 黃宇