您真的吃透了電阻的用法嗎?

電阻作為一種最基本電子元器件，廣泛運(yùn)用在各種電路中，通常我們也認(rèn)為電阻是用法最簡(jiǎn)單的一種電子元器件，除了功率外，沒(méi)有過(guò)多的講究。如果今天我說(shuō)就這個(gè)小小的電阻，許多資深電子工程師都不一定真正懂得如何用，您相信嗎？

在選用電阻的時(shí)候，如果避除高頻電路的特殊應(yīng)用，一般我們只考慮電阻的功率，對(duì)于普通工程師，只要能通過(guò)流過(guò)電阻的電流選擇合適的功率，就可算做合格，如果能考慮到瞬時(shí)功率，就可以算做不錯(cuò)的工程師。但要能真正正確使用電阻，只有做到這兩點(diǎn)還不夠，看了下面的文字您就會(huì)明白，原來(lái)用電阻還有這么多講究。

注：后面內(nèi)容是我個(gè)人對(duì)一些實(shí)際應(yīng)用做出的理解，不一定完全正確，只做參考。

先看一個(gè)簡(jiǎn)單的電路圖，是通過(guò)采樣電阻R1和R2對(duì)流過(guò)LED燈的電流采樣，然后調(diào)整PWM輸出，以保證不同電壓下流過(guò)LED燈的電流恒定。

圖1.LED電流采樣原理圖

這個(gè)電路圖有一個(gè)讓人納悶的地方，為什么采樣電阻要用兩個(gè)？?jī)蓚€(gè)3.9歐的電阻，好像用一個(gè)2歐的電阻也沒(méi)什么問(wèn)題啊？就算是電流比較大，我們可以選用更大功率的電阻來(lái)解決，裝一個(gè)電阻比裝兩個(gè)電阻要簡(jiǎn)單方便，這樣的電路著實(shí)讓人有點(diǎn)迷糊。

以我個(gè)人的理解，這種電路形式有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 多個(gè)電阻更利于散熱，兩個(gè)1W的2歐電阻并聯(lián)使用和一個(gè)2W的1歐電阻單獨(dú)使用，流過(guò)同樣的電流，大多數(shù)時(shí)候兩個(gè)電阻并聯(lián)使用溫升要小，電阻在溫度高（比如高于70攝氏度）的條件下可以承受的功率會(huì)明顯下降，這樣兩個(gè)電阻并聯(lián)的電路效果會(huì)更好。

2.多個(gè)電阻可以通過(guò)電阻的組合得出更理想的電阻值，比如實(shí)際應(yīng)用中1.95歐電阻比2歐電阻更合適，如果想直接買(mǎi)一個(gè)1.95歐的電阻肯定沒(méi)有兩個(gè)3.9歐的電阻方便，因?yàn)?.9歐是常用標(biāo)準(zhǔn)阻值，而1.95歐不是。

再看一個(gè)電源類產(chǎn)品中常見(jiàn)的電路，這個(gè)電路就更加“古怪”，圖中是R4和R5串聯(lián)、R6和R7串聯(lián)、R8和R9串聯(lián)。

圖2.某電源AD-DC驅(qū)動(dòng)原理圖

這個(gè)電路中R4和R5的阻值之和通常為1M~1.5M，也就是說(shuō)只要這兩個(gè)電阻的阻值和在這個(gè)范圍內(nèi)都可以接受，對(duì)電路功能沒(méi)有明顯影響。于是這里就引出一個(gè)疑問(wèn)，為什么這里要用兩個(gè)電阻串聯(lián)呢？

如果是功率原因，就算是230V的交流，一個(gè)1M的電阻承受的功率會(huì)符合此公式：

P=(230*1.414)*(230*1.414)/1000000=0.105625W，只要選用一個(gè)1/8的電阻就夠用了，用功率來(lái)解釋說(shuō)不通。

這種電路涉及到電阻兩個(gè)容易被大家忽略的參數(shù)“最大耐壓值”和“最大工作電壓”，電阻除了阻值、額定功率外，還有兩個(gè)重要參數(shù)是最大耐壓值和最大工作電壓，比如常見(jiàn)的1/4W插件電阻，通常最大耐壓值是500V、最大工作電壓為250V。

再來(lái)看上面的電路，如果我們把R4和R5合并成一個(gè)1/4W 1M的插件電路，功率上講是沒(méi)有問(wèn)題的，但是230V交流通過(guò)整流橋后可以產(chǎn)生最高325V的直流電壓，這樣就會(huì)讓這個(gè)電阻長(zhǎng)時(shí)間工作在300V左右的電壓下，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)損壞這個(gè)電阻，但如果是用兩個(gè)510K的電阻串聯(lián)，每個(gè)電阻只分到大約150V的電壓，就可以保證電路長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

另外還有溫度系數(shù)，通常是用ppm來(lái)表示，分為正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種，這個(gè)參數(shù)電阻廠家往往也不太在意，在實(shí)際應(yīng)用中就需要工程師根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。前面圖1中的3.9歐電阻對(duì)電流進(jìn)行采樣，U=R*I，電流越大，電壓就越高，控制方法是電壓大于指定值就減小輸出PWM，電壓小于指定值就加大輸出PWM。恒流電路和采樣電阻在工作中會(huì)發(fā)熱，如果我們選擇正溫度系數(shù)電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻阻值增大，同樣的電壓，所需的電流就減小，這樣實(shí)際控制的電流就會(huì)往下減小一些，減少電路的發(fā)熱量，從而可以讓電路更加穩(wěn)定可靠。