一、电阻选型
1.1安装方式
贴片电阻 | 体积小,适用于SMT生产;功率小;易拆解 |
插件电阻 | 体积大;功率大;不易脱落 |
1.2阻值
电阻的阻值是离散的,其标称阻值根据精度分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列,分别适用于允许偏差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的电阻器。其中E24系列为常用数系,E48、E96、E192系列为高精密电阻数系。
E24系列:1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1
E96系列:1.00、1.02、1.05、1.07、1.10、1.13、1.15、1.18、1.21、1.24、1.27、1.30、1.33、1.37、1.40、1.43、1.47、1.50、1.54、1.58、1.62、1.65、1.69、1.74、1.78、1.82、1.87、1.91、1.96、2.00、2.05、2.10、2.15、2.21、2.26、2.32、2.37、2.43、2.49、2.55、2.61、2.67、2.74、2.80、2.87、2.94、3.01、3.09、3.16、3.24、3.32、3.40、3.48、3.57、3.65、3.74、3.83、3.92、4.02、4.12、4.22、4.32、4.42、4.53、4.64、4.75、4.87、4.99、5.11、5.23、5.36、5.49、5.62、5.76、5.90、6.04、6.19、6.34、6.49、6.65、6.81、6.98、7.15、7.32、7.50、7.68、7.87、8.06、8.25、8.45、8.66、8.87、9.09、9.31、9.53、9.76
贴片电阻的丝印有以下三种情况:
①带有三位或四位数字
三位数字表示5%精度,前两位表示数值,最后一位表示指数。例如:103=10*10e3=10K
四位数字表示1%精度,前三位表示数值,最后一位表示指数。例如:1003=100*10e3=100K
②带有字母“R”
使用该丝印的电阻阻值一般较小,将R看作小数点,前面的数字为有效值。
例如:22R0=22.0Ω,100R=100Ω。
③两数字加一字母
这个方法就是用代码表示数字,对应E96标准。丝印为两个数字加一个字母的电阻,一般是精密电阻,这种精密贴片电阻是对某一个优先数进行编码,然后通过代码找到其代表的数值。对应的代码查询表如下:
例如:88A=806*e0=806Ω。
1.3封装
1.4功率
电阻的额定功率主要由封装决定,对应如下:
0201 | 0402 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 2512 |
1/20W | 1/16W | 1/16W | 1/10W | 1/8W | 1/4W | 1W |
1.5耐压
对应封装与耐压如下:
0201 | 0402 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 2512 |
15V | 25V | 50V | 100V | 150V | 150V | 150V |
1.6零欧电阻
零欧电阻又称跨接电阻器,并非真正电阻为0,而是用于特殊用途的电阻值很小的电阻器。
零欧电阻作用如下:
- 作为跳线使用
- 用作调试
- 测量大电流
- 单点接地
- 充当保险丝
- 连接数字地与模拟地
零欧电阻实际最大阻值有10mΩ、20mΩ、50mΩ。
对应不同封装的过流能力如下:
0201 | 0402 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 2512 |
0.5A | 1A | 1A | 2A | 2A | 2A | 2A |
二、电容选型
2.1电容参数
2.1.1电容值
常用电容标称值如下:
0.5pF, 0.8pF, 1.0pF, 1.1pF, 1.2pF, 1.3pF, 1.5pF, 1.6pF, 1.8pF, 2.0pF, 2.2pF, 2.4pF, 2.7pF, 3.0pF, 3.3pF,3.6pF, 3.9pF, 4.0pF, 4.3pF, 4.7pF, 5.0pF, 5.1pF, 5.6pF, 6.0pF, 6.2pF, 6.8pF, 7.0pF, 7.5pF, 8.0pF, 8.2pF, 9.0pF,9.1pF, 10pF, 11pF, 12pF, 13pF, 15pF, 16pF, 18pF, 20pF, 22pF, 24pF, 27pF, 30pF, 33pF, 36pF, 39pF, 43pF,47pF, 51pF, 56pF, 62pF, 68pF, 75pF, 82pF, 91pF;100pF, 110pF, 120pF, 130pF, 150pF, 160pF, 180pF, 200pF, 220pF, 240pF, 270pF, 300pF, 330pF, 360pF,390pF, 430pF, 470pF, 510pF, 560pF, 620pF, 680pF, 750pF, 820pF, 910pF;
1nF, 1.2nF, 1.5nF, 1.8nF, 2.2nF, 2.7nF, 3.3nF, 3.9nF, 4.7nF, 5.6nF, 6.8nF, 8.2nF, 10nF, 15nF, 22nF, 33nF,47nF, 68nF, 100nF, 150nF, 220nF, 330nF, 470nF, 680nF;
1μF, 1.5μF, 2.2μF, 3.3μF, 4.7μF, 6.8μF, 10μF, 22μF, 33μF, 47μF, 68μF, 100μF;
2.1.2耐压
耐压值与封装有关。封装越大,耐压越大。电容耐压值要达到线路电压的2倍或更多。
2.1.3阻抗
电容在谐振频率处阻抗最低,滤波效果最好。
2.1.4ESR与ESL
ESR为等效串联电阻,ESL为串联等效电感。
-
ESR 导致 损耗和发热,影响效率和寿命;
-
ESL 导致 高频失效,破坏滤波和信号完整性;
2.2陶瓷电容
陶瓷电容MLCC是片层多层陶瓷电容器。
陶瓷电容分为三类(一般不适用III类):
类型 | 材料代号 | 介电常数 | 温度特性 | 容量稳定性 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|---|
I类 | C0G/NPO | 低 (10~100) | ±30ppm/℃(近乎线性) | 极高 | 高频LC谐振、射频匹配 |
II类 | X7R/X5R | 中 (1000~4000) | ±15%容差(-55℃~125℃) | 中等 | 电源退耦、滤波 |
III类 | Y5V/Z5U | 高 (5000~20000) | +22%/-82%容差(-30℃~85℃) | 极差 | 低频旁路、非关键电路 |
其容量范围为0.5pF~100uF。
2.3铝电解电容
铝电解电容是电源电路中大容量储能和低频滤波的核心元件,以其超高容量体积比(μF~F级)和低成本优势,广泛应用于电源、工控、消费电子等领域。
类型 | 电解液 | 特点 | 适用场景 |
---|---|---|---|
液态电解 | 乙二醇溶液 | 容量大、成本低,但ESR较高、寿命较短(易干涸) | 普通电源滤波、低频电路 |
低ESR液态 | 改良电解液 | ESR降低30%~50%,寿命延长(>5000小时@105℃) | 开关电源输出滤波 |
固态聚合物 | 导电聚合物 | ESR极低(<10mΩ)、无漏电、寿命长(>50万小时),但耐压≤100V、成本高 | 主板CPU供电、高频DC-DC模块 |
容量范围为1uF~2,2F,随频率升高而下降。
对应ESR范围分为:普通型(50~1000mΩ),低ESR型(10~50mΩ,用于开关电源),超低ESR型(<10mΩ,固态电解)
2.4钽电容
钽电容以其超高体积效率(单位体积容量最大)和优异的稳定性,成为高端电子设备中铝电解电容的升级方案。尤其在空间受限(如医疗植入设备、航空航天)和要求长寿命的场景中不可替代。
钽电容具有浪涌电流敏感与电压降额要求严苛的缺陷。
电压降额:
-
MnO₂钽电容: Vwork≤0.5×VratedVwork≤0.5×Vrated
-
聚合物钽电容: Vwork≤0.8×VratedVwork≤0.8×Vrated
浪涌电流防护:
-
必加串联电阻(仅对MnO₂型):
Rseries≥Vin_maxIsurgeRseries≥IsurgeVin_max(IsurgeIsurge参考厂商值,如AVX规定≤1A)
-
替代方案:选用聚合物钽电容(无需限流电阻)
钽电容选型后必须进行浪涌测试(ISO 7637-2标准)和加速老化试验(85℃/85%RH,1000小时)
2.5安规电容
安规电容是用于电气安全防护的特殊电容。当电容损坏时,必须通过开路模式(而非短路)避免触电或火灾风险。其失效后不会导致电击或危及人身安全。
1. X电容(跨线电容)
-
位置:并联在火线(L)与零线(N) 之间
-
作用:滤除差模干扰(如电网突波)
2. Y电容(旁路电容)
-
位置:跨接在初级与次级之间(L-GND 或 N-GND)
-
作用:滤除共模干扰(如开关电源高频噪声)
差模干扰:任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
共模干扰:任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差。
2.6不同类型电容对比
对比项 | 安规电容 | 普通电容 |
---|---|---|
失效模式 | 强制开路(安全) | 可能短路(危险) |
认证要求 | 必须通过UL/ENEC | 无需认证 |
介质材料 | MKP/NPO(高可靠性) | 涤纶/瓷片(成本优先) |
价格 | 高(2~5倍) | 低 |
应用场景 | 跨初次级/电网滤波 | 板级退耦/信号耦合 |
特性 | 钽电容 (MnO₂) | 钽电容 (聚合物) | 铝电解电容 | 陶瓷电容 (MLCC) |
---|---|---|---|---|
体积效率 | ★★★★ | ★★★★★ | ★★ | ★★ |
ESR | 50~500mΩ | 5~30mΩ | 20~1000mΩ | <10mΩ |
电压敏感性 | 极高(需50%降额) | 高(需80%降额) | 中 | 低 |
高频特性 | 差(<100kHz) | 中(<500kHz) | 差(<10kHz) | 优(>1GHz) |
失效危险性 | 起火爆炸 | 短路 | 漏液 | 裂纹 |
使用场景 | 高频滤波、耦合和维持电压 | 低频滤波和大电流负载 | 高频率滤波和耦合 |