為什么選擇10Ω電阻？

硬件器件選型往往由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路所決定，包括對(duì)技術(shù)參數(shù)的要求，可靠性和成本的考量等。通過(guò)權(quán)衡各種因素，選擇最適合項(xiàng)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(kāi)源產(chǎn)品項(xiàng)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(jì)：

項(xiàng)目開(kāi)源鏈接：

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

近些天來(lái)，很多朋友在學(xué)習(xí)交流群中發(fā)問(wèn)，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(jì)的角度上，再詳細(xì)的講述一下原因。

10Ω電阻在這里有兩個(gè)作用：

01 在電路中充當(dāng)分壓電阻

工程的開(kāi)源鏈接已寫(xiě)明：串聯(lián)小電阻（10Ω）來(lái)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(wèn)題。

02 在電路中充當(dāng)保險(xiǎn)絲

這一點(diǎn)是我要在本文重點(diǎn)要講的，在很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，出于成本考慮，會(huì)使用電阻代替保險(xiǎn)絲，在本產(chǎn)品使用0603封裝的10Ω電阻也是用作替代保險(xiǎn)絲合理考量。

這個(gè)器件參數(shù)的選型當(dāng)然也不是空穴來(lái)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(cè)通過(guò)理論計(jì)算得到：

由此可見(jiàn)，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(gè)產(chǎn)品，最大供電電流不會(huì)超過(guò)100mA。當(dāng)后面電路發(fā)生短路時(shí)，短路電流超過(guò)100mA時(shí)，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(xiǎn)絲的原理。那么，又有讀者可能心里會(huì)有疑惑，既然普通的電阻可以發(fā)揮保險(xiǎn)絲的功能，那為什么在一些產(chǎn)品中用成本更高的保險(xiǎn)絲而非電阻呢？

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

Maximum Time to Trip（最大動(dòng)作時(shí)間）對(duì)于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（PPTC）來(lái)說(shuō)，具有非常重要的意義。

Maximum Time to Trip是指在規(guī)定的動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間參數(shù)是在特定的測(cè)試條件下測(cè)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(guò)載或短路等異常情況時(shí)，流經(jīng)PPTC的電流會(huì)迅速增大。PPTC會(huì)在一定時(shí)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(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)，以提供有效的電路保護(hù)。在對(duì)可靠性有著嚴(yán)格要求的產(chǎn)品中，必須使用保險(xiǎn)絲，保證能夠及時(shí)的保護(hù)后端電路甚至是用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。然而，這樣一顆自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的價(jià)格，往往在1毛以上的價(jià)格，相比于僅僅只有幾厘錢(qián)的貼片電阻來(lái)講，價(jià)格上確是云泥之別。而在KK級(jí)的產(chǎn)品量產(chǎn)里面，這就是動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)元的成本。而你，我的朋友，你有沒(méi)有關(guān)注過(guò)這些有趣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)因由？

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最后，附上產(chǎn)品的原理圖：

審核編輯 黃宇