硬件基本功--电阻/电容/电感/二极管

news2024/11/20 11:42:10

一、电阻

电阻的主要参数:阻值、精度、封装、功率、耐压

电阻在电路中的作用:分压、限流、采样、偏置等等

阻值:103 = 10*1000 = 10KΩ

电阻流过电流,就会有压降,从而产生功率损耗

电阻封装、功率、耐压的关系:电阻的封装越大,功率越大。

电源输入端加入RC滤波,可以防止开关闭合瞬间产生的尖峰对电路影响,这个尖峰很大,必须吸收掉。

零欧姆电阻的作用:

1. 连接数字地和模拟地,防止直接共地产生干扰。

2. 调试电源,隔离作用:先把电源部分进行测试,输出正确的电压后,再通过0Ω电阻连接后级电路

3.用作跳线,预留位置,以便后期调试。

    

零欧姆电阻的额定电流和封装的关系:

二、电容

电容在电路中的作用:隔直通交,储能、滤波、延时、相位补偿(频率补偿)、波形变换、信号耦合等等

精度:常用5%、10%、20%

材料:瓷片电容常用X5R、X7R,COG,NPO,材料主要是与工作温度有关。

极性电容:电解电容、钽电容、固态电容

大电容常用于储能或者低频滤波,小电容用于高频滤波

容值单位:1F = 10^3mF = 10^6uF = 10^9nF = 10^12pF 

电解电容PCB布局的时候要远离发热源:

1.电解液会挥发,容值下降

2.寿命减小

三、电感

电感的主要参数:感值、精度、额定电流、品质因数ESR等。

电感在电路中的作用:通直隔交、储能、滤波

单位:H,亨利(henry),简称亨。1H = 10^3mH  = 10^6uH

直流电阻(DCR):越小越好,该电阻是消耗电感的储存能量

电感的应用举例:

1.储能电感:存储能量和传递能量,BUCK电源运用

2.电源滤波:通直隔交

四、二极管

最大整流电流If:最大平均值

最大反向工作电压Ur:反向电压最大值

反向电流Ir

二极管导通电压的测量方法:

续流二极管:利用二极管的单向导电性,使用肖特基二极管,压降小。

在继电器的使用场合中,继电器的线圈相当于一个电感,继电器在开关切换时,会有电磁感应电压UL,UL比较大,需要加一个续流二极管,吸收尖峰电压,进而保护三极管。

继电器关闭期间,给线圈提供一条续流回路

续流二极管的选型:续流二极管的平均电流要大于继电器线圈电流的2倍以上。

4.1续流二极管的作用

在DC/DC电源中的作用:在电子开关期间,给电感提供一条持续的通路。

电子开关on时:储能

电子开关off时:释放能量

电子开关  关闭时时:电流流向 

如果没有续流二极管(没有电流通路),电感的感应电压比较大,因为UL = L * dI / dt

4.2 钳位保护电路

二极管钳位电路原理:利用二极管的单向导通特性,当二极管负极电压大于正极时,二极管截止。当正极电压大于负极并且导通之后,二极管两端电压被钳位在它的导通压降上,一般为0.7V

 

钳位保护电路:保护单片机的IO口

反向恢复时间Trr:肖特基二极管最好

 4.3 稳压二极管

稳压二极管:由一个PN结组成,反向击穿后在一定的电流范围内,端电压基本不变,为稳定电压。正向导通和普通二极管特性相同,导通电压为0.7V。

稳定电压Uz,最小稳压电流Iz,最大稳压电流Izm,

Ui一定要大于Uz,电流Iz要小于最大Izm,不能大于稳压管最大功耗

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