【電源電路各個電阻的計(jì)算】

引言

電源里面用量很大的一個元器件，電阻。

根據(jù)個人的經(jīng)驗(yàn)，大致的聊下電阻的相關(guān)內(nèi)容，也希望同行提供些資料，一起學(xué)習(xí)，探討一下，順便給新人提供點(diǎn)參考。

放電電阻

R1,R2,R3,R4的放電電阻取值。

IEC60950，IEC60065都有規(guī)定放電時間對應(yīng)放電電壓的。

X電容超過0.1uF的話基本要加上這4個電阻了。

IEC60950規(guī)定1s內(nèi)電壓需下降至37%，IEC60065規(guī)定2S內(nèi)電壓需降至35V。

一般情況都是通過測試去判定，1S內(nèi)plug端的電壓(240VrmsX1.4.1=340Vpeak)下降到初始電壓的37%(125.8Vpeak)就pass了。

至于采用4個組成2串2并，好像是有要求放電電阻有一個失效，也要能把X電容的電放掉。

附參考圖：X電容為334/340V R1=R2=R3=R4=1.5M。

放電時間與放電電壓波形如圖。

R1，R2，R3，R4一般采用0805的封裝精度采用5%。如果輸入是277的話，就要采用2并3串的方法了。（0805的耐壓問題）

由于與待機(jī)功耗和PCB尺寸有關(guān)，所以很多公司都推出替代方案，取消X電容的泄放電阻，采用IC去放掉X電容的電。

也有小功率的干脆不用X電容，也可以省掉幾個電阻，減小待機(jī)功耗，或者IC從這個位置取電，降低待機(jī)功耗。

電阻的國際標(biāo)準(zhǔn)

國標(biāo)電阻數(shù)值E數(shù)列認(rèn)讀

為了使工廠生產(chǎn)的電阻符合標(biāo)準(zhǔn)化的要求，同時也為了使電阻的規(guī)格不致太多，國家有關(guān)部門規(guī)定了一系列的阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，這一系列的阻值就叫做電阻的標(biāo)稱阻值。

電阻的標(biāo)稱阻值分為E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列，分別適用于允許偏差為±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的電阻器。其中

E24系列為常用系列，E24、E12和E6系列也適用于電位器和電容器，E48、E96、E192系列為高精密電阻系列。

對各系列的電阻規(guī)定幾個基本系數(shù)，這些系數(shù)再乘以10n(其中n為整數(shù))，即為某一具體電阻器阻值。

《實(shí)用開關(guān)電源設(shè)計(jì)》第三章 元器件的實(shí)用選擇 第二節(jié) 電阻

之前只是有了解，這些是有國際標(biāo)準(zhǔn)的，實(shí)際應(yīng)用的時候就是看自己公司的倉庫里面常用哪些電阻了。

然后通過不同的電路設(shè)計(jì)時考慮下倉庫的電阻阻值來設(shè)計(jì)。非倉庫的常規(guī)阻值另外申請。

所以看別人做的板子，如有的控制板中就會看到同樣的5.1k電阻有N個，其實(shí)也就是方便生產(chǎn)與所有非設(shè)計(jì)階段的管控。

放電測試

放電測試，電源的狀態(tài)是否一定得處于空載？

NTC的選型

NTC1，常用的是10D-9，5D-9，5D11，2.5D15等幾種型號。

對應(yīng)輸入特性里面的INRUSH CURRENT (Typ.) COLD START 45A（30A、60A等）

功率型NTC熱敏電阻器在電路中抑制浪涌電流示意圖：

NTC有個B值，簡單的話就是看下NTC在不同溫度下對應(yīng)的阻值。對于常用的 NTC 熱敏電阻， B 值范圍一般在 2000K ～ 6000K 之間。

復(fù)雜點(diǎn)的就是按照里面的公式，計(jì)算溫度，一般按5%的誤差計(jì)算（溫度檢測用）。功率型的NTC精度應(yīng)該是20%左右的，B值很大，如5D-9,25℃的時候5Ω左右，高溫的時候估計(jì)就不到1Ω了。所以碰到過情況，客戶反饋說老化后一段時間后，沖擊電流變大了，超標(biāo)了，又要解釋一番。

相同阻值，不同B值的NTC熱敏電阻R-T特性曲線示意圖

NTC還有另外一個作用，雷擊的時候，可以吸收部分的能量。保險(xiǎn)絲的I2T會小些，保險(xiǎn)絲不至于掛掉，橋堆相應(yīng)的應(yīng)力小點(diǎn)。

輸入電容小也可以不要NTC的，或者NTC的阻值可以取小些。只要保險(xiǎn)絲和橋堆能抗住冷啟動瞬間的電流也沒大問題。

NTC在選擇時有個工作電流和工作溫度范圍，工作溫度范圍一般是-55-200℃。還有個參數(shù)是帶多大的輸出電容，有時候也要注意一下的。

NTC還對應(yīng)了低溫的問題，有的LED電源-40℃的時候90Vac起機(jī)閃燈。閃幾下就好了，有部分原因是NTC的值太大，還有部分情況是電解電容在低溫時的容值變小，ESR變化等原因。

大功率的電路（高輸入電壓、高輸入電流）里面也會有NTC，或者是抑制沖擊電流的功率電阻，直流應(yīng)用中繼電器有時候也可以用可控硅或者IGBT什么的，如圖。

壓敏電阻的選型

RV1：壓敏電阻

反激電源常用的就是LN之間14D471K，雷擊差模1kV，共模2kV就夠了。

單極PFC的反激電源LN之間14D471K，有的還需要加個電解4.7-10uF左右的電容串聯(lián)二極管吸收掉雷擊的能量，保護(hù)MOSFET。

差模2kV，共模4kV基本要加氣體放電管的。600A,或者1kA，2kA?？磳?shí)際情況增加。

14D471K的選擇264*1.414（峰值）*1.2=447.96V，470*0.9=423V，MOSFET=600V。

由于470V有±10%精度問題，加之壓敏電阻雷擊次數(shù)越多有個越打越薄的說法。

對于220V～240V交流電源防雷器，應(yīng)選用壓敏電壓為470V～620V的壓敏電阻較合適。

選用壓敏電壓高一點(diǎn)的壓敏電阻，可以降低故障率，延長使用壽命，但殘壓略有增大。

壓敏電阻的選型還是有點(diǎn)偏向于公司的傳統(tǒng)使用方式。

一般對壓敏電阻套上熱縮管，主要是防爆和阻燃的作用。因?yàn)閴好綦娮柙谑У臅r候可能會炸裂，碎片會蹦到其他電子元件上，還有就是冒火焰。

有時打雷擊，共模電感下有放電針會放電，或者增加1個GDT對雷擊都有改善。如圖。

但是這個GDT在打初級次級耐壓的時候需要取消掉再打，要不打耐壓AC3000V的時候會過流報(bào)警。

VCC啟動電阻

VCC啟動電阻：一般采用2個0805/1206或者3個0603。有的IC有高壓啟動腳的，習(xí)慣性的也放2個電阻串在上面消耗功率。

貼片電阻的降額與壽命

貼片電阻的耐壓值如圖，各個廠家的差異不大。

一般使用經(jīng)驗(yàn)是0805耐壓不超過100V，如圖。實(shí)際應(yīng)用用也只有啟動電阻、RCD吸收、RC吸收的時候電阻電壓可能超過100V。

電阻最大電壓，無論你是否相信，實(shí)際電阻都有一個能承受的最大電壓值。并且，這個值并不總是由功率消耗來限制決定的。電阻實(shí)際上可以被擊穿（打火）。在使用表面貼片電阻的場合，由于端點(diǎn)之間的間隔比較近，電壓限制問題尤其嚴(yán)重。處理電壓問題時，比如說100V電壓的電源，你會檢查發(fā)現(xiàn)，任何連接到高電壓的電阻都必須有耐壓的要求

實(shí)用開關(guān)電源設(shè)計(jì)第一篇 第三章 第二節(jié) 電阻 里面有講到超過100V需要考慮電阻耐壓問題。

電阻規(guī)格書中體現(xiàn)的不同封裝和系列對應(yīng)的電壓耐壓表格。

貼片電阻的功率大部分設(shè)計(jì)的時候都不怎么考慮，信號部分處理基本是采用0603的電阻。

帶吸收的部分采用0805或者1206的電阻，功率大點(diǎn)的情況一般采用插件電阻和水泥電阻。

由于電阻的工作溫度范圍一般是-55℃-125℃或者-55℃-155攝氏度，一般設(shè)計(jì)時，功率不超過該電阻功率檔位的1/4。

（電阻溫度很高運(yùn)行的情況下超限值使用會加速電阻老化，然后阻值變大或者失效，時間大概是1-3年左右出現(xiàn)問題。）

溫度對應(yīng)電阻的功率曲線。溫度越高，電阻能用到的功率越小。

所以一般工業(yè)類電源設(shè)計(jì)和LED電源設(shè)計(jì)里面要滿足60℃以上的環(huán)境溫度，電阻在功率部分留的余量更大。

VCC繞組供電串聯(lián)電阻的選型

VCC繞組供電。

輸出電壓變化范圍寬的情況下，需要增加VCC的輔助繞組供電。

或者IC的VCC供電范圍比較窄，要滿足輕載、重載以及起機(jī)的情況。

IC的VCC范圍比較寬，直接采用VCC繞組整流后串聯(lián)個電阻使用。

R7的用法一般有的用電阻，有的可以用磁珠。電壓電流范圍比較寬的話，R7用插件電阻，在大電流時和高壓是能幫IC減小點(diǎn)電壓。

R7還有個用處是在切載的時候能吸收掉VCC的尖峰，避免切載時IC的VCC過高保護(hù)。

R8的取值，ZD1是15V，Q1進(jìn)來的電壓是20V，直流放大增益按照40倍（hef一般是50-300,40是留余量的算法）來算。IC工作電流為10mA，R8=（20V-15V）/（10mA/40倍）=20kΩ。

驅(qū)動電阻的選型

MOSFET的驅(qū)動電阻、GS放電電阻、Isense電阻。

整改EMC時調(diào)整R9，R13。

R19，R13一般采用0805，MOSFET電流較大的話采用1206，并且取消掉D3。

R10，小功率的情況可以用幾個0805或者1206并聯(lián)，大功率情況下，如果電流很大，電阻上的電感對檢測電路影響很大，容易出現(xiàn)批量問題，用繞線無感電阻比較靠譜。

電流再大的情況就要打算用電流傳感器。驅(qū)動部分也要換專門的驅(qū)動芯片或者采用一對三極管來做驅(qū)動。

原副邊的吸收電阻

RCD電路，里面的R選值，基本按照功率來選了，電源功率越大，R的功率相對越大。

RCD吸收電路里面的電壓尖峰，這些尖峰基本上是開關(guān)管高dV/dt和dI/dt時候出現(xiàn)的。

反激里面會用到，大功率的全橋電路里面也會用到。

RCD在調(diào)整輻射的時候，電阻對輻射影響還是有點(diǎn)關(guān)系的。

關(guān)于取值的計(jì)算，沒有相應(yīng)的公式來計(jì)算，慚愧了，基本上都是拍腦袋后，通過極限值測試后再定的。

431反饋部分的電阻

431部分的電阻選擇參考。

R4一般需要保證D1能有10mA左右的電流。

R2一般保證有1mA左右的電流，用1k-5k左右的值，阻值太大，流經(jīng)的電流小了，易被干擾，阻值太小，流經(jīng)的電流大了，待機(jī)損耗又浪費(fèi)了。

R3一般需要配合C1一起調(diào)試。習(xí)慣性的用10k+103。R6一般采用1k左右的電阻，提供D1的電流情況下，不怎么影響Q1。

R4一般需要保證D1能有10mA左右的電流，如何理解？

如Vout=12V，則R4可以選取820Ω電阻，R4上面的電壓≈12-1V（光耦）-2.5（基準(zhǔn)）=8.5V。

極限情況下：

當(dāng)電壓超過12V時，431兩端的電壓可以很小，如2.5V以下，則光耦上會有10mA電流，初級的FB被很快拉低，PWM占空比很快變小。

當(dāng)電壓低于12V時，431兩端的電壓可以很大，接近12V，則光耦上沒有電流經(jīng)過，初級FB電壓未被拉低，則初級PWM的占空比會增加。

這個電阻可以調(diào)節(jié)輸出電壓過沖，和負(fù)載突變時的輸出電壓變化值。10mA為參考值，不同的電路需要調(diào)節(jié)R4的值。