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正確的選擇和使用電子元器件是提高電子整機(jī)技術(shù)性、穩(wěn)定性、可靠性、安全性重要條件。因此，在整機(jī)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是元件的選擇，制造商千百家，選擇哪一家？元件千百類(lèi)，選擇哪一類(lèi)？元件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)十種，選擇哪一種？元件性能參數(shù)繁多，如何選擇？如何簡(jiǎn)捷規(guī)范清晰的提出采購(gòu)清單？國(guó)內(nèi)外的大量質(zhì)量案例都反映出此環(huán)節(jié)工作的至關(guān)重要，一旦選用錯(cuò)誤，將產(chǎn)生嚴(yán)重後果。
一、電阻器選用的三項(xiàng)基本原則：
1. 選擇通過(guò)認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的生產(chǎn)線(xiàn)制造出的執(zhí)行高水平標(biāo)準(zhǔn)的電阻器。
2. 選擇具備功能優(yōu)勢(shì)、質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)、效率優(yōu)勢(shì)、功能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)、服務(wù)優(yōu)勢(shì)的制造商生產(chǎn)的電阻器。
3. 選擇能滿(mǎn)足上述要求的上型號(hào)目錄的制造商，并向其直接訂購(gòu)電阻器。
二、在選用電阻器時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：
1. 電阻器的電壓和電流限制
當(dāng)施加到電阻器兩端的電壓增至一定數(shù)值時(shí)會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致電阻值不可逆的增大或開(kāi)路，因此必須對(duì)施加的電壓進(jìn)行限制。電阻器的擊穿現(xiàn)象發(fā)生在兩引出線(xiàn)之間或螺旋槽之間，引出線(xiàn)之間的擊穿電壓取決於引出線(xiàn)之間的距離、形狀和環(huán)境大氣壓力的大小。電阻器槽間的擊穿電壓取決於槽寬、刻槽質(zhì)量及涂敷絕緣材料的耐壓性能。根據(jù)額定功耗和標(biāo)稱(chēng)阻值確定的電流值為額定電流。
從上式可以看出：額定功耗不變時(shí)，電阻值越小，額定電流越大，對(duì)於低阻電阻器，其接觸電阻所占比例很大，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)在此處耗散的功率越大，同時(shí)從接觸部份分析，由於此部位電流密度很大勢(shì)必造成局部過(guò)熱，最終導(dǎo)至早期老化。另外，電路中若有高壓電脈沖，應(yīng)選用玻璃釉膜型電阻器。
2. 電阻器的負(fù)荷功率
電阻器是能量轉(zhuǎn)換元件，在工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)變成熱能，在此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，自身溫度升高，周?chē)鷾囟纫搽S之增高，此過(guò)程引起電阻器性能的可逆性變化和不可逆性變化，所謂可逆性變化指的是當(dāng)溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化，當(dāng)溫度恢復(fù)後電阻值也恢復(fù)到原值，此物理變化過(guò)程用溫度系數(shù)來(lái)描述。而不可逆變化指的是當(dāng)溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化，當(dāng)溫度恢復(fù)後電阻值不能恢復(fù)原值，此物理過(guò)程用 "老化"來(lái)描述。電阻器的溫度系數(shù)和老化在一定程度上反映出電阻器的穩(wěn)定性和可靠性，因此，電阻器的電負(fù)荷性能取決於在長(zhǎng)期工作時(shí)的容許發(fā)熱溫度。
1）電阻體的不均勻發(fā)熱
上討論是假設(shè)電阻器各部均勻發(fā)熱的情況，實(shí)際上各部分發(fā)熱溫度是不均勻的，它與構(gòu)成電阻器的基體、保護(hù)層、引出線(xiàn)結(jié)構(gòu)及刻槽質(zhì)量有關(guān)。這些因素的影響是很復(fù)雜的，對(duì)局部過(guò)熱的計(jì)算也是很困難的，下面對(duì)電阻器的各種不均勻發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行一些討論：
軸向不均勻發(fā)熱：小功率電阻器的熱傳導(dǎo)散熱起主要作用，而通過(guò)引出線(xiàn)傳導(dǎo)散熱卻是捷徑，從而造成接進(jìn)引線(xiàn)的兩端溫度比電阻體中部的溫度低，對(duì)於低阻值電阻器，如果帽蓋與電阻膜的接觸電阻過(guò)大，則可能出現(xiàn)在帽蓋處功耗過(guò)大及電流密度大的物理現(xiàn)象產(chǎn)生，最終導(dǎo)致此部位過(guò)熱。
徑向不均勻發(fā)熱：電阻體產(chǎn)生的熱量首先沿半徑方向傳導(dǎo)，通過(guò)涂覆層向周?chē)h(huán)境散熱，薄膜型電阻器由於電阻膜和涂覆層的厚度薄，故內(nèi)外溫差不大，但合成型電阻器內(nèi)外溫差會(huì)很大。
刻槽型電阻器的不均勻發(fā)熱：在刻槽電阻器中，發(fā)熱主要集中在刻槽後的電阻膜，因此刻槽部分的長(zhǎng)度、螺旋帶的均勻性、導(dǎo)電帶與槽的比例、刻槽的深度均為不均勻發(fā)熱的因素。
2）電阻體結(jié)構(gòu)不均勻發(fā)熱
各種類(lèi)型的電阻器在制造過(guò)程中由於工藝因素或其它因素不可避免的在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生不一致性，比如：膜層厚度不均勻（基體表面狀態(tài)不均勻、鍍膜時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻、鍍膜時(shí)基體過(guò)多、真空度不夠等因素均可造成膜層不均勻）將造成電阻值分布不均勻，導(dǎo)致負(fù)荷分布不均勻，形成局部過(guò)熱。電阻膜存在缺陷（基體表面存在孔洞、劃痕、污垢）將造成局部電阻值分布不均勻，導(dǎo)致負(fù)荷分布不均勻，形成局部過(guò)熱。在制造過(guò)程中如果膜受到?jīng)_擊也會(huì)形成缺陷，最終導(dǎo)致局部過(guò)熱。
3）降額
為了保證電阻器的正常工作，各種型號(hào)的電阻器都通過(guò)試驗(yàn)確定了相應(yīng)的降功耗曲線(xiàn)，因此在使用過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照降功耗曲線(xiàn)使用電阻器。額定溫度（t R ）：容許施加額定功耗時(shí)的最高環(huán)境溫度，
當(dāng)環(huán)境溫度低於額定溫度時(shí)（t ＜t R ），可施加額定功耗。當(dāng)環(huán)境溫度高於額定溫度時(shí)（t ＞t R ）應(yīng)施加降額功耗，即：P= P R *（t max -t）/（t max -t R ）式中：
P R ：額定功耗，W；
t R ：額定環(huán)境溫度，°C；
t：環(huán)境溫度，°C；
t max ：零功耗時(shí)最高環(huán)境溫度，°C；
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除環(huán)境溫度高於額定溫度需要降額外，對(duì)於阻值允許偏差為±0.5%、±0.25%、±0.1%的電阻器，當(dāng)需要的穩(wěn)定度與其阻值允許偏差在數(shù)值上相近時(shí)也應(yīng)降額。
3. 電阻器的可靠性
可靠性是電阻器的一個(gè)重要指標(biāo)，隨著尖端技術(shù)的發(fā)展一些復(fù)雜的系統(tǒng)需使用大量的電阻器，因此電阻器的可靠性是保證系統(tǒng)正常工作的重要因素。
1）技術(shù)性能與可靠性；
產(chǎn)品的技術(shù)性能與可靠性是兩個(gè)不同的概念。技術(shù)性能是指完成特定功能所具備能力，比如說(shuō)：電阻器都具有額定功耗、阻值精度、溫度特性等基本特性，而可靠性是指發(fā)揮或者達(dá)到其技術(shù)性能把握的程度，應(yīng)當(dāng)這樣認(rèn)為；不講產(chǎn)品的可靠性，其技術(shù)指標(biāo)無(wú)從談起，產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)與產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)有重要的不同點(diǎn)，技術(shù)指標(biāo)可以用儀器測(cè)試來(lái)檢查，而產(chǎn)品的可靠性不能用儀器檢查，而是通過(guò)對(duì)大量產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)後方可獲得。
2 ）可靠性的含義；
產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力稱(chēng)為可靠性。所謂規(guī)定條件是指產(chǎn)品所處的環(huán)境條件和工作條件，同一產(chǎn)品在不同條件下工作其可靠性亦不同，環(huán)境條件包括氣候條件機(jī)械環(huán)境（沖擊、振動(dòng)、離心等）工作條件包括負(fù)荷大小和工作方式（連續(xù)工作或間歇工作）。
3）失效率；
產(chǎn)品工作到某時(shí)刻後，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率稱(chēng)失效率。
λ=n/T
n：為一定時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)。
T：樣品數(shù)量和試驗(yàn)小時(shí)數(shù)的乘積即元件小時(shí)數(shù)。
比如：某電阻器失效率為2×10-7/元件小時(shí)，表示：1千萬(wàn)只（107只）電阻器滿(mǎn)負(fù)荷工作1小時(shí)內(nèi)有2只失效或者說(shuō)1萬(wàn)只電阻器工作（104只）電阻器工作1000小時(shí)（103小時(shí)）內(nèi)有兩只失效。(失效率由鑒定實(shí)驗(yàn)維持實(shí)驗(yàn)升級(jí)實(shí)驗(yàn)得出)。
4）質(zhì)量等級(jí)符號(hào)；
質(zhì)量等級(jí)符號(hào)按下表用一個(gè)字母表示，不同的字母分別表示無(wú)可靠性指標(biāo)、有可靠性指標(biāo)或宇航級(jí)薄膜固定電阻器。GJB244A-2001所涉及的有可靠性指標(biāo)的薄膜固定電阻器，其失效率等級(jí)范圍為 1.0%/1000h至 0.001%/1000h。這些失效率等級(jí)是在60%致信水平下，根據(jù)125°C壽命試驗(yàn)定的。壽命實(shí)驗(yàn)的條件是在額定溫度下，施加額定電壓，并以阻值變化±2%作為失效判據(jù)。
質(zhì)量等級(jí)符號(hào)
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失效率%/1000h
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C
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無(wú)可靠性指標(biāo)
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M
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1.0
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P
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0.1
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R
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0.01
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S
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0.001
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T
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宇航級(jí)
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3）失效率；
產(chǎn)品工作到某時(shí)刻後，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率稱(chēng)失效率。
λ=n/T
n：為一定時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)。
T：樣品數(shù)量和試驗(yàn)小時(shí)數(shù)的乘積即元件小時(shí)數(shù)。
比如：某電阻器失效率為2×10-7/元件小時(shí)，表示：1千萬(wàn)只（107只）電阻器滿(mǎn)負(fù)荷工作1小時(shí)內(nèi)有2只失效或者說(shuō)1萬(wàn)只電阻器工作（104只）電阻器工作1000小時(shí)（103小時(shí)）內(nèi)有兩只失效。(失效率由鑒定實(shí)驗(yàn)維持實(shí)驗(yàn)升級(jí)實(shí)驗(yàn)得出)。
4）質(zhì)量等級(jí)符號(hào)；
質(zhì)量等級(jí)符號(hào)按下表用一個(gè)字母表示，不同的字母分別表示無(wú)可靠性指標(biāo)、有可靠性指標(biāo)或宇航級(jí)薄膜固定電阻器。GJB244A-2001所涉及的有可靠性指標(biāo)的薄膜固定電阻器，其失效率等級(jí)范圍為 1.0%/1000h至 0.001%/1000h。這些失效率等級(jí)是在60%致信水平下，根據(jù)125°C壽命試驗(yàn)定的。壽命實(shí)驗(yàn)的條件是在額定溫度下，施加額定電壓，并以阻值變化±2%作為失效判據(jù)。
質(zhì)量等級(jí)符號(hào)
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失效率%/1000h
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C
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無(wú)可靠性指標(biāo)
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M
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1.0
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P
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0.1
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R
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0.01
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S
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0.001
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T
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宇航級(jí)
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5. 高頻機(jī)械使用，不燃性電阻器因線(xiàn)繞而產(chǎn)生電感，無(wú)法使用於高頻機(jī)械上，需另選用適當(dāng)?shù)碾娮杵鳎?qǐng)與我們討論。
6. 瞬間增強(qiáng)(surge)電流脈沖(pulse)：需在短時(shí)間內(nèi)印加超大負(fù)荷的話(huà)必須事先確認(rèn)具有耐瞬間增強(qiáng)(surge)特性。
7. 實(shí)用負(fù)荷：為了防止象征電阻器壽命的電阻線(xiàn)產(chǎn)生疲勞，電力的使用范圍請(qǐng)保持在定格電壓減輕曲線(xiàn)內(nèi)。
8. 最小負(fù)荷率：為了防止隨著時(shí)間增長(zhǎng)產(chǎn)生氧化膜造成接觸不良，請(qǐng)使用定格電力1/10以上的電力。
9. 不燃性電阻器的涂布膜硬度雖然高於3H鉛筆硬度，但是請(qǐng)勿以螺絲起子等銳利的物體刻畫(huà)。
10. 不燃性電阻器使用於滿(mǎn)載額定值時(shí)，表面產(chǎn)生高溫約350°C-400°C，請(qǐng)勿以手處觸摸，為維持電阻器能夠長(zhǎng)期使用，請(qǐng)保持電阻器的表面溫度上升在200°C以下。
11. 為抑制其溫度之上升，須要相當(dāng)?shù)娜萦嗔浚?qǐng)勿使用剛好在滿(mǎn)載額定值上。長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)為其安全顧慮、瓦特?cái)?shù)須大於額定功率4倍以上，并請(qǐng)盡量使用於定格功率的25％以下。
使用以及放置注意事項(xiàng)：有時(shí)卷線(xiàn)電阻器，會(huì)視不同的電阻使用線(xiàn)徑非常細(xì)(比毛發(fā)還細(xì))的電阻線(xiàn)。環(huán)境中具有鹽害、多濕、塵埃、腐蝕性等因素時(shí)，往往容易造成線(xiàn)易斷裂，請(qǐng)避免在此種環(huán)境下使用。安裝時(shí)請(qǐng)注意不要讓折面容易積蓄塵埃。如有塵埃沾附會(huì)造成斷線(xiàn)或接觸不良。 |
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發(fā)表于 2011-8-15 10:29:20
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