0Ω电阻的过流能力探讨
单片机与嵌入式 2024-05-23

0Ω电阻到底能过多大电流?这个问题想必每位硬件工程师都查过。而与之相关的还有一个问题,那就是0Ω电阻的阻值到底有多大?

这两个问题本来是很简单的,答案应该也是很明确的,但网上网友却给出了不尽相同的答案。有的人说0Ω电阻是50mΩ,还有的人说其实只有20mΩ;有的人说只能过1A电流,还有的人说可以过1.5A……

那么,到底是多大呢?下面,我们一步一步来看。


0Ω电阻阻值大小

针对这两个问题,我专门查了一下电阻的标准。根据EN60115-2电阻标准文件记载,0Ω电阻的阻值是0Ω,但也会有偏差。0Ω最大电阻偏差有三种可以选择,分别为10mΩ、20mΩ和50mΩ。

也就是说,0Ω电阻偏差可以允许有多种偏差,这主要看电阻厂商做的是哪种了。

 

我下载了几大品牌的,比如罗姆、国巨、光颉的普通0Ω电阻规格书查看了一下,发现它们标注的0Ω电阻,最大阻值都是50mΩ。

由此可以得出结论:常用的普通0Ω电阻的阻值最大不超过50mΩ。


0Ω电阻的过流能力

网上还有一种观点,认为0Ω电阻的电流是根据功率算出来的,电阻按照50mΩ来算。这样的话,0805的电阻功率一般为1/8W,算出额定电流应该是1.58A。但是,我查看规格书发现,罗姆、国巨、光颉这几大品牌的都是2A,与计算出来的有些出入。

罗姆、国巨、光颉三大厂家的普通0Ω电阻额定电流如下:

 

从上图可以看出,三大厂家的0Ω电阻的额定电流还是略有差别的。我建议综合各家的、按照最小值来选,这样就不论什么品牌,都不会超出规格设计了。

额定电流综合之后的表格如下:

 

我们看到,常规的电阻的电流都不大,按照综合后的最小值来选的话,最大的也就2A。如果设计电路时发现,我要用3A或4A的0Ω电阻,那该怎么办呢?其实很简单,可以用2个0Ω电阻并联起来就行了。

说到这里,可能大家会觉得奇怪,怎么有的封装变大了,但过流并没有增加呢?例如,0805和1206都是2A,在这里应该是额定电流虽然没有增加,但瞬间电流应该是能过更大了。如果你打开国巨的电阻规格书,就会发现它写了两个参数,一个是额定电流,另一个是最大电流。额定电流都是2A,但最大电流0805是5A,1206是10A。 

注:Jumper就是0Ω电阻(标准文件就是这么写的,如下图所示)。


特殊大额定电流的0Ω电阻

如果是更大的电流,也是电阻可选的。不过,这些电阻就不常规了,比如这个罗姆的超低阻值电阻,最大阻值0.5mΩ,小了100倍,额定电流更是达到了20A+,但是价格比较贵,要好几毛钱,而普通电阻一分钱能买好几个。


巧用0Ω电阻设计PCB板

许多硬件初学者看到PCB板上用到0Ω电阻时,往往就会一脸懵圈,他们经常会问:既然这玩意儿里面啥也没有,干嘛还要用它?
其实,0Ω电阻的用处可大了,如果用好它,可以极大地方便PCB板的设计和调试。下面,我们就来简单说说0Ω电阻的作用。
例如,老板出于成本的考虑,让你设计一个单面板,也就是说,元器件的安装及走线都只能在一面,你最头疼的是有些线实在走不过去,必须跨线连接,打俩孔用跳线?如果在研发的时候,这种方法还是可以的,但有一天你的设计变成了产品,需要大批量生产,机器折腾起跳线来要比放置一个电阻麻烦的多,这时候0Ω电阻就能帮你大忙了!根据你的空间,可以选用0805、0603或0402的电阻。

调试时的前后级隔离
如果你的设计是新的,对PCB板上很多部分的功能以及能够实现的性能还不确定,拿回板子来将会面临一场惊心动魄的调试,debug的一个重要原则就是把问题限定在最小的范围内,因此多块电路之间的隔离就非常重要。
在调试A电路时,你不希望B电路的工作影响到你的调试,那么最好的方式就是断掉它们之间的连接,而0Ω电阻就是一个最好的隔离方式!
调试的时候不焊接,等调试完成确认这部分电路没问题了,就可以将0Ω电阻安装上。当然,在最终的产品中可以彻底去掉。


测试电流用

如果你想测试某一路的电流大小,一种方式是通过电压表测量该通路上某电阻两端的电压(确保电压表的内阻不要影响到测量的精度),通过欧姆定律就可以计算出该路的电流。 另一种方式就是直接将电流表串在该回路上,因此在该电路上可以放置一个0Ω电阻,测量电流的时候用电流表两端代替该电阻,等测量完毕就能将该电阻安装上了。


给自己调试带来灵活性

可以预留各种可能性,根据实际的需要进行选装不同的电阻,它可以替代掉跳线,避免了跳线的钻孔、安装占用比较大的空间,而且跳线也会引起高频干扰。

比如,PCB板上设计有低通滤波器,如果发现最终不需要或者一开始调试的时候没时间调试低通滤波器,但又必须让信号流通过去,可以用0Ω电阻来代替原来设计中的电阻/电感,而不安装电容。在匹配电路参数不确定时,以0Ω电阻代替,实际调试的时候确定参数再以具体的数值的元器件来代替。


用于信号完整性的模拟地和数字地的单点连接

有人说0Ω电阻跟没有一样,干嘛不直接连接上?想象一下,如果你在电路原理图里没有这个0Ω电阻,做PCB Layout的时候就可能忽略这个单点连接的原则,CAD软件也会乱连在一起,达不到你单点连接的初衷。

当然,单点连接的时候也可以用磁珠,但我个人的观点是连接点的位置选择好的话,磁珠除了比电阻贵之外,没有什么好处。在实际的操作中,你可以用比较小的封装的0Ω电阻,比如0402和0201,焊接的时候直接用烙铁将两端搭接在一起就可以,这样连电阻也省了。


增加被逆向工程的难度

如果你在电路上放置多个不同颜色、不同封装、没有阻值标记的0Ω电阻,不影响电路的工作性能,但却可以让抄你板子的人瞬间抓狂。

PCB板上支持不同的配置,有的版本可能有部分电路不安装,可以用它来隔离不安装的电路部分,比如iPhone中有WiFi版本和WiFi+3G版本的,用的实际上是一个设计。
怎么样?这个0Ω电阻的作用很大吧!在以后的项目中大家慢慢体会吧,很多时候灵活应用它,会让你很多头疼的问题都能迎刃而解。


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