【电子通识】为什么PCB能短接还要用0Ω电阻？0欧电阻怎么做降额？

简介市面上有一种电阻叫0Ω电阻又称跨接电阻是一种标称阻值为0的特殊电阻。有没有想过用PCB直接就可以实现短接变成0Ω的功能那为什么还需要焊接一个0Ω电阻呢0Ω电阻是一种特殊用途的电阻与常规贴片电阻一样有误差精度这个指标其阻值其实并非刚好为0Ω根据EN60115-2电阻标准0Ω电阻最大阻值偏差有三种选择10mΩ、20mΩ和50mΩ。目前常用的0Ω电阻的阻值偏差50mΩ左右。正是因为0Ω电阻的特殊性因此它的阻值和精度的标注方法也比较特殊。其中Jumper就是0Ω电阻因为标准也是这么写的0Ω电阻的功能0Ω电阻的功能主要有以下几个方面总结功能如下表所示功能应用场景举例关键要点跳线/兼容设计电源电压二选一、MCU IO复用节省BOM一次PCB适应多配置配置电阻FLASH地址配置、版本号识别替代拨码开关防止用户误操作调试/测试位预留测试点、阻抗匹配调试避免刮线测试方便更换参数验证熔丝作用低成本过流保护注意不是专业保险器件单点接地模拟地与数字地连接阻抗可控无谐振问题电流测量串入回路后拆下接入电流表适合测量大电流跨接布线单面板布线走不通时跨接让自动贴片机能正常工作EMC抑制限制环路电流、减小回流路径全频段衰减优于磁珠作为跳线使用。比如我们在设计一款产品可能有多个配置并且多个配置不会共存但是主MCU的IO已经用完了那能怎么办呢一般因为已经识别不会多个配置共存的话我们可以通过0Ω电阻跳接配置硬件的BOM通过产品配置码让软件识别实现不同软件初始配置。这样就能够避免设计多个板卡降低设计复杂度节约成本。因此像这样的兼容性设计可以使得到0Ω电阻。如下所示比如一个电源能用1.8V或3.3V但也只会有一个的话那么我们可以根据功耗、性能的要求进行硬切换减少改板。作为配置电阻。这种其实和条线类似兼容性设计我们可以用这种方式来代替拨码开关防止用户手动去拨码的同时还可以减小设备的体积。有时候我们会用来为一些器件的功能或设置地址使用比如一些FLASH有地址位可以配置那为了兼容不同的FLASH芯片可能将地址管脚上的上拉下电阻都留住方便以后使用。作为调试电阻或测试位。硬件设计就要涉及到调试如果有一些走线没有地方能够点到没有地方可以调试可能要刮走线或过孔工作量巨大。如果有调试电阻那就能更好地完成测试。甚至有一些方案也不知道是不是有可能对只是用来验证留多点调试电阻也不算过分。有些时候比如驱动和被驱动芯片可能因为阻抗不匹配导致有过冲或振铃那么就可以通过调试电阻位更换电阻来调节防止改板。作为熔丝使用不推荐。刚才说到PCB走线也能实现短接功能但由于PCB走线熔断电流较大当发生短路故障时其实很难熔断可能会导致更大的事故发生。而由于0Ω电阻承受电流的能力比较弱因此过电流时会先把0Ω电阻熔断从而将电路断开。作为模拟地与数字地之间的单点接地器件。同一系统的地最终都需要连接在一起因为所有电压都是参考地得出的不然会产生”浮地“容易积累电荷存在压差。而0Ω电阻连接的好处就是阻抗足够小阻抗范围可控且不会有谐振频点问题。此外0Ω电阻还可以用于电流测量串入电路后去掉电阻接入电流表测耗电流尤其适合测量大电流回路替代排针/跳线减少EMI空置跳线在高频时相当于天线用贴片电阻效果更好提供较短的回流路径分割地平面后跨接0Ω电阻可以减小环路面积降低EMI增加逆向工程难度相比直接PCB短接焊接0Ω电阻会让抄板分析变得更加困难Ω电阻的功率和降额0Ω电阻的规格也有功率如1/8W、1/4W等 。但我们一般还是看其对应的通流能力降额时也一般使用通流能力进行简化。虽然降额规范一般针对于普通电阻但0Ω电阻在实际的使用场景中由于实际的电压非常难测试电压小、用于短接时两端电压差波动所以一般使用额定电流的50%为降额标准。比如电阻连接了两个电源平面而整个电源供电的最大值可能是1A那么我们就要使用额定电流是2A的0Ω电阻比如0805封装以上。如下所示为不同封装的0Ω电阻的额定电流和最大过负荷电流。降额单个电阻无法达到电流要求怎么办我们看到常规的0Ω电阻的电流都不大按照额定电流就算是2512封装的最大的也就2A如果设计电路时发现我要用3A或4A的0Ω电阻那怎么办呢其实很简单可以用2个0Ω电阻并联起来就行了。当然还有一些厂家会提供一种更大的电流的0Ω电阻。其原理就是降低误差降低阻值。