限流电阻的作用、阻值大小及其应用

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限流电阻没有固定的“通用”大小，它的阻值需要根据具体的电路情况计算得出。

现在来分别看看它们的作用、大小计算和应用电路。


一、限流电阻的作用与工作原理

①限流电阻作用:

限制流过电路中其他元件的电流，防止因电流过大而烧毁元件或损坏电源。

②工作原理：

基于欧姆定律 `V = I * R`。

在串联电路中，电源电压是固定的。当你在电路中串联一个电阻时，它就会分担掉一部分电压，从而限制了整个回路中的电流 `I = V / R`。电阻R越大，电流I就越小。

二、如何计算限流电阻的大小？

计算限流电阻需要知道三个参数：

①电源电压

②元件的正向电压：

即元件正常工作时需要的电压，如LED的导通电压。

③元件所需的工作电流：即元件正常工作时期望的电流。

④计算公式如下：

`R = V/ I

经典示例：为LED1配备限流电阻R1的大小

如图示

假设：
电源电压+VCC：5V

LED1的正向压降电压(工作电压)：

2V（红色LED典型值）

也即A点电压为2V。

假设LED1的理想工作电流：20mA（即0.02A）

计算步骤：

1. 电阻R1需要分担的电压为：`5V - 2V = 3V`

2. 需要将电流限制在20mA，根据欧姆定律：`R 1= 3V / 0.02A = 150Ω`

所以，在这个例子中，你应该选择一个150Ω的电阻。

注意：

计算出的电阻值可能不是标准阻值，这时应选择最接近的、比计算值稍大的标准电阻，以确保电流不会超过设定值。

例如，计算结果是150Ω，就选150Ω；如果计算结果是145Ω，可以选150Ω或160Ω。

此外，除了考虑限流电组R1的阻值，还需要考虑限流电阻R1的功率大小（瓦数）。

电阻的功率至少应为 `P = I² * R`。上例中 `P = (0.02A)² * 150Ω = 0.06W，一个普通的1/4W（0.25W）电阻就绰绰有余了。

三、限流电阻主要任用在以下电路中

①LED电路（最常见）用途：

如上图示

LED的伏安特性非常陡峭，电压轻微变化就会导致电流急剧增加而烧毁。因此，几乎所有的LED都必须使用限流电阻（除了使用专用恒流驱动IC的情况）。

位置：与LED串联。

②晶体管/MOSFET的基极/栅极

用途：当用单片机的IO口驱动晶体管时，需要在IO口和晶体管的基极（B）之间串联一个电阻（例如1kΩ-10kΩ）。这个电阻的主要作用是限制流入基极的电流，防止烧坏单片机IO口，同时也能抑制高频振荡。

还有电源管理芯片驱动场效应开关管的栅极限流电阻等。

如图示



该限流电阻作用是当开关管关闭时，限制灌流大小，防止电流过大，损坏电源芯片。

当开关管导通时，又起阻尼作用，抑制振荡，防止损坏开关管。

③集成电路（IC）的供电或输入引脚

用途：

在某些情况下，为了抑制噪声、防止电流冲击或进行简单的电平转换，会在IC的电源引脚或信号输入引脚上串联一个小阻值的电阻（如0Ω、10Ω、100Ω）。

如图示

在该+5V转+2.8VLDO稳压电路中，R便是限流电阻，用以防电流冲击和抑制噪声。
④电源的软启动电路

用途：在系统上电瞬间，电容充电会产生非常大的浪涌电流。可以在电源入口处串联一个功率较大的限流电阻，上电后通过一个继电器或MOS管将其短路，以保护电源电路。

⑤充电电路

用途：

在一些简单的电池充电电路中（如镍氢/镍镉电池），会用一个电阻来限制最大充电电流，构成一个简单的恒流源。

限流电阻的检修比较简单，断电，用电阻挡先在路检测，所测数据若比其实际阻值大，则怀疑损坏，拆下重测即可判定。