电路设计基本元件该如何选择

大家好，小科来为大家解答以上问题。电路设计基本元件该如何选择这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、 电感、电阻、电容这三个基本元件是任何硬件电路都离不开的。可以说，这些元件不仅关系到硬件电路的整体稳定性，也决定了电子设备的质量。所以，在一个硬件电路中，电阻、电容、电感等基本元器件的选择，有很多值得谈论的地方。

2、 除了电容和工作电压之外，电容等元件还有许多其他特性需要考虑。有泄漏电阻和介质吸收与标称电容并联，有电感和有效串联电阻串联。任何组件选择的决定性因素从来都不是单一的。

3、 选择电容要考虑哪些方面？

4、 众所周知，高频短路的电容需要很小的电感。如果IC的电源负极线在高频下没有短路，布线引起的寄生效应会引起谐振和振荡。即使低频IC也包含数百或数千赫兹的晶体管。所以在这类应用中，这些去耦电容的精度和稳定性并不那么重要，如何选择一个足够小的电感才是最重要的。所以，除了最简单的电容，如何选择电容还有很多复杂的考虑。毕竟电容值不仅与温度和电压有关，而且对机械效应非常敏感。

5、 首先，电容器的独特性能是由介质的不同决定的。比如用作电压输入输出旁路电容器的——多层陶瓷电容器、固体钽电解电容器、铝电解电容器三种电容器，都有其特定的用途。如果考虑低寄生等效串联电阻和低电感，可以很好地解决多层陶瓷电容器，其尺寸也很小。但是它对噪声的抑制效果并不是那么好。其电介质材料的压电特性会将振动或机械冲击转化为交流噪声电压，极端情况下噪声水平会达到毫伏级。在噪声敏感型应用中，尽管多层陶瓷电容尺寸小、成本低，但仍应充分评估噪声副作用。

6、 固体钽电解电容器的寄生等效串联电阻会更低，对温度、偏执、振动的敏感度也会更低。但问题是它的漏电流远高于其他介质的电容，因此不适合小电流应用。虽然尺寸和成本会更高，但如果同时考虑低寄生等效串联电阻，对于对压电噪声高度敏感的应用来说，这是最佳选择。值得一提的是，这种使用导电聚合物电解质的电容器浪涌电流能力可以提高很多，并且不需要限流电阻。

7、 在本文中，我们讨论铝电解电容器，它使用有机半导体电解质和铝箔阴极。毕竟传统的铝电解电容器没有优势。这种采用有机半导体电解质和铝箔阴极的铝电解电容器也不受压电噪声的影响，因此是低噪声应用的良好选择。但其较大的尺寸和较高的寄生等效串联电阻需要设计者重新评估。

8、 对于需要大电容的应用，并联多个电容是个不错的选择，这样在电容增大的同时，有效串联电阻和有效串联电感会更低。

9、 考虑选择最大的电阻。

10、 精密电流源的精度很大程度上取决于放大器和电阻，适当选择外接电阻可以大大减小误差。实际应用中的电阻不可能是理想的，所以需要为每个电阻指定一个容差。容差非常低的电阻价格昂贵，必须在精度和成本之间做好平衡。或者，我们可以选择集成差分放大器来实现更好的电阻匹配。

11、 新的FPGA和处理器的核心电压更低，对容差的要求更严格。1V内核FPGA的5%容差仅为50mV。另一个关键因素是电阻的温度系数。以一组电压源为0.8V、额定温度系数为100ppm/、-100/温度每升高100，就会带来0.4%的额外误差。

12、 电感设计中一个有效的方案是保持开关频率比电感的自谐振频率低10倍，这并不难实现。要考虑到电感的功率损耗会引起电感的温升和效率下降。一个是绕组电阻的损失，另一个是磁滞和铁芯中涡流的综合作用。获得绕组电阻损耗相对容易，但计算铁芯损耗非常困难。基本上，损耗信息只能从电感制造商处获得。

13、 如何选择合适的电感值是一个繁琐的计算，但简单来说，如果要求更低的DCR、更高的饱和电流、更快的开关频率和更好的瞬态响应，低值电感更合适；如何需要更低的纹波电流和更低的铁芯损耗，那么高值电感更像。另外，电感的饱和电流一般在10%~30%之间，所以在选择电感时一定要注意饱和电流随温度的变化。

14、 另外，关于目前屏蔽电感和非屏蔽电感的选择，如果应用对EMI敏感(尤其是开关频率高的应用)，选择价格昂贵的屏蔽电感是值得的。

15、 总结

16、 电路的这些基本元件对器件的整体性能影响很大，效率、尺寸、输出功率和整体成本都取决于所选的外部元件。在选择这些基本元件时，我们必须仔细分析性能要求，并在性能和成本之间进行权衡。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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