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电源过孔与电流关系 / P8 @* P# B+ \) h2 ~; r6 H/ f# L
) R. _/ Y7 O a5 r9 X* f2 ~6 x; C& O s
1、常用电源过孔尺寸
+ [1 o6 F Y3 `; h电源过孔常用via10-24、via20-35和via24-40。电流比较大时,一个管脚需要多打几个过孔。
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9 W. b9 E; n: U2、电源过孔尺寸与电流关系表
/ O* u9 I( ?, i* Q% L$ j1、10mil 的孔 20mil 的 pad 对应 20mil 的线过 0.5A 电流,20mil 的孔 / \9 t2 N! J+ E
40mil 的焊盘对应 40mil 的线过 1A 电流,0.5oz。
* w" b0 x+ k9 E: Q 2、过孔电感的计算公式为: 9 N+ t1 I+ i7 j- i+ J7 d, A- ?+ g
L=5.08h[ln(4h/d)+1] & C+ t$ U K- L" I5 ?0 u8 W2 e
( S) Y; ~% W. U% v* L( m$ XL:通孔的电感
+ n7 U8 ]' a. Z1 \ h:通孔的长度
: Q# W9 {! p7 C+ }8 L* p- \% n d:通孔的直径 # R3 }+ X! l; O4 k; \" D
其实孔的大小对其感抗影响不是很大,倒是它的长度影响大些, ! ^, t9 ~% [/ T! d: [: n! [2 |
感抗大,其上面的压降就大些。
0 a' y) q8 V, A. k& f 对于电流,应该与它的载流截面积有关,截面积越大,载流能力越大。
" i2 t- z3 M+ [# m 孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。 6 Q: j D$ z7 S; D: k3 }8 h
8 z( V \' A; Z# d5 B, R" p% A
3、1,金属化过孔镀层厚度只有 20 几到几微米,经不起大电流!因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔,或通过一个穿过两面的原件。2,脚较粗且多的器件如 CD
4 @0 h9 E& A3 |7 A8 R 型插座,应尽可能少从原件面出线。如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。4、 : |& U7 b( ]* a, i) Q; b
过孔的直径至少应为线宽的 1/35、在走线的 Via 孔附近加接地 Via 9 ~' f6 C# h! r/ q0 H* t+ v
孔的作用及原理是什么?
4 y' p5 f( m: w 9 g5 o5 A o+ b6 R
答:pcb 板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:
$ _' d$ d( t1 }( ]1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小)
9 V' C" O7 j& U) @' p2 {2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小) - i& q! d1 ^+ m! s/ ^3 w- Z5 ]
3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小)
) A8 u: L( v* W7 P% T# x+ N上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的 Via 孔附近加接地
+ ~: c' y# `( y- FVia 孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层
. s' f% c0 L4 ?' ~/ x2 ?: H0 v8 ~ Z的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开, , i2 X3 @3 x3 R x2 T* G, w- I
为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一
' l5 y) _: I$ {6 `3 @些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的 emi 辐射。这种辐 1 Z& a4 X7 H- P1 \' A3 E6 `& c7 X
射随之信号频率的提高而明显增加。 $ F' W' J' z: X& B! R0 G
请问在哪些情况下应该多打地孔?有一种说法:多打地孔,会破坏 g3 v8 s9 P$ e+ A
地层的连续和完整。效果反而适得其反。
' M: M& |( N* V9 G- P答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这
4 n# O2 b- [+ C( G' P种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信
" K6 ^4 \( E- i3 X7 H! m/ g号完整性问题,危害很大。打地孔,通常发生在如下的三种情况: - a% ]7 e) I. ^3 r' ~& w& s7 M# R- _* E
1、打地孔用于散热; ) L. b8 C4 M" ~, p
2、打地孔用于连接多层板的地层; ! O! D: U/ F/ \( b+ y( O) @# `
3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置;
1 w$ @$ L- ^: ?! e4 O0 n: y但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。那 ; n' C. l/ L7 N0 r# T( {- q2 y
就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗?在五分之一
% p3 H2 _7 C: T8 T* \的波长为间隔打地孔没有问题吗?
F$ P" p( v" O4 I! S假如我为了保证多层板的地的连接,多打地孔,虽然没有隔断,那会
( _8 Q5 C# E3 h+ c% H ( }8 _5 P4 t6 V4 u* t
/ {7 h5 }% j7 t8 q0 z. N4 M不会影响地层和电源层的完整呢? ( W9 ^8 @ q) u! \9 I; j' x
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答:如果电源层和地层的铜皮没有被隔断影响是不大的。
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$ O- ^# f/ C5 e7 F q在目前的电子产品中,一般 EMI 的测试范围最高为 1Ghz。那么
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- i" @! |# j0 ~; U% w7 I/ A1Ghz 信号的波长为 30cm,1Ghz 信号 1/4 波长为 7.5cm= 4 ?2 A) _5 ?. w7 P- {, t; [
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2952mil。也即过孔的间隔如果能够小于 2952mil 的间隔打,就可以
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/ \$ }' R+ d! O; ]9 g: @8 f很好的满足地层的连接,起到良好的屏蔽作用。一般我们推荐每 ( N8 q9 @+ M4 q M9 O4 R
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1000mil 打地过孔就足够了。
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