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电源过孔与电流关系 3 o& }6 ~# X) ~4 L4 D
; Q: h1 K/ t. W- T. ~1、常用电源过孔尺寸
$ V! v ~) y4 f% |( X; v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。 9 s8 t1 ~4 L" |
4 y( h0 \( `' e1 W5 G) n6 O
2、电源过孔尺寸与电流关系表
1 [5 T3 S. N! g1、10mil 的孔 20mil 的 pad 对应 20mil 的线过 0.5A 电流,20mil 的孔
/ F# X; Z1 U6 N- F40mil 的焊盘对应 40mil 的线过 1A 电流,0.5oz。
3 M% W" B2 @4 C/ `3 Z9 q5 P 2、过孔电感的计算公式为:
- B. ^3 n4 N7 S Q$ i1 Y8 u# S L=5.08h[ln(4h/d)+1] $ r6 F1 \1 I* ~2 H" O3 u
+ W! Z3 g5 g% t$ ?! I9 ?8 J
L:通孔的电感 5 I" K; q- f9 R: y: d# [; c* e: L1 a
h:通孔的长度 2 a. e# N- m6 G1 T1 x, N3 L
d:通孔的直径
: k5 D( v5 ~/ _ Z 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, * c X$ C% g7 l7 N7 Y: |
感抗大,其上面的压降就大些。 # K3 C; K! c6 T! N) i# E
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。
9 `- V& F6 K' I# M0 K 孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。
) ?% `) w" x4 D6 i 3 ^# H9 v9 a& t4 o
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 0 ~, `# s, a1 B$ o0 s
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、
; h3 @2 ?) h% e+ b2 x2 V2 ^9 e 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 h: ~$ g, e/ N7 @
孔的作用及原理是什么? ' n) g, U, X* g# Y' ~7 u$ B
! v2 ?$ ^; X/ K/ @! L% ^2 n/ u; r
答:pcb 板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:
6 G& G8 U- o, j( c( z! z3 r1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小)
; j" Q7 E/ \$ s( U* m m2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小)
# z, t. W" m* W. D3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小)
3 Q7 d. V3 i7 Q" i3 W) T, g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 2 o: W& D) U3 I8 S7 j4 f
Via 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
( T, P9 S$ T. m g" Y O; o" a# V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,
5 z; F9 \8 A) U2 E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
% A+ r! E- D, @: `3 E _4 m L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
- B7 L8 a; t8 V$ J0 _( p8 c' V射随之信号频率的提高而明显增加。 / B; y N! q0 S9 P
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
, B. m# q, {+ g# s# M+ w地层的连续和完整。效果反而适得其反。 ! |: L6 @" M" g6 ?
答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这
1 ?3 q$ c6 J K2 w) G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 & `! W2 k+ {9 y8 j) a3 E- m" k2 E
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: . E1 m4 {! \2 ] b% J+ o3 {
1、打地孔用于散热; ! ]5 P! \ M% b+ I
2、打地孔用于连接多层板的地层; 9 D( N) W. L' N' l$ ~: ~9 s5 ~
3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置; 0 P3 Z5 e! @7 W9 n
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 ( F0 m, f! O4 U& |
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 ' S) k' n3 t o$ V6 p
的波长为间隔打地孔没有问题吗? 4 J8 k! O0 k9 K3 g ~$ B7 v
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 0 {8 ]- i4 z% C+ ^% F
$ ~' \8 w. m/ x5 f& h0 a/ H& S ! P n# n; J; O& S5 V. H! d
不会影响地层和电源层的完整呢? ; |+ C$ M) F' j1 o" N3 N
" Y# T8 ~! d' \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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6 e$ Y! T- @( t$ Y. d2 B在目前的电子产品中,一般 EMI 的测试范围最高为 1Ghz。那么 9 u* H, Q D0 I8 N! T5 G# {+ i, ?
4 U5 }2 ^( H% O" t1 u1Ghz 信号的波长为 30cm,1Ghz 信号 1/4 波长为 7.5cm=
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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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& B1 {3 T+ K4 b& O: ^' @. T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
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% `. d5 u4 H3 [/ h( y$ i2 l1000mil 打地过孔就足够了。
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