过孔间距设定在不同情况下的理论分析

rainhit · 发表于 2008-7-23 15:33

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大家都知道，有些过孔间距应该越近越好，而有些过孔则相反，间距越大越好。现在我针对不同情况从理论上分析一下(高手请跳过：）)。
先说明一点，不管怎么做我们目的只有一个：从EMC的角度考虑，尽量减少过孔的电感。

如果把过孔看作电感，那么这些电感的联接形式为并联（以下的电感与过孔同义）。
以两个过孔为例，
异侧并联时的等效电感：

同侧并联时的等效电感：

（以上公式和同侧并联、异侧并联的概念参考《电路基础》教材。）在过孔这种简单的情况下，也可以说过孔流有相同方向的电流为同侧并联，流有相反方向的电流为异侧并联。
1.
异侧并联:这种情况是非常常见的，而且是不可避免的。比如电容的两端的过孔，其电流方向正好相反。
为简化起见，我们假设过孔的电感相同，都为L，那么此时的等效电感为：

从上式可以看出，为了降低等效电感，在L固定的情况下，只有增加M，而主要手段就是使两个电感彼此接近。那么M会不会超过L呢，这是不可能的，M只能越来越接近L（原理很简单，电路书上都有自感和互感定义,用一句简单的话概括就是，耦合过来的磁链只占总磁链的一部分）。
2
同侧并联：这种情况一般都是为了改善EMC,比如在电容的同一端增加过孔数目。
为简化起见，我们假设过孔的电感相同，都为L，那么此时的等效电感为：

从上式可以看出，由于M<L，因此并联后的等效电感小于自感，但为了加强效果，M越小越好，因此使电感的距离越远越好（这个需要综合考虑，远到一定程度，会增加线条的电感，使效果变差）。
为了增加对比效果，我把一本书的一个图例拍了下来用于形象化（拍得很烂，具有立体感）

FrankFU · 发表于 2012-9-20 14:04

请教：过孔的电感和孔径大小有没有关系？

不太明白何为同侧并联及异侧并联。

redeveryday · 发表于 2012-9-21 16:54

过孔的寄生电感在高速的的数字电路中危害要大于寄生电容，会消弱旁路电容的作用。减弱整个电源系统的滤波效用。L=5.08H｛in(4h/d)+1}, 其中，H是指过孔的长度；d指中心钻孔的直径。L指寄生电感值。所以从公式中可以看出孔径对寄生电感大小的影响了。

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