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电源过孔与电流关系
- b. ~. D' s, V( {
( E% q# [8 Z: u: _1 u' q1 x K1、常用电源过孔尺寸 " t% C ]8 D' E2 L4 C
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。 % e! R- Z. i" ^8 v
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2、电源过孔尺寸与电流关系表
$ s4 p( x, `; S3 U; D2 E1、10mil 的孔 20mil 的 pad 对应 20mil 的线过 0.5A 电流,20mil 的孔
% d: P8 K4 N% Q" P" ?9 y40mil 的焊盘对应 40mil 的线过 1A 电流,0.5oz。
/ h C( y( `& D" y 2、过孔电感的计算公式为: + e9 N% ]& L& k V G5 `* ^
L=5.08h[ln(4h/d)+1]
9 C) ^% b; R' p8 k0 h9 O+ I
! |" G# u- Z$ G3 x4 M$ @* BL:通孔的电感
" x6 _8 j, T5 ~# f h:通孔的长度
9 Q! A b# ~8 L' u) T9 q, k w d:通孔的直径 * Z$ ~! ]3 c" I# [9 D0 X! e
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, $ v B9 ~1 s2 ~# Y2 I
感抗大,其上面的压降就大些。 & c$ r5 |) d+ `: L% P
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。 ) O( {2 w" i0 i
孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。
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) h% r: d: T2 o$ A8 R8 U 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 : N1 x9 V4 t' i9 N/ M+ v6 E
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、 ! V1 u- Q$ W. |. X9 ^/ S
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
' N1 w2 V* y, p o 孔的作用及原理是什么? . x! G6 t! T# {1 ]
( O0 s3 Q9 ]' G" N. r
答:pcb 板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种: ! N/ u6 F4 n9 T4 o4 C( t- h
1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小) - b' M0 t% Z. I3 k4 F
2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小)
! X( t' `5 X$ @' H4 M' ?) e& f) l- y3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小) * P ]6 ~& C& T1 o5 j' P
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
! ?# a0 ~ Y1 Y0 s5 B) rVia 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 * O$ m; N( D& E7 ?: @) e7 @5 I3 M
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, ) g) X9 T/ U; X: {3 b, 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
2 U4 z* P4 u3 x. V1 [1 V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 5 T( G8 ^' O# K6 c0 y! @ o
射随之信号频率的提高而明显增加。
9 V) h% x/ d) o2 f$ i5 \$ f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 2 A( T/ p7 M4 a8 x" W; E
地层的连续和完整。效果反而适得其反。 8 f% d: Y9 V: `. P! b. }$ C
答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这 5 Z' i0 @) u q9 N0 @
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
" }: d0 p9 M8 i# ^6 L" C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: ) S( V7 Q4 y- i' F. b
1、打地孔用于散热;
4 N% J: S& v& P2、打地孔用于连接多层板的地层;
+ T0 L" p7 O* ^5 ?. U1 Y6 u& U. }3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置; 3 I% I1 {% B- r
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
G& T0 T, A2 h0 ^' G4 W" C( p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 ! F/ [) g5 [+ S
的波长为间隔打地孔没有问题吗? 9 C# S$ K! d# `6 ^
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
) ?) T: d3 t& `
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不会影响地层和电源层的完整呢? . p& W {) d( f# {9 r
$ J' t) v, a9 S; N' F9 }
答:如果电源层和地层的铜皮没有被隔断影响是不大的。 3 G5 f9 K- Y+ N3 G
{( W+ R* D2 F. X4 X( C. A 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 R1 T, Z5 q, L4 |% B
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1Ghz 信号的波长为 30cm,1Ghz 信号 1/4 波长为 7.5cm= ; s Y& Y! I; @
5 L" ?9 g7 b$ T& k/ h, v9 \2952mil。也即过孔的间隔如果能够小于 2952mil 的间隔打,就可以 ; M4 r1 c9 H* Z, V
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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 8 ?# b' y8 d- L! @# v& D5 v
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1000mil 打地过孔就足够了。 5 D9 W; O7 f! I P
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