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电源过孔,你选大孔还是小孔?

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发表于 2017-5-9 15:27:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 edadoc 于 2017-5-9 15:30 编辑
! K4 R# Q  L4 p8 m+ i# c  ]3 u: }6 L1 [# t
作者:一博科技

3 Q, M2 m1 R0 s  o5 F2 _5 W! k
首先把大家回答的汇总发一下,也是为了让大家看到行业对这个问题的一些观点:
7 h+ p! ?) Q* H; ]% y# C  H# y
3 y7 n  {. @3 q/ x( L
7 W: B0 M5 I6 ~* l0 o9 n) l
我们先用Saturn的工具来算一下过孔的载流,还是采用IPC2152修正后的规范。. t  v% ~3 g  x9 H* N" |
镀铜厚度IPC2级或者IPC3级标准一般为0.8mil到1mil,我本来的计划是使用较小的0.8mil。上周五周六的高速先生培训,有朋友提出极限情况下,过孔孔壁的镀铜厚度可能上下宽,中间窄,所以最窄的地方极限可能是0.7mil。) ]' t, t: n; u0 j
  

" j; X: P) P5 @9 w9 j; Y0 V虽然我觉得一个好的板厂,还是能满足至少0.8mil的孔壁镀铜厚度。不过在这篇文章,我还是决定采纳那位朋友的意见,按照WorstCase为0.7mil的孔壁镀铜厚度来进行评估。我们的工艺先生东哥已经摩拳擦掌了,下期就是他的[size=1em]关于电镀厚度的文章,会讨论表层铜箔电镀厚度及孔壁镀铜厚度,敬请期待。9 r% o5 [+ D$ X% v* X/ p  f6 b# G) E
. S  g! }# u8 o2 a. D
设置如上图的参数之后,我们分别对过孔载流做了计算,总结如下表:) V/ R/ ~5 r5 b2 I4 Y4 l$ \

3 F6 Q: m5 u' C9 q. q) _对上面表格,我的一些分析:
1 S, q/ c$ B8 n! o4 N
! U6 n  ~7 y$ E% E3 O9 m. }$ v- T  V1、12mil的孔径可以安全承载1.2A左右电流,比行业里普遍认可的0.5A要宽松;. H  V' z0 P+ b3 h; r+ j6 K5 b4 L7 D
2、更大的16mil、20mil甚至24mil的孔径,在载流上优势并不明显,也就是很多人回答说并不是线性增加。. _) Q" @& }3 D, U; q! Y' [! ]
3 l* J. }" {, n3 v
所以我个人会比较推荐使用10~12mil的孔径来承载电流,效率更高,也更方便设计。那么,是不是知道这个过孔载流数据,然后就可以安全的进行设计了呢?我们来看看一些仿真的案例:
2 H3 }+ Y/ i- `; ~
# g2 A/ u: X6 c- Y2 H$ d  t( Q
* Z% K- @: C) s8 m: m# H: t4 h
20A电流,打了20个12mil过孔,按照每个孔承载1.2A来计算,感觉非常安全。但是实际上电流并没有你想象的听话,并不是在20个过孔里面平均分配的。简单的DC仿真,就可以看到过孔电流的情况。有些过孔走了2.4A的电流,有些才200mA。当然,这个设计可能最终并不会有太大风险。因为12mil的过孔在温升30度的时候是可以承载2A以上电流的。但是,如果不均匀性进一步放大呢?这个是和你电流的通道,过孔的分布、数量都有关系的,万一某个过孔走了3A甚至4A的电流呢?并且这时候你打25个或者30个过孔,只要没有在电流的关键位置,提供的帮助并不会很大。原因就还是那句话:电流没有你想象的听话。
. w; N& n' b1 u. L
0 @1 m7 k3 [2 i% J0 Y0 r9 L: f这个结论在确定铜皮宽度时也是成立的。我们从很多的仿真结果都能发现,当大电流设计在一层铜皮不够用的情况下,多增加一层来走电流,电流也并不会平均分配。由于文章篇幅的关系,没法放太多的案例,如果大家感兴趣,可以在微信后台联系高速先生小编。只要回复的人比较多,我们可以加一篇文章讨论这个问题。6 ^2 V9 k9 L' M. S( c

: r; d( a# a' g" k. R所以上期的问题答复,我给大家都扣了1分,原因就是:在电流达到20A这个量级或者更大时,常规的通过经验或者公式计算的铜皮载流和过孔载流,都存在风险。最有效的方式就是通过DC仿真软件来进行评估。
% N% V+ Z8 u7 g2 w+ b, ^) T. i# b! Z7 A
帮Sigrity的POWERDC或者类似的软件打个广告哈(不知道可不可以要求广告费呢^-^)。直流压降类的仿真,算法不复杂,设置也简单,仿真结果比较准确,对大电流的设计帮助非常大。pcb设计工程师或者硬件工程师开始接触仿真的入门必备工具哈。4 K5 o# ~- C5 G3 Z+ \, I% h1 n

# z6 U7 x% B+ {0 H' h3 {2 U; ]# s* I$ J" L  u
: R( S4 i% M4 Z
9 ?5 ~$ ~- L8 Q9 v! O: A
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发表于 2017-7-5 16:13:37 | 显示全部楼层
结论是用大孔吗
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发表于 2018-2-27 20:04:37 | 显示全部楼层
谢谢分享,学习了
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发表于 2018-3-2 17:08:51 | 显示全部楼层
感谢,这个问题一直困扰着我
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发表于 2018-3-5 20:14:35 | 显示全部楼层
新手,下载学习下!!
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发表于 2018-3-5 23:31:03 | 显示全部楼层
~~~~~~~~~~~~~~
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发表于 2018-3-6 09:08:46 | 显示全部楼层
谢谢分享,非常好
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发表于 2018-3-13 04:53:27 | 显示全部楼层
好像不错的资料,先下载看看
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发表于 2018-3-18 18:51:47 | 显示全部楼层
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