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电源过孔,你选大孔还是小孔?

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edadoc|  楼主 | 2017-2-15 18:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
作者:一博科技

再把大家回答上期问题的汇总表发一下,因为从阅读量上来看,答题**的关注度总是差一点,也是为了让大家看到行业对这个问题的一些观点:


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。


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。


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**,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,下期就是他的关于电镀厚度的**,会讨论表层铜箔电镀厚度及孔壁镀铜厚度,敬请期待。


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:

对上面表格,我的一些分析:

1、12mil的孔可以安全承载1.2A左右电流,比行业里普遍认可的0.5A要宽松;
2、更大的16mil、20mil甚至24mil的孔,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。

所以我个人会比较推荐使用10~12mil的孔来承载电流,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:


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。

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**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**讨论这个问题。

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。

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。

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沙发
songchenping| | 2017-2-16 08:35 | 只看该作者
好东西啊

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板凳
songchenping| | 2017-2-16 08:35 | 只看该作者
结论呢

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地板
edadoc|  楼主 | 2017-2-17 19:03 | 只看该作者

大孔还是小孔不是问题,能实现载流需求就OK.
载流需求在电流大于10A的时候,最好通过仿真来判断

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5
Projectaker| | 2017-2-18 11:39 | 只看该作者
edadoc 发表于 2017-2-17 19:03
大孔还是小孔不是问题,能实现载流需求就OK.
载流需求在电流大于10A的时候,最好通过仿真来判断 ...

有没有和cadence仿真相关的书出来,一博?

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6
edadoc|  楼主 | 2017-2-21 18:23 | 只看该作者
本帖最后由 edadoc 于 2017-2-21 18:26 编辑
Projectaker 发表于 2017-2-18 11:39
有没有和cadence仿真相关的书出来,一博?

我们有参与过仿真书籍的编著,<Cadence 高速电路设计 allegro sigrity SI/PI/EMI设计指南>
不过,你也可以看我们定期出版的小册子,会将最新的研究成果跟大家分享。不过这些小册子,市面上是买不到的。有兴趣的话,可以发消息我,这些技术小册子我们是很乐意分享的。

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7
Projectaker| | 2017-2-22 09:34 | 只看该作者
edadoc 发表于 2017-2-21 18:23
我们有参与过仿真书籍的编著,
不过,你也可以看我们定期出版的小册子,会将最新的研究成果跟大家分享。不 ...

对于我这初学者来说,那本书目前还是学习起来没有过大作用。感觉是跳跃式讲解

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8
yourjun| | 2017-10-12 17:29 | 只看该作者
谢谢分享

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9
shenyd990| | 2017-10-14 16:58 | 只看该作者
厉害

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