Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: плотность тока и переходные отверстия
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Печатные платы (PCB) > Разрабатываем ПП в САПР - PCB development
addi
Здравствуйте!

Проектируеться многослойна плата, с внутренними слоями питания 3.3В, 2.5В, 1.8В
На топе стоят DC-DC которые из 5 делают 3.3В, 2.5В, 1.8В. Все вторичные питания порядка 4А
Вопрос солько переходных отверстий сделать для того чтобы через внутренние слои транслировать питания потребителям которые находяться на топе и ботоме
Как я понимаю тут необходимо придерживаться закона электротехники, - сечение провода = столько-то Ампер. Но если у меня у переходного 0.04 сечение то мне для 4А их надо поставить аж 20 штук!)
Подскажите пожалуйста кто знает правильно ли будет ставить с ножки DCDC полгинон с переходными чтобы все 4А благополучно транслировались через внутренний слой потреблителям?

Заранее благодарен!
PCBtech
Цитата(addi @ Jan 12 2016, 14:54) *
Здравствуйте!

Проектируеться многослойна плата, с внутренними слоями питания 3.3В, 2.5В, 1.8В
На топе стоят DC-DC которые из 5 делают 3.3В, 2.5В, 1.8В. Все вторичные питания порядка 4А
Вопрос солько переходных отверстий сделать для того чтобы через внутренние слои транслировать питания потребителям которые находяться на топе и ботоме
Как я понимаю тут необходимо придерживаться закона электротехники, - сечение провода = столько-то Ампер. Но если у меня у переходного 0.04 сечение то мне для 4А их надо поставить аж 20 штук!)
Подскажите пожалуйста кто знает правильно ли будет ставить с ножки DCDC полгинон с переходными чтобы все 4А благополучно транслировались через внутренний слой потреблителям?

Заранее благодарен!


Мы обычно в таких случаях моделируем в PowerDC, она показывает реальную картину плотности тока и нагрева переходных отверстий.
Ведь проблема в том, что ток отнюдь не равномерно распределяется по переходным отверстиям, отличия по току в группе отверстий могут достигать 2х раз.
Если нужно, можем вам пробный проект промоделировать.
EvilWrecker
Возьмите любой вменяемый калькулятор вроде этого и посчитайте с запасом, в чем проблема?

Цитата
Как я понимаю тут необходимо придерживаться закона электротехники, - сечение провода = столько-то Ампер. Но если у меня у переходного 0.04 сечение то мне для 4А их надо поставить аж 20 штук!)


Если у вас не переходные заполненные медью то это не так.

Цитата
Подскажите пожалуйста кто знает правильно ли будет ставить с ножки DCDC полгинон с переходными чтобы все 4А благополучно транслировались через внутренний слой потреблителям?


Да.



addi
Цитата(PCBtech @ Jan 12 2016, 17:23) *
Мы обычно в таких случаях моделируем в PowerDC, она показывает реальную картину плотности тока и нагрева переходных отверстий.
Ведь проблема в том, что ток отнюдь не равномерно распределяется по переходным отверстиям, отличия по току в группе отверстий могут достигать 2х раз.
Если нужно, можем вам пробный проект промоделировать.

Спасибо большое за поддержку, а Вы не подскажите у Вас в PCB tech если будет переходное диаметром 0.25, то как рассчитать его площдаь, - 1.57 (длина окружности) * на 0.018(толщину фольги переходного) ?
agregat
Цитата(addi @ Jan 12 2016, 18:23) *
Спасибо большое за поддержку, а Вы не подскажите у Вас в PCB tech если будет переходное диаметром 0.25, то как рассчитать его площдаь, - 1.57 (длина окружности) * на 0.018(толщину фольги переходного) ?


Для переходного диаметром D = 0.25мм и толщина металлизации h= 25мкм, формула сечения такая s = PI*(D-h)*h
Для переходного 0.25мм и металлизации 25мкм сечение меди s = 3.14*(0.25-0.025)*0.025 = 0.0176мм2

Так как производитель может напортачить, гарантированная толщина меди в переходном 10мкм, поэтому лучше ориентироваться на 15мкм в среднем
И переходное диаметром 0.25мм будет равноценна проводнику во внутренних слоях сечением s = 3.14*(0.25-0.015)*0.015 = 0.011мм2
При плотности тока для внутренних слоев 20A/mm2 максимальный ток через переходное 0.25mm будет I = 20*0.011 = 0.22A
Это ток, который переходное гарантированно протащит, даже если производитель накосячил и плата будет не горячей.
Можете использовать грубое правило: "ток через переходное в амперах равен его диаметру в миллиметрах".

Поэтому взяв ток 0.25A для 4A Вам придется поставить 16 переходных. И да это очень хорошее решение.
PCBtech
Цитата(agregat @ Jan 12 2016, 18:57) *
Для переходного диаметром D = 0.25мм и толщина металлизации h= 25мкм, формула сечения такая s = PI*(D-h)*h
Для переходного 0.25мм и металлизации 25мкм сечение меди s = 3.14*(0.25-0.025)*0.025 = 0.0176мм2

Так как производитель может напортачить, гарантированная толщина меди в переходном 10мкм, поэтому лучше ориентироваться на 15мкм в среднем
И переходное диаметром 0.25мм будет равноценна проводнику во внутренних слоях сечением s = 3.14*(0.25-0.015)*0.015 = 0.011мм2
При плотности тока для внутренних слоев 20A/mm2 максимальный ток через переходное 0.25mm будет I = 20*0.011 = 0.22A
Это ток, который переходное гарантированно протащит, даже если производитель накосячил и плата будет не горячей.
Можете использовать грубое правило ток через переходное в амперах равен его диаметру в миллиметрах.

Поэтому взяв ток 0.25A для 4A Вам придется поставить 16 переходных. И да это очень хорошее решение.


Ну где-то примерно так, только надо понимать, что крайние отверстия в группе будут более нагружены, а средние менее нагружены,
т.к. ток будет распределен неравномерно. Ну и, конечно, многое будет зависеть от конфигурации полигонов. Так что если система питаний сложная,
будет правильнее все промоделировать.
Еще надо бы учитывать, что проводимость гальванически нанесенной меди будет существенно ниже, чем просто медь.
А также учитывать нагрев меди от протекающего тока и от установленных микросхем, что тоже снижает ее проводимость. Ну и так далее...
EvilWrecker
Все на картинке - от себя добавлю: никакими 0.25А там и не пахнет, а в реальности ситуация заметно лучше.

(расчет на 2х слоях чисто для наглядности, картину особенно не меняет)
agregat
Сатурн это конечно нечто, настоятельно не советую им пользоваться. Особенно текущими версиями, они врут нереально...
Мои расчеты и доводы выше результат не одного дня возни с этими переходными.
Но выбор дело каждого...
PCBtech
Цитата(EvilWrecker @ Jan 12 2016, 19:04) *
Все на картинке - от себя добавлю: никакими 0.25А там и не пахнет, а в реальности ситуация заметно лучше.

(расчет на 2х слоях чисто для наглядности, картину особенно не меняет)


Хорошая картинка, но учитывает ли SATURN, что 16 отверстий стоят очень близко друг от друга?
Куда "испаряется" тепло от них?
EvilWrecker
Цитата
Сатурн это конечно нечто, настоятельно не советую им пользоваться. Особенно текущими версиями, они врут нереально...
Мои расчеты и доводы выше результат не одного дня возни с этими переходными.
Но выбор дело каждого...


Ни разу за все время пользования не сталкивался с "враньем" сатурна, были только некоторые расхождения во вкладке встроенных компонентов и планарных индукторов в специфических случаях. И не поверите, я такой не один biggrin.gif

Цитата
Хорошая картинка, но учитывает ли SATURN, что 16 отверстий стоят очень близко друг от друга?


Скажите, об учете чего именно идет речь? Если речь идет про

Цитата
Куда "испаряется" тепло от них?


т.е thermal management, то сперва полагаю имеет смысл обратить внимание на поле power dissipation, ну а если же нужна серьезная термография то тут конечно нужен другой софт. Но это и сама задача другая.
addi

Подскажите пожалуйста а PowerDC платный?, и Sigrity сильно отличаеться от него?
Uree
А Вы как считаете, Cadence должен платить своим сотрудникам или они за бесплатно должны работать?sm.gif Все оно платное и стоит весьма немалых денег.
PCBtech
Цитата(addi @ Jan 14 2016, 13:01) *
Подскажите пожалуйста а PowerDC платный?, и Sigrity сильно отличаеться от него?


PowerDC можно брать в аренду, или покупать по спец.предложению.
Он входит в состав Sigrity, но продается и как самостоятельный продукт.
khach
А луженые висы (залитые припоем) эти программы считать умеют? Можно пример такого рассчета и сравнение с реалом?
PCBtech
Цитата(khach @ Jan 14 2016, 14:36) *
А луженые висы (залитые припоем) эти программы считать умеют? Можно пример такого рассчета и сравнение с реалом?


Программа PowerDC позволяет задать материал и толщину стенок отверстия, или залить отверстие сплошным образом.
Я не уверен, что есть настройка "медные стенки + заливка припоем", но могу уточнить и это -
в принципе возможности по настройке PowerDC очень богатые.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.