过孔电流计算器
计算PCB过孔的最大载流能力。获取电阻、功耗和并联过孔建议。
过孔电流PCB功率热PCB设计
计算器
使用说明
此过孔电流计算器根据物理尺寸和热约束估算PCB过孔可以安全承载的最大电流。
- 选择预设或输入尺寸 — 选择常见过孔尺寸或输入自定义值
- 设置镀层厚度 — 典型值为25µm（1oz）到50µm（2oz）
- 输入板厚 — 过孔长度等于PCB厚度
- 设置温度限制 — 定义允许的温升和环境温度
- 添加并联过孔 — 对于更高电流，使用多个过孔
- 点击计算 — 获取电流容量和电阻
过孔电流理论
过孔本质上是连接PCB不同层的空心铜管。 其载流能力取决于铜镀层的横截面积和散热能力。
关键因素
- 铜横截面：直径越大，镀层越厚 = 铜越多 = 电流越大
- 过孔长度：过孔越长，电阻越高
- 温升：电流产生I²R发热；限制温升以避免损坏
- 热路径：热量通过铜散发到走线和平面
电阻公式
R = ρ × L / A
其中：ρ = 铜电阻率，L = 过孔长度，A = 铜横截面积
横截面积
A = π × (r₂² - r₁²)
其中：r₂ = 外半径（过孔半径），r₁ = 内半径（过孔半径 - 镀层厚度）
电流容量
最大电流受允许温升限制。公式平衡I²R功耗与过孔热阻。 保守估计使用高于环境温度10-20°C的温升。
过孔类型和尺寸
标准过孔尺寸
| 过孔类型 | 钻孔尺寸 | 典型电流 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 信号过孔 | 0.2-0.3mm | 0.3-0.5A | 信号布线，低功率 |
| 标准过孔 | 0.4-0.5mm | 0.7-1.0A | 通用 |
| 电源过孔 | 0.6-0.8mm | 1.0-1.5A | 电源分配 |
| 大电流过孔 | 1.0-1.2mm | 1.5-2.5A | 大电流路径 |
过孔镀层厚度
| 镀层 | 厚度 | 备注 |
|---|---|---|
| 标准 | 20-25µm | 最常见，适用于信号过孔 |
| 加厚 | 35-50µm | 电源过孔，更高电流容量 |
| IPC 3级 | ≥25µm | 高可靠性应用 |
设计技巧
使用多个过孔
- 电流分担：多个过孔分担电流，但不是均等的
- √n规则：并联过孔使用√n缩放（4个过孔 ≈ 2倍电流，而不是4倍）
- 间距：过孔间隔放置以避免热耦合
- 阵列模式：电源平面和大电流路径使用过孔阵列
电源过孔放置
- 将电源过孔放置在IC电源引脚附近
- 每个电源连接使用多个过孔
- 将过孔连接到宽走线或铜皮
- 避免在电源过孔阵列附近布置高速信号
热考虑
- 过孔有助于层间热传递
- 高温元件下方的散热过孔改善冷却
- 填充过孔具有更好的热导率
- 考虑在过孔阵列周围铺铜以扩散热量
示例：5A电源
| 单个0.4mm过孔 | ~0.8A容量 |
| 5A所需 | ~10个过孔（保守） |
| 替代：0.8mm过孔 | ~4-5个过孔 |
| 最佳：1.0mm填充过孔 | ~3-4个过孔 |
常见问题
这个计算器有多准确？
该计算器基于热模型提供保守估计。 实际电流容量取决于许多因素，包括PCB材料、铜质量和热环境。 将这些值用作指南，并为生产设计添加安全裕度。
我应该填充电源过孔吗？
填充过孔（导电或非导电填充）可以承载更多电流， 因为填充物增加热质量并降低热阻。然而，填充过孔更昂贵。 对于大多数设计，使用更多标准过孔比使用较少填充过孔更具成本效益。
为什么计算器对并联过孔使用√n？
由于电阻路径不均等和热耦合，电流不会在并联过孔之间均等分配。 √n缩放提供保守估计。对于关键设计，模拟电流分布或添加更多过孔。
我应该使用什么镀层厚度？
标准25µm镀层适用于大多数信号过孔。对于每个过孔承载超过0.5A的电源过孔， 考虑指定35-50µm镀层。请咨询您的PCB制造商了解可用选项和成本。
如何验证设计中的过孔电流？
在原型上使用热仿真或红外摄像机测量。检查负载下的过孔温升。 如果过孔变热（高于环境温度20°C以上），添加更多过孔或增加过孔尺寸。