PcbLab proud se vždycky vrací

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Prokov: dutá trubka, ne drát

Prokov není díra s mědí — je to tenká trubka. Střed je prázdný (nebo zalitý maskou) a proud vede jen pokovená stěna, obvykle 25 µm silná.

jen ta slupka vede300 µm + 25 µmodpor1,1 mΩindukčnost1,30 nHproudová mez0,95 Aúbytek2,16 mVmálo prokovů — na 2,0 A jich je potřeba 3odpor prokovu je mikroohmy a nikoho nezajímá; zajímavá je indukčnost a teplo
Řez prokovem. Vede jen ta slupka. Zvyšuj proud a sleduj, kdy jeden prokov přestane stačit.

Odpor nikoho nezajímá

Průřez té slupky u prokovu 0,3 mm s 25µm mědí je asi 0,026 mm², což na 1,6mm desce dělá zhruba milliohm. To je pod rozlišením většiny úvah. Zajímavá jsou dvě jiná čísla.

Indukčnost: asi nanohenry

L ≈ 5,08 · h · (ln(4h/d) + 1)nH, s h a d v PALCÍCH

Ta poznámka o palcích není detail. Konstanta 5,08 patří k palcům, a kdo do vzorce dosadí milimetry, dostane pětadvacetkrát větší indukčnost — třicet nanohenry místo jednoho a čtvrt. A protože „prokov má třicet nanohenry“ je číslo, kterému by člověk věřil, projde to. Chytilo to až tvrzení v testech, že to má být řádově nanohenry.

Nanohenry zní jako nic, dokud se nespočítá, co udělá s hranou: při di/dt = 10 mA/ns je to 12,5 mV. U jednoho prokovu nic; u prokovu v blokovací cestě, kde jich je v sérii pět, je to šedesát milivoltů propadu právě ve chvíli, kdy má kondenzátor dodávat náboj.

Teplo: proto se jich dává víc

Prokov pod výkonovým pouzdrem není spoj, ale tepelný most do spodní vrstvy. Jeho odpor vedení tepla je velký a jeden nestačí; proto se pod pouzdro dává pole devíti nebo šestnácti. GpioLab počítá θJA jako vstup — tady je vidět, čím se ten vstup mění.

Praktická pravidla

k čemukolikproč
signál mezi vrstvami1proud je zanedbatelný
napájení 1 A2–3proudová mez jednoho je kolem 1 A
blokovací kondenzátor2 na vývodpůlí indukčnost cesty
tepelný most9–16vedení tepla, ne proudu

Vzorce v této kapitole

L — indukčnost prokovu (palce!)
L ≈ 5,08·h·(ln(4h/d)+1) [nH] empirický vzorec — konstanta pro palce