电源仿真中判定电流密度的标准是什么过孔电流大小的标准是什么

电源仿真的过程中，判定电流密度的标准是什么，过孔电流大小的标准是什么？

从大家五花八门的回答来看，电流密度和过孔电流大小的标准还没有形成统一的规范，这两个因素不像电源压降的指标，会在datasheet中有明确的要求。这同样说明，可能在电源设计中，电流密度和过孔电流大小这两个因素，可能平时会被设计工程师忽略。

对于小电流电源而言，这两个因素不会造成什么后果，但是现在芯片的电流一般都比较大了，这些东西都需要引起我们的重视了。至于规范的话，大家一般沿用intel的规范比较多一些，电流密度的话，是需要小于100A/平方毫米；过孔的话，就是具体情况具体分析了，一般10mil的过孔，最大的电流要小于2A。大家很多在回答中希望看到仿真实例，后续的话，会有一个比较特殊的仿真实例和大家分享，敬请关注。

（以下内容选自部分网友答题）

对于电流密度的判定标准：满足温升要求，不会导致pcb板烧毁。满足压降要求，负载芯片端的电压满足芯片要求。过孔的判定标准，需要把过孔折算成走线，需要用过孔内径乘以3.14

判断走线电流密度的标准，主要是看温升范围，直流阻抗大小，应用环境和标准。一般40A/mm^2(这里说的是截面积)。判断过孔电流密度的标准，用直径*3.14换算成走线电流密度

判断密度的标注应该是，先分铜箔还是过孔，然后设置板层，再设置厚度和温升。过孔标准是孔径，孔厚，与铜箔连接方式。

电源仿真一方面要考虑压降，另一方面要考虑电热，判断电流密度的标准就是在持续大电流的情况下满足温升要求，在瞬间大电流的情况下避免局部过热导致印制板损坏，比如铜线烧断、印制板碳化等。电热仿真时我一般设置铜皮电流密度在60A/平方毫米（可能会导致印制板损坏），温升由仿真结果保证。过孔电流密度，计算得到的结果大概是在100A/平方毫米，仿真时一般设置为60A/平方毫米。

在电源仿真中，得到电流密度后一是计算压降，二是计算温升，可以根据压降和温升判定是否满足电路板和器件的使用条件，在满足使用条件的基本前提下，做到电流密度均匀，避免出现热点以免引起热稳定性和可靠性问题。过孔载流大小可以依据IPC2221标准，根据孔径大小孔壁铜厚温升等计算理论最小载流，一般via24d12a28单个能过至少1A。

过孔载流能力主要取决于过孔的大小和孔铜厚。另外板子工作环境温度也要考虑，既温升。综合考虑，选择1平方毫米4A保守。过控的话，如果是电源打过控，并联多打，考虑过控的寄生电容电感，高频的时候要注意

铜铂的载流量与电路板的铜铂厚度、宽度、散热条件有关。散热条件指允许最大温升、内层或表层、有无散热器件等。在电源防真前，先通过IPC载流能力公式计算不同线宽下的电流大小。其中过孔根据扇形面积换算成线段的线宽来算。接着计算出电流密度。防真时二者分别乘60%来设置最大电流密度，和过孔电流。运行后若有地方电流密度超标，需要修改走线。

【1】、由于电流的热效应，电热相关联，电源仿真判定电流密度（A/mm² ）可以通过颜色直观看出，比如本帖子中第一幅插图中白色区域电流密度大，冷色调蓝色代表的区域电流密度小。还可使用直流压降分析来确定高电流密度区域。依据IPC275-A标准，电流与铜箔厚度、温升、线宽等有关。通常取电流密度30A/ mm²，铜皮最大通流能力按25℃ 50A/ mm² 估算。 【2】、依据IPC-2221标准，PCB过孔载流能力与过孔直径、孔壁铜厚、温升有关。通过Saturn PCB Design Toolkit或过孔载流能力在线计算工具，都可计算如过孔载流能力等数据。在温升和板厚一定的条件下, 过孔的载流量正比于过孔的直径。过孔的载流能力，常规情况下镀铜厚度IPC2级或者IPC3级标准一般为0.8mil(约20um)到1mil(约25um)，电流总是走最近，电阻最小的通道，并不是每个过孔都是走平均的电流，而是最近的，线路最短的过孔电流最大，太小的话，过孔会过载。过孔多散热好，可以改善电流密度过大的情况，但未必越多越好。具体建议通过仿真来指导添加过孔阵列。

电源回流路径短的地方，导体阻抗低的地方密度会大些。过孔载流能力主要取决于过孔的大小和孔铜厚，电镀铜为纯铜，可以按过孔截面积粗略计算，一平方毫米可以按15A计算

判定标准为在电阻率不变的情况下，导体的电流密度越大，其发热量越大。单个孔径10mil的过孔可承载1A的电流大小，，载流能力增大的速度低于孔径变大或温度变高的速度。

Intel给出过孔电流小于2A，过孔电流密度小于100A/mm2。均匀排列的过孔，电流并非均匀通过，因此要优化回流路径；局部铺铜的电流密度不宜偏高，要结合叠层、损耗和压降等因素具体优化。Layout设计与检查至关重要。

用电端的载流能力，过孔的高度，孔径大小，一般来说8/16，基本是2A