什么是寄生电感？如何计算过孔的寄生电感？

在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计中，过孔寄生电感是一个重要的考虑因素。当电流通过PCB的过孔时，由于过孔的几何形状和布局，会产生一定的寄生电感。这种寄生电感可能会对电路的性能产生影响，因此需要进行计算和考虑。

 

电感是指导体或线圈对电流变化的响应能力。当电流通过导体或线圈时，会产生磁场，这个磁场又会导致导体或线圈内部产生感应电动势，从而阻碍电流的变化。这种现象称为自感现象，是电感的基本特性之一。

①单位：电感的单位是亨利（Henry）。

②应用：电感在电子电路、通信系统、能量传输等领域中有着广泛的应用。例如，用于滤波、阻抗匹配、能量存储等方面。

 

过孔寄生电感计算方法

计算过孔的寄生电感可以采用不同的方法，其中一种常见的方法是使用电感公式来估算。对于圆柱形过孔，可以使用以下公式来计算其寄生电感。

公式：
 

[L = \frac{{/mu /cdot N^2 /cdot A}}{{l}}]

其中：

（L）是寄生电感（单位：亨利，H）

（/mu）是空气的磁导率，通常取为(4\pi \times 10^{-7})亨/米（或特定介质的磁导率）

（N）是过孔的匝数

（A）是过孔的有效横截面积（单位：平方米，m²）

（l）是过孔的长度（单位：米，m）

 

① 计算步骤

确定过孔的几何参数：包括过孔的直径、长度等参数。

计算过孔的有效横截面积：对于圆柱形过孔，横截面积为圆的面积，即 (A = \pi \cdot r^2)，其中 (r) 是过孔的半径。

确定过孔的匝数：匝数取决于过孔周围的布线情况和层间连接。

选择适当的磁导率：根据实际材料的磁导率来计算寄生电感。

代入公式计算寄生电感：将以上参数代入上述公式进行计算，得到过孔的寄生电感值。

 

② 注意事项

在进行过孔寄生电感的计算时，需要考虑以下几点：

几何形状：过孔的几何形状会影响寄生电感的计算，通常情况下，圆柱形过孔是最常见的形状。

材料特性：不同材料的磁导率不同，需要根据实际材料的磁导率来计算寄生电感。

匝数和长度：过孔的匝数和长度会影响寄生电感的数值，需要准确测量这些参数。

影响因素：寄生电感会影响信号传输的带宽和速度，因此在设计高频电路时需要特别注意。

 

通过计算过孔的寄生电感，可以更好地了解电路中的潜在影响，并在设计阶段采取相应的措施来减少不必要的影响。在PCB设计中，合理考虑寄生电感等参数，可以提高电路的性能和稳定性，确保电路的正常工作。

 

为了减小过孔寄生电感的影响，可以在设计PCB时采取以下措施：

①合理布局过孔：避免过孔过于密集，尽量减少过孔之间的相互影响。

②减小过孔长度：尽量缩短过孔的长度，以降低寄生电感的数值。

③增加过孔直径：增加过孔的直径可以减小寄生电感，提高信号传输的性能。