高电压考虑PCB布局
的配电网络PCB是典型的城市变电站的一个微型版本。让我解释一下。想到的第一件事当有人说“高压”是电网。为了获得能量从发电厂到用户,建立了基础设施,提高到100伏特的电压范围。
一旦电线达到客户,为安全电压下台分布。相同的物理应用。电线有可测量的电压降就像我们的生产。土木工程师,开发了变电站的平面布置图认为许多相同的因素。根据线路工人和Cableman手册(mcgraw - hill)电力变电站可能有以下功能。
改变电压从一个水平到另一个
调节电压来补偿系统电压的变化
开关的输电和配电电路网格系统
衡量电力品质流入电路
通信信号连接到电路
从系统消除闪电和其他的电涌
这肯定的样子我们面临一些相同的目标在设计我们的力量领域。我们改变从主电源电压水平的各种设备。我们密切关注能量流使用意义上的电路,隔离各个节点。同时,电网的闪电是一个真正的风险一样,静电放电可以损害我们的电路。
图片来源:作者,变电站的高压侧。并不是所有的,不同于印刷电路板;只是规模。
静电放电的PCB相当于一个照明螺栓
做一个图像搜索“解剖学变电站”将返回几个图片,图表元素的距离围栏安装处理大自然的具体细节。一个足够大的变电站设备具有较高的线。上面的线是雷击和安全地分流,巨大的电压尖峰。同样的闪电抑制电路也占很大的电压峰值时出现一个发电厂有异常。
我们也应对雷击的。静电放电是超轻型飞机的名称,这将会威胁到我们的电子设备。没有电流(交流或直流)背后的费用但是我们的手指和机器之间的短暂弧是至少三千伏(3 kv)如果你能感觉到它。进一步把它,如果它刺到你可以听到它,你可能交付(20 kv)二万伏罢工。
图片来源:作者——民事和提醒用户如果高电压可能存在。可选:要求耐火的衣服。
知道大电压差异都需要启动一个火花,我们需要照顾的问题一样陆地电力系统。我们倾向于看周边的PCB的机会来创建一个EMI屏蔽使用地面通过和铜环倒。同一地面周边救援在ESD事件发生时。
当然,最后的礼物一个坚实的地面系统是理想的热效率热路径的行动。即使有足够的预留间隙,阻力最小的路径可以成为电路板上的灰尘和污垢。保持外表有助于长期可靠性。保形涂层是另一种减少电弧,引发高电压存在的地方。
大规模的PCB组件
其他设备的安装包括断路器、变压器、开关、继电器、母线,最后执行的责任我们的力量的飞机。土木工程师是做一个网站布局相同的功能,但在更大的范围内。我们俩在一起不可能取消电阻用于电力变电站的但是我们都相同的操作条件。
图片来源:作者——“智能电网”依赖于负载端的度数的果汁是分布的下台。操作类似于开关模式电源反馈循环。
虽然操作的规模和大小是截然不同的,PCB设计者也会分配资源的硬币是电力领域。分布板周围的清洁能源的稳定供应大约三分之一的战斗。所有的这些痕迹只是坐在那里,直到有力量。添加手机天线电塔混合信号设计的就是一个例子。
电源管理集成电路芯片集的核心组成部分
每个委员会都有自己的小网格与监管机构附近的负荷或挤进PMICs——电源管理集成电路。这些设备类似于大型变电站哪里有很多转换了down-converting。几个电力领域辐射从PMIC计划订单养活一个SOC或类似设备。虽然这些都不是典型的电压越高,复杂性要求电源完整性专家的注意。
我们也支付的成本效率的功率分布。这些照片特变压器作为我们的线性稳压器。公用事业公司也同样关心过电压,涟漪和其他规范。无论是董事会或邻居电压供应,我们可以删除更多的热量,我们可以让更多的力量。空间是我们最好的朋友在努力工作设备。由于应用程序是无限的,所以也解决方案。
解决方案一般开始把所有的电力需求的功率(伏特x amp),然后应用降额曲线来计算系统的最低。这些瓦必须划分的所有耗电应用程序。现在我们知道系统预算,我们可以将一个电路,符合这些要求,支持未来的增长潜力。
较大的电压一般一分为二较小的但有时,这是反过来的。我们将巴克或提高电压的要求。它的工作电压峰值最担心我们。自然,我们希望“足够”电路元素之间的空间,但多少是足够的和我们如何安全地做更多和更少的空间电压吗?
让我们先从我们最大的杠杆可以拉;的印刷电路板材料层叠。印刷电路板介电材料在许多方面有所不同,其中一个叫做最大击穿电压。ipc - 4101分为所谓削减表这类基础材料由以下标准:
介电常数(Dk)
热膨胀系数(CTE)
玻璃化转变温度(Tg)
分解温度(Td)
分层(T260 T288)
最大工作温度(年检)
环境和安全法规(UL, RoHS等)。
比较跟踪指数(CTI)
最后一颗子弹时感兴趣的是一个承受高压。IPC分级电介质的规模从0 - 5 ' 5 '是额定100伏特,' 0 '有利于600伏特。所以,也许这就是更多的5 0范围内通过1与4填写100和600伏之间的增量。
中找到快乐在我们的典型FR4材料它被评为3这意味着它可以有一个上限175至249伏特。这并不对应于操作电压,最大的可能出现的峰值在网上和其他电压源的距离的不同的大小。让我们看一个场景,FR4材料可能不是最好的解决方案。
导电阳极丝——活着!
上面这一类相关的材料是陶瓷和其他特殊材料。他们本质上更好地减少导电阳极丝(CAF)传播。一些条件可以对齐,使导电盐含有铜开始沿着腐蚀形成的边界。盐雾像得到沿着海岸CAF传播是一个理想的环境。
类似的根系统,它利用裂缝介质材料,细丝能随着时间的推移而增长减少其他电气元素之间的气隙。玻璃纤维/树脂系统可以像海绵一样,将扩大而从环境中吸收水分。
图片来源:研究门——这张照片是一个实验显示了CAF的潜在危险。
它不一定是一个大的伏数给你一个震动。所不同的是,更高的电压更有可能以一种方式或另一种方式的桥梁。当我们flooplan最佳配电的PCB,我们分享一个小的设计师工作在幕后的公用事业公司。