设计高压漏电和间隙标准电路板布局

关键的外卖

• 什么是PCB爬电间隙?

• 因素,确定高压漏电和间隙的标准。

• 设计方法满足PCB爬电间隙标准。

高压部分印刷电路板

有许多应用程序生产的火,变暖,甚至浪漫。然而,一个地方,你再也不想看到火是在印刷电路板上。火可以是一个真正的风险如果PCB设计还没有正确的高电压。在某些情况下,正确设计董事会可以创建一个静电放电,这可能反过来向董事会造成损害,甚至可能引发火灾。

为了避免这个问题,PCB设计者使用高电压应用程序应该特别注意在他们的设计暴露金属导体之间的分离。有两种方法来衡量这个separation-creepage间隙和维护是很重要的所需数量的分离为两个。在这篇文章中,我们来看看多氯联苯与高压漏电和间隙之间的区别标准和需要采取的步骤,以避免高电压问题或计划外PCB燃烧。

间隙是多少?

了解间隙从更加介绍性的位置,考虑空中飞行。乘飞机旅行是最快的方式从A点到B点的原因众多,但大型组件是由于路径控制。飞机没有任何关心的轮廓表面低于它穿过上面的大气海洋中,除了起飞和降落。

通常,间隙小关注的低电压设计了电弧间隙太小,更将在操作过程中遇到的问题(甚至可能位置)间隙之前会有一个表现的机会。导体间的间隙定义最直接的路径,它,在一般意义上,意味着考虑导电表面形成一个电容和一个操作之间的介质在空间氛围。因为空气是不良导体,几乎没有电荷存储行动,当足够的电荷是建立在表面上一些特定的距离,位移电流可能形式。向董事会任何意想不到的运动的电荷是危险的操作和功能,和更高的电压达到更快崩溃以及表现出增强的严重性(在相同的距离)。

在某种程度上,问题超出操作设备的潜在人类操作员的安全,以及火灾和烟雾危害。还有其他环境因素时必须占设计高压间隙;湿度和颗粒浓度等因素会直接影响两个带电表面之间的击穿电压。

蠕变是什么?

爬电间隙的路径依赖的兄弟。运输比喻,蠕变行为相当于一辆火车(或汽车、船),通过设计,它必须沿着表面的介质。至少,这意味着必须只要爬电间隙,但从未短。在许多情况下,表面轮廓后,大大增加了爬电距离相对于同一带电表面的间隙。

之间的间隙可能会表达自己在组件表面的高压电路,爬电更阴险。它通常出现在董事会之间的表面痕迹。虽然组件间距可以密集的一个因素的设计,这是更容易体验问题跟踪间距由于其相对普遍。幸运的是,有一些新颖的解决方案适应完成设计或修订没有显著变化。

PCB漏电和间隙之间的区别

印刷电路板进行高电压可以通过之间的静电放电受害暴露金属如果太接近了。这放电可能导致损坏板及其组件,和PCB设计者需要遵守适当的间距金属导体在黑板上。总而言之,导体间距测量电路板上两个ways-creepage和间隙:

• 蠕变:这是两个导体之间的距离表面的董事会或绝缘材料的表面。
• 间隙:这是视线在空中两个导体之间的距离。

在高电压回路的电压高于30休假或60 vdc,蠕变和间隙间距规则必须遵守,以防止意外两个导体之间的弧。通常,这两个尺寸是一样的,两个组件之间的距离垫或其他金属暴露地区一个通畅的一部分。然而,在某些情况下,这两个尺寸是不同的,这取决于组件放置或如果有任何不寻常的原板的轮廓。如下所示,蠕变之间的间距在板的表面双组分垫。间隙,另一方面,是金属之间的气隙散热器组件的左边和右边的组件板。

蠕变和间隙间距PCB

接下来,我们将看看一些可以找到爬电间隙标准。

PCB高压漏电和间隙是什么标准?

不同的因素去计算高压漏电和间隙标准,包括工作电压、污染程度(灰尘和凝结在黑板上),和电路的类型被评估。蠕变计算是另一个重要因素层材料被用于构建原始板。电压将会创建一个导电路径沿板的表面,这将打破其绝缘性能,和一些董事会材料比其他人更耐这种效果。比较跟踪指数(CTI)定义每个材料的数量的阻力;数越高,其更大的阻力分解。例如,默认FR-4 CTI值为175,而其他更专业的材料可以CTI值高达600。

不同的文档封面PCB爬电间隙标准,主要形式是ipc - 2221。这是一个通用标准,涵盖了许多不同的设计规则,包括高压电路所需要的间距。范围划定的直流或交流电压水平,内部层,外层涂或裸,和衬底材料。除了ipc - 2221,你可以找到更多的信息在这些标准:

• ipc - 9592:这个标准比ipc - 2221更具体,它定义了运行的电力转换设备的间距要求高于100伏。
• ul - 61010 - 1:这些标准指定的要求安全设计中电气测试和实验室设备以及其他工业设备。
• ul - 60950 - 1:这个标准是高和低电压应用在广泛的设备。

这些标准将提供一个坚实的基础上设置所需的许可PCB保护它免受过电压事件,可以创建一个弧之间两种不同的导体。同样重要的是模拟的配电在你的设计和使用这些结果来帮助建立布局的物理属性。

电路板上的电源组件的布局

将安全与蠕变和间隙

上面概述、ul - 60950 - 1、特别是表2 k-2n,为设计师提供了最小电气间隙和爬电值依赖于板绝缘等级,涂料,和其他因素。与高压安全设计的一个重要方面是提供给电路的绝缘灭弧的可能性很高。附近位置时需要低电压二次回路高压电源电路、标准建立了多种不同的绝缘选项取决于电压的严重性。例如,低电压电路周围高压电力线路应该双重或加强绝缘。预期的峰值电压和距离,设计师可以使用计算器来确定最小间隔距离,构建设计规则听从高压安全要求。

如何设计你的PCB布局与这些标准

一旦你有间距要求董事会将需要适当的蠕变和间隙,下一步是设置这些值在PCB布局系统的设计规则。规则和限制可以设置为金属金属许可,无论是痕迹之间垫、铜倒,或任何组合的三个。你也会想为你树立正确的间距组件的足迹,特别是那些大的部分正在进行大量的电压。在某些情况下,你甚至可以建立独特的遮挡许可在特定的足迹占散热片和其他不寻常的配置。所有这些规则允许你保持必要的高压组件之间的间距。

当你放置组件在一个布局,一定要考虑你的部分的所有方面。这将包括任何金属导体,如散热片,可能过剩的部分,特别是如果你不能够建立一个独特的遮挡区域。在布局中,你也会希望确保任何编辑或修改最终组件放置不违反之间的间距,您已经仔细设置部分。甚至一个组件旋转90度会导致违反间隙电压异常形状的组成部分。

这里有一些要考虑的其他技术在空间布局:

• 帮助保持适量的间隙间距,试着定位高压组件的一侧板和低电压部件。在某些情况下,高压部分可能没有像他们那样严格的间距规则低压部分。
• 蠕变将需要另一个解决方案,另一方面将部分董事会不会给你你所需要的分离板的表面。相反,你可能想要安装绝缘屏障或切槽或槽进入董事会。董事会的轮廓的变化会增加电压必须在表面的距离旅行,给你所需要的爬电分离。

幸运的是,您的PCB设计工具中有很多能力可以帮助他们,我们要看看那些。

依靠你的PCB布局的力量的工具

约束经理快板显示组件的脚印之间的间距值

建立设计规则和约束是最好的方法来确保你的布局满足PCB高压漏电和间隙标准。正如你所看到的在上面的照片中,约束管理器节奏的快板PCB编辑器可以设置与特定的包,包间隙保持适当的爬电距离的高压部分。此外,您还可以创建对权力和地面网类网,以及分配必要的间距许可。这些设置,工作与设计规则,将帮助您保持需要的间距。

你也应该好好利用电路模拟器和PCB设计系统提供了分析工具。可以使用这些模型配电网络董事会确保高压网连接你需要他们的方式。最后,一定要使用3 d查看和检查功能在你的PCB设计工具。部分正在进行高压可能不寻常的轮廓如散热器,并能够检查他们在3 d和视觉确认放置您的设计是一个很大的资产。

更多的信息在你的下一个PCB设计配电网络设计,看看我们电子书在这个问题上。

大型电子产品提供商依赖节奏产品优化能力,空间,能源需求为广泛的市场应用。如果你想了解更多关于我们的创新的解决方案,跟我们的专家团队或订阅我们的YouTube频道。