了解PCB爬電和電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)

在我第一次實(shí)習(xí)的時(shí)候，我第一次接觸到PCB爬電和間隙標(biāo)準(zhǔn)。我的任務(wù)是開發(fā)一種火花點(diǎn)火電路，該電路需要120 V的電壓并將其轉(zhuǎn)換為20 kV，以在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電火花。我還很年輕，甚至還不知道“爬電”或“間隙”這兩個(gè)詞，所以當(dāng)我插入原型板電路時(shí)，傳入的電源在整個(gè)板上都會(huì)產(chǎn)生電弧，然后爆炸。如果您想從我青年時(shí)代的錯(cuò)誤中學(xué)到東西，則需要在設(shè)計(jì)爬電板和電氣間隙時(shí)要注意。這兩個(gè)屬性指定了之間的距離指揮在高壓板上。電氣間隙和爬電距離的要求受包括IEC 60601和IPC 2221在內(nèi)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的約束。可以使用多種設(shè)計(jì)方法來幫助您滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，從而確保電路和客戶的安全。

什么是爬電距離和電氣間隙？

如果您主要設(shè)計(jì) 低壓電路，很可能您不必經(jīng)常應(yīng)對(duì)爬電距離或電氣間隙。那么，爬電距離和電氣間隙到底是什么？何時(shí)開始考慮它們呢？

清倉(cāng)-電氣間隙是兩個(gè)導(dǎo)體之間空氣中的最短距離。您可以將其視為兩個(gè)山頂之間的視線距離。如果您像我經(jīng)常希望的那樣擁有噴氣背包，則可以直接直線飛向另一個(gè)山峰。

爬電-爬電是沿著PCB絕緣材料表面到另一導(dǎo)體的最短距離。這次您必須一直走到山的一側(cè)，穿過山谷，再走到另一座山，直到?jīng)]有噴氣背包時(shí)才能到達(dá)山頂。

當(dāng)您設(shè)計(jì)“高壓”電路板時(shí)，這兩個(gè)定義變得很重要。這意味著如果您的電路板使用的是30 VAC或60 VDC以上的電壓，則需要開始注意間距。如果您不這樣做，您的PCB可能會(huì)像我以前一樣從頭開始燃燒，燃燒和吸煙。這是因?yàn)樵谳^高的電壓下，導(dǎo)體可能彼此之間或與其他組件之間的距離過近而產(chǎn)生電弧。隨著電路板越來越多地將模擬和數(shù)字電路與高壓電路混為一談，越來越多的設(shè)計(jì)師必須了解爬電距離和電氣間隙。

什么是PCB爬電和間隙標(biāo)準(zhǔn)？

對(duì)于不想從直接經(jīng)驗(yàn)中了解爬電距離和爬電距離的重要性的人，有一些標(biāo)準(zhǔn)可以幫助我們。首先，您應(yīng)該考慮IEC 60601和IPC 2221.這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)詳述了不同電壓和情況下導(dǎo)體之間的間距。

有時(shí)會(huì)有一些灰色區(qū)域，在這些區(qū)域中，標(biāo)準(zhǔn)無法準(zhǔn)確告訴您如何解決問題或布置導(dǎo)體。雖然，您的CMDFM規(guī)則將確保可制造性，您應(yīng)該對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試，以確保滿足爬電距離和電氣間隙的安全要求。最知名的測(cè)試服務(wù)是保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL），這將驗(yàn)證您的董事會(huì)，使您的客戶放心，并為您提供防止相關(guān)意外情況的保護(hù)。歸根結(jié)底，重要的是要了解爬電距離和電氣間隙的設(shè)計(jì)原理，以確保電路板符合要求。

爬電距離和間隙設(shè)計(jì)

解決爬電和電氣間隙問題的最明顯方法是將元件或?qū)w移開更遠(yuǎn)。隨著縮小的外形尺寸以及高密度PCB的日益增長(zhǎng)的需求，該策略不再有效。讓我們看一下爬電和電氣間隙的一些特定策略，并研究一些您需要考慮的其他因素。

清倉(cāng)-查看間隙時(shí)，必須記住，間隙是導(dǎo)體或節(jié)點(diǎn)之間空氣中的最短距離。一種好的解決方案通常是在所討論的兩點(diǎn)之間添加隔離層。如果您有一塊雙面板，一種簡(jiǎn)單的方法是將高電壓組件放在頂部，將低電壓組件放在底部。有時(shí)，處于相同電壓下的高壓導(dǎo)體不需要相互之間有多余的間隙。但是，它們確實(shí)需要與低壓導(dǎo)體分開。如果您的電路板是這種情況，那么PCB基板的絕緣層將成為極好的屏障。

爬電-涉及爬電時(shí)，您不能總是將東西粘在木板的相對(duì)兩側(cè)。請(qǐng)記住，爬電距離是沿著絕緣子表面的節(jié)點(diǎn)之間的距離?；叵肷巾?shù)碾[喻，增加爬電距離的一種方法是在山峰之間形成一個(gè)山谷。您可以在PCB基板上切出凹槽或溝槽，以增加爬電距離。您有時(shí)也可以在絕緣子上切開一些槽以增加距離。這與在電力線上的高壓絕緣子上使用的策略相同，這些絕緣子在其長(zhǎng)度上具有凸脊，以增加爬電距離。

材料-處理爬電時(shí) 絕緣材料 你也選擇 重要的。這是因?yàn)楫?dāng)電壓產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)電路徑沿著絕緣子的表面，它可能擊穿絕緣子的表面，從而導(dǎo)致組件之間的導(dǎo)電路徑更緊密。測(cè)量此特征的特性稱為CTI（比較跟蹤指數(shù)）。材料的CTI越高，絕緣性越強(qiáng)。如果您擔(dān)心爬電會(huì)在板上形成導(dǎo)電路徑，請(qǐng)選擇更高的CTI材料。

邊界面-爬電距離和電氣間隙適用于您的PCB 外殼以及它的指揮。這意味著，當(dāng)您與機(jī)械工程師一起設(shè)計(jì)外殼時(shí)，需要考慮爬電距離和電氣間隙。您通?？梢允褂们懊嬗懻摰南嗤呗詠硖幚泶艘蟆?/span>

我的老板曾經(jīng)告訴我，炸一兩個(gè)電路不是問題，但是當(dāng)我開始犯三個(gè)或更多個(gè)相同的錯(cuò)誤時(shí)，這就會(huì)成為問題。遵循高壓板的爬電距離和電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)將確保您的PCB安全合規(guī)，并且不會(huì)爆炸。請(qǐng)記住，您可以查看IEC 60601和IPC 2221，了解需要滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)。如果您不知道如何解決某個(gè)問題，請(qǐng)嘗試向CM尋求幫助。最后，您應(yīng)該熟悉間隙和爬電的一些設(shè)計(jì)技術(shù)，以便可以確保PCB出廠時(shí)是安全的。