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。
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