PCB'lerde voltaj izolasyonu için neden hava boşluklarını yönlendirin?

Güç kaynakları için PCB tasarımı hakkında bilgi edindiğimde, yerleşimin alçak ve yüksek voltaj bölümlerini ayırmak için yönlendirilmiş boşlukları olan levhaları sık sık görüyorum.

Neden bakırın aşındırılmasıyla aynı izolasyon seviyesinin yaratılması gerektiğinde hava boşluğunun yönlendirilmesi sorununa gidilmeli? Havadaki arıza gerilimi FR4'ten çok mu yüksek?

Bakırın tam olarak kazınamadığı durumlardan kaçınmak için bu boşlukların kullanıldığını farz ediyorum.

Yüksek gerilim PCB tasarımı

Ark önleme için Yüksek Gerilim PCB tasarımı

Bunun birkaç nedeni:

1. Yaylanma meydana geldiğinde, PCB yüzeyinde karbonlaşmaya (aka "yanma") neden olabilir. Bu kalıcı kısa bir sonuç verebilir. Bu aynı zamanda havadaki yaylanma (başka bir şeyler ters gitmediği sürece) olmadığında geri dönüşü olmayan bir hasardır. Tek bir yüksek voltajlı ani sabit kısa devre oluşturduysa, bu özellikle kötü olurdu, o zaman herhangi bir "düşük seviyeli" voltaj kaynağı hala düşük bir empedans yoluna sahip olurdu.
2. Yüksek dielektrik dayanımlı blendaj takma seçeneğine sahipsiniz (FR4 / lehim maskesinden daha iyi ve havadan daha iyi bir şey).
3. Levha yüzeyinde toz / kir birikir ve dielektrik kuvvetini azaltır. Bu yüzey sadece orada değilse bir sorun değil (yine de bir sorun olabilir).
4. İkinci bağlantıda, nemin lehim maskesinin parçalanma gerilimi üzerinde önemli bir etkisi olduğu ve bir yuva üzerinde daha küçük (potansiyel olarak hala önemli olsa da) bir etkisi olduğu bazı deneyler yaptılar. En iyi sonucu, lehim maskesini söküp bir yarık kesmekti (önemli bir performans kaybı yok).
5. Herhangi bir istemeden hata oluşumu hataları yönlendirici tarafından kaldırılacaktır, ancak tasarım aşamasında, özellikle de modern CAD'de yakalanması gerekir. Parçalar beklenmedik açık devrelere sahipse, PCB düzgün çalışmayabilir ve yüksek akım izini küçültmek diğer sorunlara neden olabilir: P
6. Gerekli hava boşluğu, yüzey gerekli yüzey sürünme mesafesinden daha küçük görünüyor.

Bazı sayfa / temizleme tablolarına hızlı bir bakış:

boşluk tablosu III

tarama tablosu IV

onaylamak gibi görünüyor creepage distance> clearance distance, özellikle yüksek kirlilik derecesi olan.

Kirlilik derecesi, ortamın PCB'nizi nasıl etkileyebileceğinin bir ölçüsüdür. Bakınız: Toz için Tasarım .

Çeşitli kirlilik derecelerinin tanımı (tablo 1):

1. Kirlilik veya sadece kuru, iletken olmayan kirlilik ve güvenlik üzerinde bir etkisi yoktur. Kirlilik derecesini kapsülleme veya hava geçirmeyen sızdırmaz bileşenlerin kullanımı veya PCB'lerin uygun kaplanması yoluyla elde edebilirsiniz.
2. Geçici geçici yoğuşmanın meydana gelebileceği iletken olmayan kirlilik. Bu en yaygın ortamdır ve genellikle evlerde, ofislerde ve laboratuarlarda kullanılan ürünler için gereklidir.
3. Beklenen yoğunlaşma nedeniyle iletken olabilen iletken kirlilik veya kuru iletken olmayan kirlilik. Bu genellikle endüstriyel ortamlar için geçerlidir. Kirlilik derecesi 3'e ulaşmak için giriş koruma (IP) muhafazalarını kullanabilirsiniz.
4. Yağmur, kar veya iletken toz gibi kalıcı iletkenlik üreten kirlilik. Bu kategori dış mekan ortamları için geçerlidir ve ürün standardı iç mekan kullanımını belirttiği zaman geçerli değildir.

Bir hava boşluğu, bir devre kartındaki bakır olmayan yüzeylerden çok daha yüksek bir kırılma seviyesine sahiptir. Oyunda iki mekanizma var - fiziksel hava boşluğu (temizleme) ve PCB yüzeylerinde (tarama sayfası) "izleme" denilen şey.

Kırılma Mesafesi. Sızıntı, yalıtım yüzeyi boyunca ölçülen iki iletken parça (veya iletken bir kısım ile ekipmanın bağlama yüzeyi arasındaki) arasındaki en kısa yoldur. Düzgün ve yeterli bir sürtünme mesafesi, yalıtım yüzeyinde veya yakınında elektriksel deşarjların bir sonucu olarak yalıtkan bir malzemenin yüzeyinde kısmen iletken bir yol oluşturan bir işlem olan izlemeye karşı korur. Gereken izleme derecesi iki ana faktöre bağlıdır: malzemenin karşılaştırmalı izleme endeksi (CTI) ve çevredeki kirlilik derecesi.

ve,

Gümrükleme Mesafesi. Açıklık, hava yoluyla ölçülen iki iletken parça (veya iletken bir parça ile ekipmanın bağlama yüzeyi arasındaki) arasındaki en kısa mesafedir. Boşluk mesafesi, havanın iyonlaşmasından kaynaklanan elektrotlar arasındaki dielektrik bozulmaların önlenmesine yardımcı olur. Dielektrik bozulma seviyesi, ortamdaki bağıl nem, sıcaklık ve kirlilik derecesinden etkilenir.

PCB mesafesi üzerindeki hava boşluğunun pratik bir örneği olarak, bir zamanlar yüksek voltajlı bir PSU (50kV dc) tasarladım. Çıkış aşamaları diyot tripler (bu örnek için önemsiz) idi ancak 6kV alan ve bunu 50kV'ye dönüştüren diyotları ve kapasitörleri monte eden PCB'nin, bileşenlerin etrafında büyük deliklere sahip olması gerekiyordu, bu nedenle devre kartı boyunca "yaratık" doğrudan yapamadı PCB yüzeyi boyunca düz bir çizgi, bunun yerine yuvaların ve deliklerin etrafını örmek zorunda kaldı ve bu, önemli ölçüde daha yüksek kırılma gerilimi yetenekleri verdi.

Yığın borsasında benzer bir soru var burada creapage ve izni için gerilimler ve boşluklar masaları vardır.