Чому маршрутні проміжки повітря для ізоляції напруги на друкованих плат?

Дізнавшись про дизайн друкованої плати для джерел живлення, я часто бачу плати з прокладеними зазорами, щоб розділити секції низької та високої напруги макета.

Навіщо йти на проблему прокладки повітряного зазору, коли травлення міді повинна створювати однаковий рівень ізоляції? Чи напруга пробою повітря набагато вище FR4?

Я припускаю, що такі прогалини використовуються для уникнення ситуацій, коли мідь може не протравлюватися ідеально.

Дизайн друкованої плати високої напруги

Високовольтний дизайн друкованої плати для запобігання дуги

Кілька причин:

1. При виникненні дуги це може спричинити карбонізацію (також "спалювання") на поверхні ПХБ. Це може призвести до постійного короткого. Це також незворотні пошкодження, коли дуга в повітрі відсутня (якщо щось інше не піде не так). Це було б особливо погано, якби один високий напруга високої напруги створив постійний короткий, тоді будь-яке джерело напруги низького рівня все ще мав би доступний шлях низького опору.
2. У вас є можливість встановити щит високої діелектрики (щось набагато краще, ніж FR4 / паяльна маска, і краще, ніж повітря).
3. Пил / бруд може накопичуватися на поверхні дошки, зменшуючи діелектричну міцність. Не стільки проблем (хоча все-таки може бути проблемою), якщо такої поверхні просто немає.
4. У другому посиланні вони провели деякі експерименти, коли вологість різко вплинула на напругу пробою паяльної маски, а менший (хоча потенційно все ще значний) вплив на проріз. Їх найкращим результатом було зняття паяльної маски та вирізання гнізда (без значних результатів).
5. Будь-які випадкові помилки під час повзання маршрутизатор буде усунутий, хоча це дійсно має бути зафіксовано на етапі проектування, особливо з сучасними CAD. Друкована плата може не працювати належним чином, якщо доріжка має несподівані відкриті ланцюги, а зменшення треку сильного струму меншим може спричинити інші проблеми: P
6. Необхідний повітряний зазор здається меншим, ніж необхідна відстань повзучості поверхні.

Швидкий огляд деяких таблиць плазування / зазору:

таблиця оформлення III

таблиця повзучості IV

Здається, це підтверджує creepage distance> clearance distance, особливо з більш високим ступенем забруднення.

Ступінь забруднення - це міра того, як навколишнє середовище може впливати на вашу друковану плату. Див.: Дизайн для пилу .

Опис різних ступенів пітіння (таблиця 1):

1. Немає забруднення або лише сухе, непровідне забруднення, що не впливає на безпеку. Ви можете досягти ступеня забруднення 1 за допомогою інкапсуляції або використання герметично закритих компонентів або за допомогою відповідного покриття ПХБ.
2. Непровідне забруднення, де можуть виникати періодичні тимчасові конденсації. Це найпоширеніше середовище і зазвичай потрібно для продуктів, що використовуються в будинках, офісах та лабораторіях.
3. Провідні забруднення або сухі непровідні забруднення, які можуть стати провідними через очікувану конденсацію. Це, як правило, стосується промислових середовищ. Ви можете використовувати корпуси захисту від входу (IP) для досягнення ступеня забруднення 3.
4. Забруднення, що створює стійку провідність, наприклад, дощ, сніг або струмопровід. Ця категорія стосується зовнішніх середовищ і не застосовується, коли стандарт продукту визначає використання в приміщенні.

Повітряний зазор має набагато вищий рівень поломки, ніж поверхні, що не пов'язані з плином, на друкованій платі. У грі є два механізми - фізичний повітряний зазор (зазор) і те, що називається "стеження" на поверхнях ПХБ (повзучість).

Відстань на криж. Криж - це найкоротший шлях між двома струмопровідними частинами (або між струмопровідною частиною та обмежувальною поверхнею обладнання), виміряним уздовж поверхні ізоляції. Належне та адекватне відстань повзання захищає від відстеження - процесу, який створює частково провідний шлях локалізованого зносу на поверхні ізоляційного матеріалу внаслідок електричних розрядів на поверхні ізоляції або близько до неї. Необхідний ступінь відстеження залежить від двох основних факторів: порівняльного показника відстеження (CTI) матеріалу та ступеня забруднення навколишнього середовища.

і,

Очищення відстані. Зазор - це найкоротша відстань між двома струмопровідними частинами (або між струмопровідною частиною та обмежувальною поверхнею обладнання), виміряна повітрям. Відстань зазору допомагає запобігти діелектричному пробою між електродами, викликаному іонізацією повітря. На рівень діелектричного розриву додатково впливають відносна вологість, температура та ступінь забруднення навколишнього середовища.

Як практичний приклад повітряного зазору на відстані друкованої плати я колись сконструював високовольтний блок живлення (50 кВ постійного струму). Вихідними етапами були діодні триплери (неважливо для цього прикладу), але на друкованій платі, яка монтувала діоди та конденсатори, яка приймала 6 кВ і перетворювала її на 50 кВ, повинна була мати великі отвори навколо компонентів, тому "складка" на друкованій платі не могла зробити прямого Пряма лінія по всій поверхні друкованої плати, швидше її довелося плести навколо прорізів і отворів, і це дало їй значно більші можливості напруги пробою.

Існує аналогічне питання про обмін стека тут , який має таблиці напруг і зазорів для creapage і кліренсу.