dostal jsem svůj první expozice PCB plazivé a schvalování norem vysokou, na svou první stáž. Byla jsem pověřena vypracováním jiskru zapalovací obvod, který potřeboval, aby se 120 V a transformovat je do 20 kV k vytvoření elektrické jiskry mezi dvěma elektrodami. Byla jsem mladá a nevěděla, slova „plazivé“ nebo „prověrku“, takže když jsem zapojen v mém protoboard obvodu příchozí moci ohnout přes palubu a explodovala. Pokud se chcete poučit z chyb mládí, budete muset navrhnout své desky s plazivé a vůle v mysli. Tyto dva atributy určují vzdálenosti mezi vodiči na vysokonapěťových deskách. Požadavky na povolení a creepage se řídí několika normami, včetně IEC 60601 a IPC 2221. Existuje několik návrhových metod, které vám pomohou splnit tyto standardy, abyste mohli udržet své obvody a zákazníky v bezpečí.
co jsou Creepage a Clearance?
pokud primárně navrhujete nízkonapěťové obvody, je pravděpodobné, že jste se nemuseli příliš často potýkat s creepage nebo clearance. Takže co přesně jsou creepage a clearance a kdy o nich musíte začít přemýšlet?
vůle-vůle je nejkratší vzdálenost ve vzduchu mezi dvěma vodiči. Můžete si to představit jako přímou vzdálenost mezi dvěma vrcholky hor. Pokud jste měli jetpack, jak jsem si často přál, mohl byste letět přímo na druhý vrchol v přímé linii.
Povrchová – Plazivé je nejkratší vzdálenost k další vodič podél povrchu izolačního materiálu z DPS. Tentokrát budete muset jít celou cestu dolů po straně hory, údolím, a na druhou horu se dostat na vrchol, bez tryskových balíčků.
tyto dvě definice se stávají důležitými při navrhování desky „vysokého napětí“. To znamená, že pokud vaše deska používá více než 30 VAC nebo 60 VDC, musíte začít věnovat pozornost rozestupům. Pokud tak neučiníte, vaše PCB může skončit jako moje z dřívějších, spálené a kouření. Je to proto, že při vyšším napětí mohou vodiče oblouk k sobě nebo k jiným komponentům, pokud jsou příliš blízko u sebe. Stále více návrhářů se musí dozvědět o creepage a clearance, protože desky stále více kombinují analogové a digitální obvody s vysokonapěťovými obvody.
jaké jsou PCB Creepage a Clearance standardy?
Pro ty z nás, kteří nechtějí, aby se dozvěděli o významu plazivé a clearance z přímé zkušenosti, existuje několik norem, aby nám pomohli. Především byste se měli podívat na IEC 60601 a IPC 2221. Tyto dva standardy podrobně rozestupy mezi vodiči pro různá napětí a scénáře.
někdy budou šedé oblasti, kde vám standardy neřeknou přesně, jak vyřešit problém nebo rozvržení vodičů. I když, tvá CM DFM pravidla zajistí vyrobitelnost, měli byste mít své desky testovány, aby byla zajištěna bezpečnost požadavky pro povrchová a povolení jsou splněny. Nejznámější testovací službou je Underwriter ‚ s Laboratory (UL), která ověří vaše desky, dodá vašim zákazníkům důvěru a poskytne Vám ochranu proti související nepředvídané události. Na konci dne, je pro vás důležité znát principy designu pro plazivé a vůle, takže můžete zajistit, že vaše deska je kompatibilní.
Design pro Plazivé a Clearance
nejzřejmější řešení pro plazivé a clearance problémy je přesunout složky nebo vodiče dále od sebe. Tato strategie už opravdu nefunguje se zmenšujícími se tvarovými faktory a rostoucí potřebou PCB s vysokou hustotou. Podívejme se na některé konkrétní strategie jak pro plazivost, tak pro clearance, a prozkoumejte některé další faktory, které budete muset vzít v úvahu.
vůle-Při pohledu na vůli musíte mít na paměti, že je to nejkratší vzdálenost ve vzduchu mezi vodiči nebo uzly. Jedním z dobrých řešení je často přidání izolační bariéry mezi dva dotyčné body. Pokud máte oboustrannou desku jeden snadný způsob, jak to udělat, je najít vysokonapěťové komponenty na horní a nízkonapěťové komponenty na dně. Někdy vysokonapěťové vodiče, které jsou na stejném napětí, nepotřebují od sebe nadměrnou vůli; je však třeba je oddělit od vodičů nízkého napětí. Pokud je to případ vaší desky, pak izolace substrátu PCB vytváří vynikající bariéru.
Povrchová – Pokud jde o plazivé nemůžeš vždy držet věci, na opačných stranách desky. Nezapomeňte, že creepage je vzdálenost mezi uzly podél povrchu izolátoru. Když si vzpomeneme na metaforu vrcholu hory, jedním ze způsobů, jak zvýšit plazivost, je vytvořit údolí mezi vrcholy. Můžete snížit drážky nebo žlaby do PCB substrátu pro zvýšení creepage. Někdy můžete také řezat štěrbiny celou cestu přes izolátor, abyste zvětšili vzdálenost. To je stejné strategii používané na izolátory vysokého napětí na elektrické vedení, ty izolátory mají hřebeny jejich délka se zvýší povrchová vzdálenost.
materiál-při řešení creepage záleží také na zvoleném izolačním materiálu. Je to proto, že když napětí vytvoří vodivou cestu podél povrchu izolátoru, může rozbít povrch izolátoru, což má za následek vodivější cestu mezi součástmi. Charakteristika, která to měří, se nazývá cti (Comparative Tracking Index). Čím vyšší je CTI materiálu, tím více je izolační. Pokud se obáváte, že creepage vytvoří vodivou cestu na vaší desce, rozhodněte se pro vyšší materiál CTI.
ohraničující povrch-Creepage a vůle se vztahují na skříň vašeho PCB, stejně jako jeho vodiče. To znamená, že když pracujete se svým strojním inženýrem na návrhu krytu, budete muset vzít v úvahu creepage a clearance. K řešení tohoto požadavku můžete často použít stejné strategie diskutované dříve.
můj šéf mi jednou řekl, že smažení obvodu nebo dvou není problém, ale když začnu dělat tři nebo více stejných chyb, stává se to problémem. Následující creepage a odbavení standardy pro vysokonapěťové desky zajistí shodu s bezpečností vašeho PCB a udržet ji od foukání. Nezapomeňte, že se můžete podívat na IEC 60601 a IPC 2221, abyste zjistili, jaké standardy musíte splnit. Pokud jste v rozpacích, jak vyřešit určitý problém, zkuste požádat CM o pomoc. A konečně, měli byste se seznámit s některými design techniky pro odbavení a plazivé, takže si můžete být jisti, že vaše PCB je v bezpečí, když je lodí.