Конструкция печатной платы высокого напряжения

Я хочу разработать 4-слойную печатную плату со следующими уровнями напряжения. Земля, 5В, 3,3В и 80В. В схеме есть несколько полевых МОП-транзисторов, которые управляются напряжением 3,3 В, и переключатель МОП-транзисторов на 80 В (требуемый ток очень низкий уровень мкА). В целом на плате есть сигналы 80 В и 3,3 В, близкие друг к другу (в некоторых местах менее 20 мил).

Для защиты я оставил 80 В на нижнем слое. А остальные уровни напряжения и сигналы находятся на верхнем и втором слое. И я держу третий слой полностью измельченным.

Я попытался представить дизайн с помощью простой картинки ниже.

введите описание изображения здесь

Теперь я беспокоюсь о пробивном напряжении постоянного тока где-то на моей печатной плате. Для такой схемы, где используется одно разное высокое и низкое напряжение, у меня мало опыта. Я не уверен в своей конструкции, достаточно ли она безопасна? Есть ли какая-либо статья или источник, где я могу найти полезную информацию по этому вопросу. Есть ли у вас какие-либо советы для такого дизайна печатной платы? Если для вопроса не хватает информации, пожалуйста, спросите.

Не забывайте, что переходные отверстия проходят насквозь. Таким образом, везде, где у вас есть переходное отверстие, соединяющее слои 1 и 2, оно также будет проходить к слою 4 и требует зазора.

Ответы (3)

Удаление высокого напряжения — сложный вопрос. Слишком много факторов и стандартов, чтобы их учитывать.

В вашем случае я бы следовал «Общему стандарту печатной платы» IPC-2221A. По таблице 6-1. «Расстояние между проводниками» для разницы 80 В между проводниками имеем:

Внутренние слои --> 0,1 мм (3,9 мил)

Внешние слои без покрытия -->0,6 мм (24 мила)

Внешние слои с покрытием --> 0,13 мм (5 мил)

IPC-2221A является проприетарным стандартом, и я не могу воспроизвести здесь всю таблицу.

Эти цифры не являются обязательными, они просто указывают минимальный зазор. Я бы использовал большие числа.

Обратите внимание, как было сказано ранее, переходные отверстия высокой мощности. Они должны сохранять зазор в сторону «низкого напряжения».

Стек кажется мне вполне разумным, но имейте в виду контакты в компонентах High power THT. Они должны сохранить зазор.

Расстояние в 20 милов между 80 В и другими сигналами низкого напряжения или заземлением недостаточно. Я только что недавно выполнил некоторые работы по проектированию печатных плат с шиной питания 84 В. Я должен был убедиться, что зазоры между любой сетью 84 В и другими сигналами превышают 47 милов, а желательно даже больше. Я могу сослаться на некоторую вспомогательную информацию об этой сумме очистки, но в данный момент у меня нет доступа к этой информации. (Я вернусь и обновлю завтра).

В моем случае я также предпринял действия, чтобы поместить все 84-вольтовые слои и трассировочные соединения на внутренний слой. Причина для этого заключалась в том, что паяльная маска довольно тонкая, ее можно легко поцарапать и подвергнуть воздействию высокого напряжения на внешних слоях потенциальные короткие замыкания. Мне также пришлось немного побеспокоиться об этом, потому что шина 84 В в этой конструкции должна поддерживать AMPS, а не uA.

Редактировать

Вот информация, которую я обещал относительно рекомендаций по допуску печатных плат. На этой странице есть удобный маленький калькулятор, который помогает с рекомендуемыми зазорами трассировки.

введите описание изображения здесь

Внутренние слои имеют гораздо более низкую пропускную способность по току, вы использовали очень толстые дорожки? Или медь льется?
Моя 84-вольтовая плоскость представляла собой сплошную плоскость с необходимыми медными вырезами для обеспечения зазоров вокруг таких элементов, как выводы сквозных разъемов и переходные отверстия. Плата с внутренними силовыми слоями также изготовлена ​​из толстой меди на каждом слое. Сверхтолстая медь также требует довольно широких зазоров даже для обычных сигнальных линий и низковольтных соединений.
Я отредактировал ответ, добавив информацию о правилах оформления.

Напряжение пробоя FR4 составляет более 300 В/мил. Утечка (поверхностные зазоры) может быть более серьезной проблемой, особенно если печатная плата может находиться в неблагоприятных условиях (например, пыль + влажность или плесень).

Если возможно, поместите заземленные «защитные» проводники между дорожками 80 В и дорожками 3,3 В, если они должны быть смежными на поверхности, и постарайтесь ограничить ток на линии 80 В, прежде чем иметь какие-либо близкие дорожки или другие узкие зазоры между медью. .

Здесь есть хороший учебник по проектированию печатных плат среднего и высокого напряжения (хотя ваше приложение находится в диапазоне низкого напряжения , поэтому оно не применимо напрямую). Например, вы можете забыть о короне.

Конструкция печатной платы высокого напряжения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v