Отзывы о методах изоляции на печатной плате 5 В / сеть

В настоящее время я разрабатываю печатную плату для проекта, включающего ПИД-управление нагревателем. Нагреватель работает от сети (220 В) и управляется переключением через ноль для регулирования мощности и минимизации электромагнитных помех и нелинейных искажений. Я уже спроектировал несколько печатных плат, в том числе с питанием от сети, но никогда с низким и высоким напряжением на одной плате. К настоящему времени введите описание изображения здесьу меня есть дизайн-прототип, в котором я принял следующие меры безопасности:

  • строгое разделение (HV, левая сторона - LV, правая сторона, см. линию на верхнем шелковом слое)
  • подключение ВН-НН только через оптотранзистор/-триак (U1 и U2) и импульсный преобразователь U6, включая разделительный трансформатор
  • дополнительная защита с помощью MOV(R6), предохранителя (F1) и использования симистора Q1 без снаббера
  • медные плоскости части LV начинаются только после того, как последняя все конвертируется в LV

Поскольку у меня нет никаких ограничений по пространству, я спроектировал все с большим зазором (сетка 1 мм) и использовал дорожки 2 мм для линий электропередач переменного тока. Затем печатная плата монтируется в металлическую коробку, соединенную с PE, или в один из изоляционных материалов. Меня больше всего беспокоит то, что на стороне LV есть три разъема JST (U4,7,8), которые подключаются к поворотным энкодерам, экранам и т. Д., Доступным для пользователя. Хотя я уверен в изоляции на печатной плате, я все же хотел получить второй взгляд на дизайн, особенно в отношении соединений с доступными для пользователя функциями. Есть ли дополнительные соображения в этом случае?

Любые отзывы относительно любой части дизайна приветствуются!

Какие устройства U1, U2 и U6? Я бы рассматривал отношение N к земле с таким же уважением, как вы относитесь к L к земле.
Фиксировано ли размещение и расположение клемм P1 и P2? Или вы можете немного сдвинуть их, и не могли бы вы поменять местами L и N на одном?
Нет, P1 и P2 не зафиксированы, не могли бы вы разместить их дальше друг от друга? Да, вы можете поменять его на один (я предполагаю, что вы сделаете это для более коротких дорожек), но L от P1 все равно должен пройти через предохранитель.

Ответы (2)

У меня есть следующие отзывы о вашем макете, примерно ранжированные по важности:

  • Ваша трассировка PE слишком тонкая. В случае короткого замыкания на землю после вашей платы вы рискуете испарить эту дорожку до срабатывания предохранителя или автоматического выключателя / GFCI. Вы хотите, чтобы сетевые дорожки были как можно короче и толще; из этих PE является наиболее важным для безопасности.
  • Вы можете увеличить зазор между различными дорожками сети. Изоляция HV-LV является высшим приоритетом, но L-PE и N-PE также важны, и, если вы можете справиться, зазор LN также хорош. Я бы стремился к зазору не менее 4 мм, где это возможно. Я понимаю, что это возможно не везде, но есть возможности для улучшения.
  • Рассмотрите возможность создания слота на печатной плате ниже U1 и U2, между сторонами высокого и низкого напряжения. Это еще больше увеличивает утечку тока между ВН и НН.
  • Сетевые дорожки должны быть как можно короче и толще; чтобы сопротивление было низким. В случае неисправности вам нужно низкое сопротивление, чтобы автоматический выключатель/предохранитель сработал. При необходимости используйте верхнюю и нижнюю трассировки. Ваш L след слишком длинный, на мой вкус. Короткие дорожки также помогают при электромагнитных помехах. Я бы отдал приоритет сохранению трасс «на пути питания» (между P1, P2, F1, Q1, R6) над дорожками «на пути сигнала» (имея дело с R1, R4, R5, U1, U2).
  • Зазор между штифтами Q1 особенно мал. Мне нравится использовать посадочное место с контактными площадками дальше друг от друга и раздвигать ножки симистора перед пайкой. См., например, этот ответ .
  • Используете ли вы огромные площади для R1 и R5 для зазора и рассеивания мощности? Вы также можете использовать несколько меньших резисторов последовательно, чтобы добиться этого. Используйте резисторы с одинаковыми номиналами, предполагайте, что напряжение равномерно распределяется по ним, чтобы вы могли добавить их номинальные значения напряжения, и значительно уменьшите номинальные значения. Как фактор 3 или около того.
Привет марсельм, спасибо за ваш отзыв! Я определенно собираюсь вернуться к печатной плате с учетом ваших замечаний. Особенно клиренс корпуса TO220, мне он тоже показался очень маленьким для начала... R1 и R5 предназначены для ограничения тока и потребляют около 0,57 Вт непрерывно каждый (27 кОм каждый), и у меня они рассчитаны на 2 Вт. Я думал, что этого будет достаточно. Также я не хотел, чтобы они были слишком маленькими, чтобы я мог легко их припаять.

Я напечатал печатные платы с разделением ВН/НН и в основном избежал этой проблемы, намного превысив требования к зазору/утечке, и использовал изолирующий трансформатор. Я уверен, что вы уже посмотрели расстояния, но вот ссылка:

https://www.smpspowersupply.com/ipc2221pcbclearance.html

Кроме того, если вы беспокоитесь о том, что шипы перегорают ваше оборудование и возвращаются к пользователю, вы можете добавить встроенный предохранитель там, где входит высоковольтное напряжение, а затем тиристор на землю сразу после этого, чтобы шунтировать предохранитель на землю, если есть шип. Он перегорит предохранитель, чтобы изолировать цепь.

Привет Кент, спасибо или ваш отзыв! Чтобы поймать скачки напряжения, я уже поставил варистор на входе и есть встроенный предохранитель (f1), но он также для нагрузки, поэтому, вероятно, около 10–16 А. Я не совсем уверен, как выглядит ваша комбинация предохранителей и тиристоров, но я был бы рад услышать некоторые уточнения!
Отзывы о методах изоляции на печатной плате 5 В / сеть
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v