Konstrukcja PCB wysokiego napięcia

Chcę zaprojektować 4-warstwową płytkę drukowaną o następujących poziomach napięcia. GND, 5 V, 3,3 V i 80 V. W obwodzie jest kilka tranzystorów MOSFET, które są napędzane przez 3,3 V i przełącznik MOSFET 80 V (wymagany prąd to bardzo niski poziom uA). Co sprawia, że ​​ogólnie na płytce drukowanej, sygnały 80 V i 3,3 V są blisko siebie (w niektórych miejscach poniżej 20 mil).

Dla ochrony trzymałem 80 V na dolnej warstwie. Pozostałe poziomy napięcia i sygnały znajdują się na górnej i drugiej warstwie. I trzymam trzecią warstwę całkowicie szlifowaną.

Próbowałem przedstawić projekt za pomocą prostego zdjęcia poniżej.

Teraz martwię się o napięcie przebicia DC gdzieś na mojej płytce drukowanej. W przypadku takiego obwodu, w którym wykorzystuje się jedno różne wysokie i niskie napięcie, nie mam dużego doświadczenia. Nie jestem pewien swojej struktury, czy jest wystarczająco bezpieczny? Czy jest jakiś artykuł lub źródło, w którym mogę znaleźć przydatne informacje dotyczące tego problemu? Czy masz jakieś porady dotyczące takiego projektu PCB? Jeśli na pytanie nie ma wymaganych informacji, zapytaj.

Klirens wysokiego napięcia jest zagadnieniem złożonym. Zbyt wiele czynników i standardów do rozważenia.

W twoim przypadku postąpiłbym zgodnie z IPC-2221A „Ogólny standard obwodu drukowanego”. Zgodnie z tabelą 6-1. „Rozstaw przewodów elektrycznych” dla różnicy między przewodami 80 V mamy:

Warstwy wewnętrzne -> 0,1 mm (3,9 mils)

Warstwy zewnętrzne niepowlekane -> 0,6 mm (24 mils)

Powlekane warstwy zewnętrzne -> 0,13 mm (5 mil)

IPC-2221A jest zastrzeżonym standardem i nie mogę tutaj odtworzyć całej tabeli.

Te liczby nie są obowiązkowe, podały jedynie minimalny odstęp. Użyłbym większych liczb.

Uwaga, jak powiedziano wcześniej, przelotki dużej mocy. Powinny zachować odstęp po stronie „niskiego napięcia”.

Stacka wydaje mi się dość rozsądna, ale należy pamiętać o pinach w komponentach THT o dużej mocy. Powinni zachować zgodę.

Oddzielenie 20 milsów między 80 V a innymi sygnałami niskiego napięcia lub GND nie wystarcza. Niedawno wykonałem kilka prac projektowych na płytkach drukowanych z szyną zasilającą 84 V. Musiałem upewnić się, że odstępy między dowolną siecią 84 V a innymi sygnałami wynoszą ponad 47 mil, a najlepiej nawet więcej. Mogę odnieść się do niektórych informacji pomocniczych na temat tej ilości odprawy, ale w tej chwili nie mam dostępu do tych informacji. (Wrócę i zaktualizuję jutro).

W moim przypadku podjąłem również działania, aby umieścić wszystkie warstwy 84 V i prześledzić połączenia na warstwie wewnętrznej. Powodem tego było to, że maska ​​lutownicza jest dość cienka i może być łatwo zarysowana i wystawia wysokie napięcie na zewnętrzne warstwy na potencjalne zwarcia. Musiałem się też tym bardziej martwić, ponieważ szyna 84 V w tym projekcie musi obsługiwać AMPS, a nie uA.

Edytować

Oto informacje, które obiecałem dotyczące wytycznych dotyczących usuwania płytek drukowanych. Na tej stronie znajduje się zręczny kalkulator, który pomaga w zalecanych odstępach między śladami.

Napięcie przebicia FR4 wynosi ponad 300 V / mil. Pełzanie (prześwity powierzchni) może być większym problemem, szczególnie jeśli płytka drukowana może znajdować się w złym środowisku (na przykład kurz + wilgotność lub pleśń).

Jeśli to możliwe, umieść uziemione przewody „ochronne” między śladami 80 V a śladami 3,3 V, jeśli muszą one przylegać do powierzchni, i spróbuj ograniczyć prąd na linii 80 V przed uzyskaniem jakichkolwiek bliskich śladów lub innych ciasnych odstępów między miedzią .

Jest to dobry grunt tu na średniego napięcia i wysokiego napięcia projektowania PCB (jeśli aplikacja jest również w niskonapięciowym przedziale, więc nie jest to bezpośrednio dotyczy). Na przykład możesz oczywiście zapomnieć o koronie.