高壓應(yīng)用需要比普通PCB更嚴(yán)格的設(shè)計參數(shù)。

當(dāng)我是本科生時，我做了很多電化學(xué)蝕刻。我把它放在我的簡歷上多年，因為采訪者總是對聽到有關(guān)使用高壓電源和可怕化學(xué)品的興趣。后來，我意識到我不想被聘用，因為他們想要一個對高風(fēng)險工作環(huán)境漠不關(guān)心的人。

那時我開始研究高壓爬電和清除PCB設(shè)計。我對高壓產(chǎn)品所需的標(biāo)準(zhǔn)感到驚訝。我也松了一口氣。雖然我不能阻止研究生從McGyvering我們的高壓產(chǎn)品，但我確實知道有板級保護和絕緣安全。

什么時候安全需要特定的間距規(guī)則？

并非每個PCB設(shè)計都有與高壓PCB設(shè)計所需的間距相同的嚴(yán)格規(guī)則。通常，如果您的產(chǎn)品的正常工作電壓達(dá)到或超過30 VAC或60 VDC，那么您應(yīng)該非常勤勉地考慮電路板設(shè)計中的間距規(guī)則。如果您有高密度電路板，特別是高壓電路板，則需要更加關(guān)注。高密度使間距變得更加棘手，對保護更為重要。

間距在高壓設(shè)計中更為重要，因為電路板組件上的電壓使得兩個導(dǎo)電元件之間的電弧更容易發(fā)生在你的PCB上。任何確實發(fā)生的電弧都會給產(chǎn)品和用戶帶來更高的風(fēng)險。為了幫助降低風(fēng)險，PCB設(shè)計，間隙和爬電距離中有兩個主要間距測量標(biāo)準(zhǔn)。

什么是間隙？

清除是兩個導(dǎo)體之間通過空氣的最短距離。我記得它的定義是考慮到間隙清除;在我的頭撞到某物之前，空氣中有多少空間。如果PCB上任何位置的間隙太小，則過電壓事件可能會在電路板上的相鄰導(dǎo)電元件之間產(chǎn)生電弧。

間隙規(guī)則因PCB材料，電壓和環(huán)境而異條件。環(huán)境影響非常顯著。最常見的是，濕度會改變空氣的擊穿電壓并影響電弧放電的可能性。灰塵是另一個標(biāo)準(zhǔn)因素，因為聚集在PCB表面的顆粒會隨著時間的推移形成軌道，縮短導(dǎo)體之間的距離。

電弧會損壞您的產(chǎn)品和用戶，因此電路板上的間距是一個關(guān)鍵的設(shè)計參數(shù)。

什么是爬電PCB？

類似于間隙，爬電距離測量PCB上導(dǎo)體之間的距離。然而，它不是測量空氣中的距離，而是測量沿著絕緣材料表面的最短距離。電路板材料和環(huán)境也會影響爬電距離要求。電路板上的水分或微粒積聚可以縮短爬電距離，與清除時相同。

當(dāng)您采用高密度設(shè)計時，爬電可能是難以滿足的要求。由于移動軌道很少是首選，因此在設(shè)計中增加表面距離還有其他一些技巧。通過在軌道之間添加插槽或垂直隔離屏障，可以顯著增加爬電距離，而無需更改電路板上的走線布局。

考慮比較跟蹤指數(shù)（您的材料的CTI）

在工作電壓之后，間隙和漏電要求中最重要的因素來自PCB的材料屬性。材料的電絕緣由“比較跟蹤指數(shù)”或CTI值表示。 CTI表示為電壓，由標(biāo)準(zhǔn)測試確定，測量材料表面何時發(fā)生故障。

根據(jù)材料的擊穿值，有0到5個類別。產(chǎn)品的強制絕緣等級基于這些CTI類別。類別5是最低的，值小于100 V.對于600+ V的故障，類別0具有最強大且通常昂貴的材料選項。

PCB絕緣體材料具有不同的擊穿電壓和相應(yīng)的產(chǎn)品應(yīng)用安全類別。

我該怎么辦？知道使用什么材料和間距？

由于PCB設(shè)計和材料選擇中存在很多變量，因此滿足安全要求和標(biāo)準(zhǔn)的最佳選擇是直接進入源頭。我最常參考的標(biāo)準(zhǔn)有兩種。第一個是IPC-2221，它是PCB設(shè)計間隙和爬電距離指導(dǎo)的通用標(biāo)準(zhǔn)。第二個是IEC-60950-1（第2版）。 IEC版本是您想要為具有AC主電源或電池電源的任何IT產(chǎn)品閱讀的標(biāo)準(zhǔn)，特別是如果您想在國際上銷售這些產(chǎn)品。

由于不正確間距的后果因法律非遵守嚴(yán)重的死亡和破壞，非常值得花時間熟悉與您的設(shè)計相關(guān)的任何標(biāo)準(zhǔn)。此外，它還可以防止本科生自我摧毀。

識別和合并標(biāo)準(zhǔn)可能非常耗時，因此您應(yīng)該使用優(yōu)秀的設(shè)計軟件。 PCB設(shè)計的最佳軟件可讓您創(chuàng)建特定的設(shè)計規(guī)則，并幫助您在流程早期發(fā)現(xiàn)問題。 AltiumDesigner?符合這些要求及更多要求;您可以在選擇電路板絕緣材料之前開始設(shè)計！