¿Por qué la ruta de los espacios de aire para la tensión de aislamiento sobre los Pcb?

Question

Aprender sobre el diseño de PCB para los suministros de energía, frecuentemente me vea tablas con enrutado de lagunas separadas de baja y alta tensión, las secciones de la presentación.

¿Por qué ir a la dificultad de enrutamiento de un espacio de aire cuando el grabado al cobre de distancia debe crear el mismo nivel de aislamiento? Es la tensión de ruptura del aire mucho mayor que FR4?

Supongo que esos espacios se utilizan para evitar situaciones en las que el cobre no puede ser grabado perfectamente.

Answer 1

De alta tensión de diseño de PCB

De alta Tensión de diseño de PCB para el arco de prevención

Un par de razones:

1. Cuando el arco ocurre, se podría producir la carbonización (un.k.a. "la quema") en el PCB de la superficie. Esto podría resultar en una permanente corto. Esto también es un daño irreversible, donde-como chispas en el aire no está (a menos que algo va mal). Esto sería especialmente grave si una sola de alta tensión de pico creado una permanente corto, entonces cualquier "bajo nivel" de la fuente de voltaje aún tendría una baja impedancia de ruta disponible.
2. Usted tiene la opción de instalar una alta resistencia dieléctrica escudo (algo mucho mejor que FR4/soldermask, y mejor que el aire).
3. Polvo/suciedad pueden acumularse en la superficie de la tabla, la reducción de la rigidez dieléctrica. No como mucho de un problema (a pesar de que todavía podría ser un problema) si la superficie no está allí.
4. En el segundo enlace, se hicieron algunos experimentos en donde la humedad tuvo un efecto drástico en la tensión de ruptura de la soldermask, y una más pequeña (aunque potencialmente aún significativa) efecto en una ranura. Su mejor resultado fue el de la eliminación de soldermask y el corte de una ranura (no significativo impacto en el rendimiento).
5. Cualquier involuntaria de las líneas de fuga de los errores serán removidos por el router, aunque en realidad esto debería ser atrapado en la etapa de diseño, especialmente con los modernos CAD. El PCB puede no funcionar bien si las pistas se ha inesperado circuitos abiertos, y haciendo un alto de la pista actual más pequeño podría causar otros problemas :P
6. Se requiere de depuración del aire, parece ser más pequeño que la superficie requerida para la superficie de escurrimiento distancia.

Un rápido vistazo a algunas líneas de fuga y/o remoción de las tablas :

el despacho de la tabla III

líneas de fuga en la tabla IV

parece confirmar que creepage distance > clearance distance, especialmente con los más altos grados de contaminación.

Grado de contaminación es una medida de cómo el medio ambiente puede afectar a su PCB. Ver: Diseño para el Polvo.

Descripción de los diversos grados de contaminación (tabla 1):

1. Ninguna contaminación o seco, no conductor de la contaminación, que no tiene ninguna influencia sobre de seguridad. Usted puede lograr un grado de contaminación 1 a través de la encapsulación o el uso de herméticamente sellado componentes o a través de revestimiento de conformación de los PCBs.
2. No conductores de la contaminación ocasional temporal se puede producir condensación. Este es el medio más común y generalmente se requiere para los productos se utiliza en los hogares, oficinas y laboratorios.
3. Conductora de la contaminación en seco o no conductores de la contaminación, que podría convertirse en conductora debido a la espera de la condensación. Esto se aplica generalmente a industrial los entornos. Usted puede utilizar de protección de ingreso (IP) de los recintos para lograr la contaminación grado 3.
4. La contaminación que genera persistente conductividad, tales como la lluvia, la nieve o la conductora el polvo. Esta categoría se aplica a entornos al aire libre y no es aplicable cuando el producto estándar especifica el uso de interior.

Answer 2

Un espacio de aire tiene un mucho mayor nivel de desglose que no coppered superficies en una placa de circuito. Hay dos mecanismos en juego - física del espacio de aire (espacio) y lo que se denomina "seguimiento" en la PCB superficies (de fuga).

Distancia Fuga. Líneas de fuga es el camino más corto entre dos las partes conductoras (o entre un conductor y el de la delimitación la superficie de los equipos), medidos a lo largo de la superficie de la de aislamiento. Una correcta y adecuada distancia fuga protege contra el seguimiento de un proceso que se produce, en parte, un camino conductor de localizada deterioro en la superficie de un material aislante como un resultado de las descargas eléctricas sobre o cerca de un aislamiento de la superficie. El grado de seguimiento requerido depende de dos factores principales: la comparativa índice de seguimiento (CTI) de la material y el grado de la contaminación en el medio ambiente.

y,

El Despacho De Distancia. El espacio libre es la distancia más corta entre dos las partes conductoras (o entre un conductor y el de la delimitación la superficie de los equipos), medido a través del aire. El despacho de distancia ayuda a prevenir la ruptura dieléctrica entre los electrodos causada por la la ionización del aire. La ruptura dieléctrica nivel es más influenciado por la humedad relativa, la temperatura y el grado de contaminación en el medio ambiente.

Como un ejemplo práctico de separación de aire de más de PCB distancia que una vez diseñado un alto voltaje de la fuente de alimentación (50kV dc). Las etapas de salida fueron diodo triplers (irrelevante para este ejemplo), pero el PCB de montaje de los diodos y condensadores que se llevó a 6kV y la convirtió en 50kV había grandes agujeros alrededor de los componentes así el "creapage" a través de la placa de circuito no podía realizar directamente una línea recta a través de la PCB de la superficie, sino que había para que se tejen alrededor de las ranuras y los orificios y este le dio significativamente mayor tensión de ruptura de capacidades.

Hay una pregunta similar en la pila de intercambio de aquí que ha tablas de voltajes y vacíos para creapage y despacho.