उच्च वोल्टेज पीसीबी डिजाइन


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मैं निम्नलिखित वोल्टेज स्तरों के साथ एक 4 परत पीसीबी डिजाइन करना चाहता हूं। जीएनडी, 5 वी, 3.3 वी और 80 वी। सर्किट में कुछ MOSFETs हैं जो 3.3V द्वारा संचालित होते हैं और MOSFET 80V स्विच करते हैं (आवश्यक वर्तमान बहुत कम यूए स्तर है)। जो पीसीबी पर समग्र बनाता है, एक दूसरे के करीब 80V और 3.3V सिग्नल हैं (कुछ स्थानों पर 20 मील से कम)।

सुरक्षा के लिए मैंने नीचे की परत पर 80V रखा। और अन्य वोल्टेज स्तर और संकेत शीर्ष और दूसरी परत पर हैं। और मैं तीसरी परत को पूरी तरह से जमीन पर रखता हूं।

मैंने नीचे दिए गए सरल चित्र के साथ डिजाइन का प्रतिनिधित्व करने की कोशिश की।

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अब मुझे अपने पीसीबी में कहीं न कहीं डीसी ब्रेक डाउन वोल्टेज के बारे में चिंता हो रही है। ऐसे सर्किट के लिए, जहां एक अलग उच्च और निम्न वोल्टेज का उपयोग होता है, मुझे बहुत अनुभव नहीं है। मुझे अपनी संरचना के बारे में निश्चित नहीं है, क्या यह पर्याप्त सुरक्षित है? क्या कोई लेख या स्रोत है जहां मैं इस मुद्दे के संबंध में कुछ उपयोगी जानकारी पा सकता हूं। क्या आपके पास इस तरह के पीसीबी-डिज़ाइन के लिए कोई सलाह है? यदि प्रश्न के लिए आवश्यक जानकारी का अभाव है, तो कृपया पूछें।


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मत भूलो कि vias के माध्यम से सभी तरह से जाना। तो जहाँ भी आपके पास कनेक्टिंग लेयर्स 1 और 2 है, वह भी लेयर 4 में जाएगा और क्लीयरेंस की आवश्यकता होगी।
फोटॉन

जवाबों:


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उच्च वोल्टेज निकासी एक जटिल विषय है। बहुत सारे कारकों और मानकों पर विचार करने के लिए।

आपके मामले में, मैं IPC-2221A "मुद्रित बोर्ड सर्किट पर सामान्य मानक" का पालन करूंगा। तालिका 6-1 के अनुसार। हमारे पास कंडक्टरों के बीच 80V अंतर के लिए "इलेक्ट्रिकल कंडक्टर स्पेसिंग":

आंतरिक परतें -> 0.1 मिमी (3.9 मील)

बाहरी परतें अनारक्षित -> 0.6 मिमी (24 मील)

बाहरी परत लेपित -> 0.13 मिमी (5 मील)

IPC-2221A एक मालिकाना मानक है और मैं यहां पूरी तालिका को पुन: पेश नहीं कर सकता।

ये संख्याएं अनिवार्य नहीं हैं, उन्होंने सिर्फ एक न्यूनतम मंजूरी बताई है। मैं बड़ी संख्या का उपयोग करूंगा।

ध्यान दें, जैसा कि पहले कहा गया है, उच्च शक्ति vias। उन्हें "लो वोल्टेज" साइड में क्लीयरेंस रखना चाहिए।

स्टैकअप मुझे काफी समझदार लगता है लेकिन उच्च शक्ति THT घटकों में पिन को ध्यान में रखें। उन्हें क्लीयरेंस रखना चाहिए।


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80 वी और अन्य कम वोल्टेज संकेतों या जीएनडी के बीच 20 मील की दूरी पर पर्याप्त निकासी नहीं है। मैंने अभी हाल ही में कुछ PCB डिज़ाइन का काम किया है जिसमें 84V पावर रेल है। मुझे यह सुनिश्चित करना है कि किसी भी 84V नेट और अन्य संकेतों के बीच की मंजूरी 47 मीलों से अधिक हो और अधिमानतः इससे भी अधिक। मैं निकासी की इस राशि के बारे में कुछ सहायक सूचनाओं का उल्लेख कर सकता हूं, लेकिन इस जानकारी तक फिलहाल पहुंच नहीं है। (मैं वापस आऊंगा और कल अपडेट करूंगा)।

मेरे मामले में मैंने सभी 84 वी परत और ट्रेस कनेक्शनों को अंदर की परत पर डालने के लिए कार्रवाई का कोर्स किया। ऐसा करने का तर्क यह था कि मिलाप मास्क काफी पतला होता है और इसे आसानी से खुरच कर बाहर की परतों पर उच्च वोल्टेज को संभावित शॉर्ट्स तक पहुँचाया जा सकता है। मुझे इस बारे में थोड़ा और चिंतित होना पड़ा क्योंकि इस डिजाइन में 84V रेल को एएपीएस का समर्थन करना पड़ा क्योंकि यूए का विरोध किया गया।

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यहां वह जानकारी है जो मैंने पीसीबी क्लीयरेंस दिशानिर्देशों के संबंध में वादा किया था। उस पृष्ठ में एक छोटा सा कैलकुलेटर है जो अनुशंसित ट्रेस मंजूरी के साथ मदद करता है।

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आंतरिक परतों में बहुत कम मौजूदा हैंडलिंग क्षमताएं हैं, हालांकि, आपने बहुत मोटी पटरियों का उपयोग किया है? या तांबा डालना है?
KyranF

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मेरा 84V प्लेन थ्रू-होल कनेक्टर लीड्स और वीआईएएस जैसी चीजों के लिए क्लीयरेंस प्रदान करने के लिए आवश्यक कॉपर कटआउट के साथ एक पूर्ण विमान था। आंतरिक बिजली परतों के साथ बोर्ड भी हर परत पर अतिरिक्त मोटी तांबे के साथ बनाया जा रहा है। अतिरिक्त मोटी तांबा सामान्य सिग्नल लाइनों और कम वोल्टेज कनेक्शन के लिए भी कुछ बहुत व्यापक मंजूरी की मांग करता है।
माइकल करास

मैंने निकासी दिशानिर्देशों के बारे में अतिरिक्त जानकारी के साथ उत्तर को संपादित किया है।
माइकल करास

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FR4 का ब्रेकडाउन वोल्टेज 300V / मिल से अधिक है। Creepage (सतह की मंजूरी) एक चिंता का विषय हो सकता है, खासकर अगर पीसीबी खराब वातावरण (धूल + आर्द्रता, उदाहरण के लिए, या मोल्ड) में हो सकता है।

यदि संभव हो, तो ग्राउंडेड "गार्ड" कंडक्टर को 80V निशान और 3.3V निशान के बीच रखें, अगर उन्हें किसी सतह पर आसन्न होना है, और किसी भी नज़दीकी निशान या अन्य तंग तांबा-से-तांबा निकासी होने से पहले 80V लाइन पर वर्तमान को सीमित करने का प्रयास करें। ।

मध्यम-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज पीसीबी डिजाइन पर यहां एक अच्छा प्राइमर है (हालांकि आपका आवेदन कम-वोल्टेज सीमा में अच्छी तरह से है , इसलिए यह सीधे लागू नहीं है)। आप स्पष्ट रूप से कोरोना के बारे में भूल सकते हैं, उदाहरण के लिए।

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