पीसीबी पर वोल्टेज अलगाव के लिए एयर गैप को क्यों रूट किया जाता है?

Question

बिजली की आपूर्ति के लिए पीसीबी डिजाइन के बारे में सीखना, मैं अक्सर लेआउट के कम और उच्च वोल्टेज वर्गों को अलग करने के लिए रूट किए गए अंतराल के साथ बोर्ड देखता हूं।

जब तांबे को अलग करके समान स्तर का निर्माण किया जाना चाहिए, तो हवाई अंतर को पार करने की मुसीबत में क्यों जाएं? क्या वायु का टूटना वोल्टेज FR4 से बहुत अधिक है?

मेरा मानना ​​है कि ऐसे अंतराल का उपयोग उन स्थितियों से बचने के लिए किया जाता है जहां तांबे को पूरी तरह से खोदकर नहीं निकाला जा सकता है।

Comments

वायु FR4 की तुलना में बहुत सस्ता है।

— user207421

@EJP संभावित लागत टैब को रूट करने में है क्योंकि मौजूदा FR4 सामग्री को वहां छोड़ने का विरोध किया गया है।

— येल्टन

Answer 1

उच्च वोल्टेज पीसीबी डिजाइन

चाप की रोकथाम के लिए उच्च वोल्टेज पीसीबी डिजाइन

कुछ कारण क्यों:

1. जब आर्क-ओवर होता है, तो यह पीसीबी की सतह पर कार्बोनाइजेशन (उर्फ "बर्निंग") पैदा कर सकता है। इससे स्थायी कमी हो सकती है। यह भी अपरिवर्तनीय क्षति है, जहां हवा में चाप-ओवर नहीं है (जब तक कि कुछ और गलत न हो)। यह विशेष रूप से बुरा होगा यदि एक एकल उच्च-वोल्टेज स्पाइक ने एक स्थायी शॉर्ट बनाया, तो किसी भी "निम्न-स्तर" वोल्टेज स्रोत में अभी भी कम प्रतिबाधा पथ उपलब्ध होगा।
2. आपके पास उच्च-ढांकता हुआ ताकत ढाल (FR4 / सोल्डरमस्क से बहुत बेहतर और हवा से बेहतर) स्थापित करने का विकल्प है।
3. धूल / गंदगी एक बोर्ड सतह पर जमा हो सकती है, ढांकता हुआ ताकत को कम कर सकती है। अगर यह सतह अभी नहीं है, तो बहुत सी समस्या (हालांकि अभी भी एक समस्या हो सकती है) नहीं है।
4. दूसरी कड़ी में, उन्होंने कुछ प्रयोग किए जहां आर्द्रता का सोल्डरमास्क के टूटने वाले वोल्टेज पर काफी प्रभाव पड़ा, और एक स्लॉट पर एक छोटा (हालांकि संभावित रूप से अभी भी महत्वपूर्ण) प्रभाव। उनका सबसे अच्छा परिणाम मिलाप निकालने और एक स्लॉट (कोई महत्वपूर्ण प्रदर्शन हिट नहीं) काटने से था।
5. राउटर द्वारा किसी भी अनजाने रेंगने वाली गलतियों को हटा दिया जाएगा, हालांकि वास्तव में इसे डिजाइन चरण में पकड़ा जाना चाहिए, खासकर आधुनिक सीएडी के साथ। यदि ट्रैक में अनपेक्षित ओपन सर्किट हैं, तो पीसीबी सही काम नहीं कर सकता है, और उच्च-वर्तमान ट्रैक को छोटा करने से अन्य समस्याएं हो सकती हैं: पी
6. आवश्यक हवा की निकासी सतह की आवश्यक सतह पृष्ठरेखा दूरी से छोटी लगती है।

कुछ रेंगने / निकासी तालिकाओं पर एक त्वरित नज़र:

निकासी तालिका III

रेंगना तालिका IV

यह पुष्टि करने के लिए लगता है कि creepage distance> clearance distance, विशेष रूप से उच्च प्रदूषण डिग्री के साथ।

प्रदूषण डिग्री एक उपाय है कि पर्यावरण आपके पीसीबी को कैसे प्रभावित कर सकता है। देखें: धूल के लिए डिजाइन ।

विभिन्न पॉल्यूशन डिग्री (तालिका 1) का विवरण:

1. कोई प्रदूषण या केवल सूखा, गैर-संवेदी प्रदूषण, जिसका सुरक्षा पर कोई प्रभाव नहीं है। आप एन्कैप्सुलेशन या hermetically सीलबंद घटकों के उपयोग के माध्यम से या PCBs के अनुरूप कोटिंग के माध्यम से प्रदूषण की डिग्री 1 प्राप्त कर सकते हैं।
2. गैर-संवेदी प्रदूषण जहां कभी-कभार अस्थायी संघनन हो सकता है। यह सबसे आम वातावरण है और आमतौर पर घरों, कार्यालयों और प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले उत्पादों के लिए आवश्यक है।
3. प्रवाहकीय प्रदूषण या सूखा गैर-संवेदी प्रदूषण, जो अपेक्षित संक्षेपण के कारण प्रवाहकीय बन सकता है। यह आमतौर पर औद्योगिक वातावरण पर लागू होता है। प्रदूषण डिग्री 3 प्राप्त करने के लिए आप इनग्रेस प्रोटेक्शन (आईपी) एनक्लोजर का उपयोग कर सकते हैं।
4. प्रदूषण जो लगातार चालकता उत्पन्न करता है, जैसे बारिश, बर्फ या प्रवाहकीय धूल। यह श्रेणी बाहरी वातावरण पर लागू होती है और यह तब लागू नहीं होती है जब उत्पाद मानक इनडोर उपयोग को निर्दिष्ट करता है।

Comments

एक महान, विस्तृत जवाब के लिए धन्यवाद। क्या आप बता सकते हैं कि इस संदर्भ में "प्रदूषण" का क्या अर्थ है?

— येल्टन

दूसरा लिंक उत्कृष्ट है क्योंकि यह वास्तविक डिज़ाइन और उस बिंदु को दिखाता है जिस पर वे विफल होते हैं। बहुत धन्यवाद।

— येल्टन

पीसीबी डिजाइन के संदर्भ में प्रदूषण की व्याख्या को शामिल करने के लिए अद्यतन किया गया।

— Helloworld922

यदि आप कर सकते हैं तो मैं आपको अधिक उत्थान दूंगा। विषय पर मेरी खोज प्रभावी नहीं थी क्योंकि मैं "उच्च वोल्टेज पीसीबी डिजाइन" के बजाय "पीसीबी पर एयर गैप" की खोज करने की कोशिश कर रहा था।

— जेल्टन जू

दूसरा लिंक अब मृत हो गया है।

— Bort

Answer 2

एक सर्किट बोर्ड पर गैर-तांबे वाली सतहों की तुलना में हवा के अंतराल का स्तर बहुत अधिक है। प्ले पर दो तंत्र हैं - भौतिक वायु-अंतर (निकासी) और जिसे पीसीबी सतहों (क्रीप) पर "ट्रैकिंग" कहा जाता है।

क्रीपेज दूरी। रेंगना इन्सुलेशन के सतह के साथ मापा जाता है दो प्रवाहकीय भागों (या एक प्रवाहकीय भाग और उपकरणों की सीमा सतह के बीच) के बीच सबसे छोटा रास्ता है। एक उचित और पर्याप्त रेंगने वाली दूरी ट्रैकिंग के विरुद्ध सुरक्षा करती है, एक ऐसी प्रक्रिया जो एक इंसुलेटिंग सतह की सतह पर आंशिक रूप से संवाहक पथ का निर्माण करती है, जिसके परिणामस्वरूप एक इंसुलेशन सतह पर या एक इंसुलेशन सतह के निकट विद्युत निर्वहन होता है। आवश्यक ट्रैकिंग की डिग्री दो प्रमुख कारकों पर निर्भर करती है: सामग्री का तुलनात्मक ट्रैकिंग सूचकांक (CTI) और पर्यावरण में प्रदूषण की डिग्री।

तथा,

क्लीयरेंस डिस्टेंस। निकासी दो प्रवाहकीय भागों (या एक प्रवाहकीय भाग और उपकरणों की सीमा सतह के बीच) के माध्यम से मापा जाता है। निकासी की दूरी हवा के आयनीकरण के कारण इलेक्ट्रोड के बीच ढांकता हुआ टूटने को रोकने में मदद करती है। ढांकता हुआ टूटने का स्तर पर्यावरण में सापेक्ष आर्द्रता, तापमान और प्रदूषण की डिग्री से आगे प्रभावित होता है।

पीसीबी की दूरी पर हवा के अंतराल के एक व्यावहारिक उदाहरण के रूप में मैंने एक बार एक उच्च-वोल्टेज पीएसयू (50kV डीसी) डिजाइन किया। आउटपुट चरण डायोड ट्रिपलर (इस उदाहरण के लिए महत्वहीन) थे, लेकिन डायोड और कैपेसिटर बढ़ते पीसीबी ने 6kV ले लिया और इसे 50kV में बदल दिया, घटकों के चारों ओर बड़े छेद होने थे, इस प्रकार सर्किट बोर्ड में "creapage" एक प्रत्यक्ष नहीं बना सका। पीसीबी की सतह के पार सीधी रेखा, बल्कि इसे स्लॉट्स और छेदों के चारों ओर बुनाई करनी पड़ी और इसने काफी हद तक ब्रेकडाउन वोल्टेज क्षमता दी।

ढेर विनिमय पर एक समान सवाल ही नहीं है यहाँ वोल्टेज और creapage और मंजूरी के लिए अंतराल के टेबल है।