高壓PCB設計：如何把控爬電距離和間隙距離？

高壓應用需要比普通PCB更嚴格的設計參數。

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

那時我開始研究高壓爬電和清除PCB設計。我對高壓產品所需的標準感到驚訝。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設計都有與高壓PCB設計所需的間距相同的嚴格規(guī)則。通常，如果您的產品的正常工作電壓達到或超過30 VAC或60 VDC，那么您應該非常勤勉地考慮電路板設計中的間距規(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。

間距在高壓設計中更為重要，因為電路板組件上的電壓使得兩個導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)生的電弧都會給產品和用戶帶來更高的風險。為了幫助降低風險，PCB設計，間隙和爬電距離中有兩個主要間距測量標準。

什么是間隙？

清除是兩個導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電元件之間產生電弧。

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?；覊m是另一個標準因素，因為聚集在PCB表面的顆粒會隨著時間的推移形成軌道，縮短導體之間的距離。

電弧會損壞您的產品和用戶，因此電路板上的間距是一個關鍵的設計參數。

什么是爬電PCB？

類似于間隙，爬電距離測量PCB上導體之間的距離。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。

當您采用高密度設計時，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（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”或CTI值表示。 CTI表示為電壓，由標準測試確定，測量材料表面何時發(fā)生故障。

根據材料的擊穿值，有0到5個類別。產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的產品應用安全類別。

我該怎么辦？知道使用什么材料和間距？

由于PCB設計和材料選擇中存在很多變量，因此滿足安全要求和標準的最佳選擇是直接進入源頭。我最常參考的標準有兩種。第一個是IPC-2221，它是PCB設計間隙和爬電距離指導的通用標準。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產品閱讀的標準，特別是如果您想在國際上銷售這些產品。

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

識別和合并標準可能非常耗時，因此您應該使用優(yōu)秀的設計軟件。 PCB設計的最佳軟件可讓您創(chuàng)建特定的設計規(guī)則，并幫助您在流程早期發(fā)現問題。 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計！