Материалы и дизайн печатных плат для высокого напряжения

При создании печатной платы для постоянного смещения высокого напряжения стандарты и меры предосторожности становятся гораздо более строгими. Высоковольтные материалы печатных плат и конструкция с защитой от дуги обеспечивают безопасность и функциональность конечного продукта. Избегайте увеличения расходов и опасностей, принимая во внимание эти материалы для печатных плат и советы по проектированию.

Материалы для печатных плат для высокого напряжения

Материалы, используемые в конструкции высоковольтных печатных плат, должны сохранять максимальную производительность как в обычных условиях, так и при перенапряжении по мере старения. Рассмотрите следующие материалы для основных компонентов вашей печатной платы:

• Материал доски: При выборе материалов для вашей печатной платы вы должны отдавать предпочтение самой плате. Он обеспечивает основу для остальной функциональности печатной платы, поэтому прежде чем заказывать материал, взвесьте все факторы вашего проекта. Ламинат FR4 имеет очень высокий показатель диэлектрического пробоя, но также имеет слабую краевую структуру и уязвимость к загрязнению. Эпоксидная смола BT обеспечивает хорошую стойкость по всему периметру, но подходит только для некоторых областей применения из-за своих прочных боковых стенок. Ламинаты высокого напряжения отличаются очень высокими эксплуатационными характеристиками, но и высокой ценой.
• Медь: Медь, используемая для создания переходных отверстий вашей печатной платы, должна иметь достаточно большой вес, чтобы выдерживать большие токи и механические нагрузки. Печатная плата должна включать в себя тяжелые (4–10 унций) или сверхмощные (10–50 унций) медные схемы и материалы.
• Смола и стекло: Хотя технически это не является основным компонентом печатной платы, уровень смолы и стекла в вашей плате будет влиять на ее долговечность в условиях высокого напряжения. Плата с высоким содержанием смолы и небольшой стеклянный корпус обеспечивают наилучшие диэлектрические свойства.

Чтобы определить, обеспечит ли материал достаточную изоляцию, чтобы выдержать высоковольтное смещение постоянного тока, изучите его сравнительный индекс отслеживания (CTI). CTI материала показывает напряжение, при котором он начинает разрушаться в стандартном испытании. Компании, производящие ламинаты для печатных плат, указывают значения CTI для своей продукции в технических описаниях. Номера CTI делятся на шесть категорий от 0 (> 600 В) до 5 (<100 В), причем категория 5 соответствует самому низкому уровню изоляции. В отраслевых стандартах, таких как IEC-60950-1 и IPC-2221, также упоминаются рекомендуемые материалы для высоковольтных печатных плат.

Помните, что в дополнение к использованию материала, подходящего для высоковольтных сред, вы должны найти вариант, устойчивый к другим факторам окружающей среды. Для печатных плат с высокими стандартами изоляции также могут потребоваться материалы, подходящие для применения в условиях высокого вакуума или высокого давления.

Советы по проектированию высоковольтных печатных плат

После того, как вы выберете материалы для своей печатной платы, ваш производитель должен следовать принципам проектирования, которые повышают ее пригодность для высоковольтного смещения постоянного тока, например:

• Создание гладкой поверхности, чтобы свести к минимуму вероятность образования дуги.
• Соблюдение стандартов безопасности при выборе интервалов.
• Уменьшение заусенцев на краях платы после фрезерования.
• Избегайте острых углов в компоновке дорожек и контактных площадок.

Зазор и утечка в печатных платах

Для печатных плат требуются узкие промежутки, измеряемые по пути утечки и зазору. В условиях высокого напряжения дуга может легко образоваться между двумя токопроводящими элементами печатной платы. Правильное расположение компонентов снижает риск возникновения дуги. Зазор и путь утечки определяют это расстояние. Зазор относится к расстоянию по воздуху между двумя проводниками. Если два проводящих элемента не имеют достаточного зазора, перенапряжение может вызвать дугу между ними. Ползучесть также представляет собой расстояние между двумя проводниками, но на поверхности материала, а не по воздуху. Надлежащая утечка гарантирует, что компоненты платы не станут слишком тесными.

Применения высокого напряжения

В большем количестве отраслей, чем вы думаете, требуются печатные платы, выдерживающие высокое напряжение. Такие условия, как низкое давление воздуха, вызывают скачки напряжения с повышенной скоростью, поэтому в некоторых приложениях, которые не используют сразу большой ток, по-прежнему требуется печатная плата с хорошей конструкцией. Клиентам нужны эти печатные платы для приложений, включающих:

• Космические аппараты и другое космическое оборудование
• Высотный самолет
• Высокотехнологичные лазеры
• Источники питания для коллайдеров частиц

Печатные платы, которые работают в высоковольтных приложениях, являются основой самых инновационных технологий, доступных сегодня. Инженеры, ученые и исследователи используют эту технологию, чтобы углубить наше понимание того, как устроен мир, и разработать еще более совершенные технологии. Когда вы создаете продукт с высоковольтной печатной платой, вы вносите свой вклад в передовые области STEM.

Дополнительная информация о печатных платах

Чтобы узнать больше о материалах, используемых для создания печатных плат, свяжитесь с нами онлайн. Члены нашей команды понимают процессы производства и поставки печатных плат и могут направить вас к продукту или услуге, которые вам нужны для вашего проекта. Мы также поставляем печатные платы из различных материалов для различных областей применения. Позвоните по телефону 717-558-5975, чтобы обсудить с нашей службой поддержки клиентов любую тему, связанную с печатными платами.