Проектирование печатных плат высокого напряжения: Материалы, безопасность и лучшие практики

При создании печатной платы для высокого напряжения постоянного тока стандарты и меры предосторожности становятся гораздо более строгими. Материалы печатных плат для высокого напряжения и дизайн для предотвращения дуговых разрядов обеспечивают, что конечный продукт безопасен и функционален. Избегайте увеличенных затрат и опасности, держа в уме эти материалы печатных плат и советы по дизайну.

Материалы печатных плат для высокого напряжения

Материалы, используемые в дизайне печатных плат высокого напряжения, должны оставаться на пиковой производительности как в обычных средах, так и в событиях перенапряжения по мере старения. Рассмотрите следующие материалы для основных компонентов вашей печатной платы:

• Материал платы: При выборе материалов для вашей печатной платы вы должны приоритизировать саму плату. Она обеспечивает основу для остальной функциональности печатной платы, поэтому взвесьте все факторы в вашем дизайне перед заказом материала. Ламинат FR4 предлагает очень высокое диэлектрическое пробойное напряжение, но также имеет слабую краевую структуру и уязвимость к загрязнению. Эпоксидная смола BT обеспечивает хорошее сопротивление во всех отношениях, но подходит только для выбранных применений из-за своих сильных боковин. Ламинаты высокого напряжения имеют очень высокую производительность, но также высокие цены.
• Медь: Медь, используемая для создания вьезов вашей печатной платы, должна иметь достаточно тяжелый вес, чтобы выдерживать высокие токи и механическое напряжение. Печатная плата должна включать тяжелые (4-10 унций) или экстремальные (10-50 унций) медные цепи и материалы.
• Смола и стекло: Хотя технически не основной компонент печатной платы, уровни смолы и стекла в вашей плате влияют на ее долговечность в ситуациях высокого напряжения. Плата с высоким содержанием смолы и малым стеклянным стилем предлагает лучшие диэлектрические свойства.

Чтобы определить, обеспечит ли материал достаточное изоляцию для выживания при высоковольтном постоянном смещении, исследуйте его Компаративный Индекс Отслеживания (CTI). CTI материала указывает напряжение, при котором он начинает разрушаться в стандартизированном тесте. Компании, производящие ламинаты печатных плат, делятся цифрами CTI для своих продуктов в даташитах. Номера CTI приходят в шесть категорий от 0 (>600 В) до 5 (<100 В), причем категория 5 выражает наименьший уровень изоляции. Отраслевые стандарты, такие как IEC-60950-1 и IPC-2221, также упоминают рекомендуемые материалы для печатных плат высокого напряжения.

Помните, что помимо использования материала, подходящего для сред высокого напряжения, вы должны найти вариант, который может выстоять перед другими экологическими факторами. Печатная плата с высокими стандартами изоляции может также требовать материалов, преуспевающих в высоковакуумных или высоконапорных применениях.

Советы по дизайну печатных плат высокого напряжения

Как только вы выберете материалы вашей печатной платы, ваш производитель должен следовать принципам дизайна, которые увеличивают ее пригодность для высоковольтного постоянного смещения, таких как:

• Создание гладкой поверхностной отделки для минимизации шанса дуговых разрядов
• Следование стандартам безопасности для интервалов
• Уменьшение заусенцев на краях платы после фрезеровки
• Избегание острых углов в компоновке дорожек и площадок

Клиренс против Крипидж в печатных платах

Печатные платы имеют жесткие требования к интервалам, измеренным в крипидже и клиренсе. В средах высокого напряжения дуговый разряд может легко сформироваться между двумя проводящими элементами печатной платы. Правильное интервальное размещение компонентов снижает риск возникновения дуги. Клиренс и крипидж определяют этот интервал. Клиренс относится к расстоянию через воздух между двумя проводниками. Если два проводящих элемента не имеют достаточного клиренса, событие перенапряжения может вызвать дугу между ними. Крипидж также представляет расстояние между двумя проводниками, но на поверхности материала вместо через воздух. Правильный крипидж обеспечивает, что компоненты платы не становятся слишком переполненными.

Применения высокого напряжения

Больше отраслей, чем вы можете подумать, требуют печатных плат, выдерживающих высокое напряжение. Условия, такие как низкое воздушное давление, вызывают дуговые разряды напряжений на более высокой скорости, поэтому некоторые применения, которые не сразу используют высокий ток, все равно нуждаются в печатной плате с хорошим дизайном. Клиенты нуждаются в этих печатных платах для применений, включающих:

• Космические аппараты и другое космическое оборудование
• Высотные самолеты
• Высокотехнологичные лазеры
• Блоки питания для частичных коллайдеров

Печатные платы, функционирующие в применениях высокого напряжения, питают самые инновационные технологии, доступные сегодня. Инженеры, ученые и исследователи используют эту технологию для продвижения нашего понимания того, как работает мир, и для разработки еще более продвинутой технологии. Когда вы создаете продукт с печатной платой высокого напряжения, вы вносите вклад в передовые STEM области.

Больше информации о печатных платах

Чтобы узнать больше о материалах, используемых для создания печатных плат, свяжитесь с нами онлайн. Члены нашей команды понимают процессы за производством и поставкой печатных плат и могут направить вас к продукту или услуге, которую вам нужно для вашего проекта. Мы также поставляем печатные платы в широком диапазоне материалов для многочисленных применений. Позвоните 717-558-5975, чтобы поговорить с нашей командой поддержки клиентов о любой теме, связанной с печатными платами.