Yüksek Gerilim PCB Teknolojisi hakkında, Çoğu duvar şarj cihazı ve bilgisayar güç kaynağı gibi bazı uygulamalarda, giriş enerjisi genellikle 220V olan duvar prizinden alınır. Bir PCB için normal voltajdan daha yüksek bir voltaj olarak kabul edilir ve üzerinde yüksek voltaj hattı olan bir kart tasarlarken genellikle özel hususlar dikkate alınmalıdır.
Bu makale, yüksek voltajlı PCB’ler hakkında bilmeniz gereken her şeyi kapsayacaktır.
1 、 Yüksek Gerilim PCB’leri ve Onlar Hakkında Bilmeniz Gereken Şeyler
1.1 Yüksek voltajlı PCB nedir?
Kısacası, normal ray voltajından çok daha yüksek bir voltajda çalışan herhangi bir PCB, orta veya yüksek voltajlı bir PCB olarak adlandırılabilir. Şebekeden güç alan güç kaynakları, İnvertörler, EV şarj cihazları vb. Panolar bu kategoriye girer.
Hangi kartın yüksek voltaj olarak kabul edileceğine dair sabit bir sayı yoktur. Ancak genel bir kural olarak, 100V gibi bir şeyi düşünebilirsiniz, bunun ötesinde özel tasarım kurallarını hesaba katmak isteyebilirsiniz.
Resim 1: Şebeke voltajı anahtarlamalı güç kaynağı
1.2 Dielektrik Dayanım
Bir malzemenin dielektrik dayanımı, malzemenin yalıtım özelliklerini kaybetmeden dayanabileceği maksimum elektrik alanıdır.
Genellikle bu, çoğu PCB için FR4 olacaktır.
Bu yüzden kontrol edilmesi gereken ilk önemli şey, PCB malzemenizin dielektrik dayanımıdır.
FR4, 300 mil / mil olarak derecelendirilmiştir; ancak, IPC standartları 80V için 3,9 millik bir aralık tavsiye edecektir.
Genellikle buna yer bırakmak ve bu nedenle IPC standartlarına uymak akıllıca olacaktır.
1.3 Kaçak Mesafesi
Kaçak mesafesi, katı bir yalıtım malzemesinin yüzeyi boyunca iki iletken parça arasındaki en kısa mesafedir.
Kaçak mesafesinin belirlenmesinin ana temeli, iki iletkene uygulanan uzun vadeli gerilimdir. Zamanla tahtada kirlenme olabilir, bu nedenle fazladan boşluk payı olması akıllıca olacaktır.
Çoğu bileşen ve düzen için sızıntı mesafesi önerileri genellikle veri sayfalarında sağlanır. Yüksek Voltajlı PCB’ler söz konusu olduğunda önemli parametrelerden biridir.
1.4 Açıklık
Açıklık, iki iletken parça arasındaki havadaki en kısa mesafedir. Havanın dielektrik gücü açıklığı yönetir. Hava genellikle mm başına yaklaşık 3KV’de bozulur. Ancak nem ve kirlilik koşullarında bu değer çok daha düşük olabilir. IPC standartları, tasarım türleri için farklı boşluk mesafeleri belirler.
Çoğu bileşen zaten uyumludur ve yeterince yüksek pin aralıklı paketler halinde paketlenmiştir.
Örneğin, 600V dereceli bir Mosfet genellikle TO-220 veya TO-247 paketinde gelir.
Kaçak ve açıklık hakkında daha fazla bilgi burada bulunabilir:
1.5 Lehim Maskesi
Lehim maskesi ayrıca bir dereceye kadar izolatör görevi görür. Bu nedenle, çok ince pin aralığı ve pinler arasında yüksek voltaj olan kartlar için PCB’nin ince aralıklı PCB’si arasına lehim maskesi uygulayabilecek bir üretici ile gitmek önemlidir.
Resim 2: Siyah lehim maskeli bir PCB
2 、 Yüksek Voltajlı PCB’ler için Tasarım Uygulamaları
2.1 Yönlendirme
Yüksek voltajlı PCB’ler için izler yönlendirilirken, aşağıdaki noktalar en önemlisidir:
1. Aralarında yüksek voltaj farkı olan izler arasında boşluk bırakılması.
2. Yoğun elektrik alanı alanları olarak hareket edebilecekleri için keskin dönüşlerden ve kenarlardan kaçınmak.
3. Kartın iç katmanlarında çok yüksek voltaj izleri çalıştırmaktan kaçının.
Resim 3: Normal düzlem boşluğundan daha büyük bir PCB
2.2 Çokgen Düzlemler
Tüm yüksek voltajlı PCB’ler için, poligon düzlem boşluğu güvenli bir değere ve kartın belirli bölümlerine yükseltilmelidir.
Örneğin, bir panodaki bir kenar konektörüne doğru 600V taşıyan bir iz varsa, çoğu zaman, tasarımın o iz yakınında bir çokgen dökülmesi olmayacaktır.
Ayrıca, çok katmanlı bir PCB üzerindeki dahili düzlemler arasında çok yüksek bir voltaj veya çok küçük bir mesafe olmamalıdır.
2.3 İç Katmanlar
Tüm katmanlar üzerinde orta gerilim ile çok katmanlar yapmak mümkündür. Temel husus, katmanlar arasındaki boşlukların uygun şekilde doldurulmasıdır. Katmanlar arasındaki ayırma kalınlığı, doldurma ortamının bütünlüğünü korumak için en az .005 “olmalıdır. Herhangi bir boşluk veya cep, dielektrik değerini ciddi şekilde düşürecektir.
Standart prepreg FR4 tipi çok katmanlı, orta veya yüksek voltajlı işler için uygun değildir. Malzeme çok hızlı kırılır ve homojen bir iç yapıya sahip değildir. Fazla mikro boşluk, dielektrik oranını düşürerek düşük performansına neden olur.
2.4 EMI Hususları
Yüksek voltajlı PCB’ler, geniş bir spektrumda parazit yaymalarıyla ünlüdür.
Bunları en aza indirgemek için en önemli şey, küçük bir döngü alanına sahip olmak ve mümkün olan her yerde zemin düzlemine dikiş yoluyla genişlemektir.
Ek olarak, yüksek voltaj bileşenleri de saklanabilir ve ardından metal bir tabaka ile korunabilir.
Resim 4: Kapsamlı dikişli gemide
3 、 Bileşen Seçimi
3.1 Yüksek Frekans Transformatörleri
Çoğu yüksek voltaj panosu, yüksek voltajı üretmek için neredeyse her zaman bir transformatörlü bir anahtar modu devresi içerecektir. Bu durumlarda, transformatörün çekirdek yalıtım seviyesine uymanız gerekir.
PCB yerleşimi ile ilgili olarak, zemin düzlemi ideal olarak birincil taraf ve ikincil taraf arasında ayrılmalıdır. Birincil ve ikincil taraflar arasında panoda kesikler bulunan büyük bir izolasyon boşluğu olmalıdır.
3.2 Mosfetler / Transistörler / Anahtarlar
Çoğu zaman, yüksek voltajlı cihazlar, perde arasındaki yüksek voltaja dayanacak şekilde derecelendirilmiş doğru pakette gelir.
O zaman bile, voltajların oldukça yüksek olacağını biliyorsanız, en büyük pin aralığına sahip cihazı seçmek iyi bir uygulamadır. Yaygın bir örnek, alan kısıtlaması yoksa TO-220 yerine bir TO-247 cihazı seçmektir. SMD cihazları için de benzer örnekler uygulanabilir.
Resim 5: Farklı paketlerdeki transistörler
3.3 Pasif Bileşenler
Pasif bileşenleri seçerken, doğrudan tolere edebileceği gerilime bağlı olduğu için bileşen boyutu çok önemlidir. Öyleyse tasarımın bir SMD direnci arasında 300V olduğunu varsayalım. O zaman, 0402 yerine 1206 gibi bir paket seçmek çok daha iyi olacaktır. Aralarındaki voltaj stresini azaltmak için bu tür birden fazla bileşeni seri olarak yerleştirmek genellikle bir gerekliliktir
4 、 Özel Kart Özellikleri
4.1 İzolasyon Yuvaları ve kesikler
Çoğu yüksek gerilim panosu, yüksek gerilim taşıyan herhangi bir pano bölümünün yakınında yalıtım yuvaları ve pano kesikleri gerektirir.
Şarj cihazları ve güç kaynakları gibi birçok tüketici cihazında, bu yuvalar ve devre kartı kesikleri belirli güvenlik standartlarını geçmek için zorunludur. Bu özellikler ekstra bir güvenlik katmanı ekler ve yüksek nemli ortamlarda ve kirlenmenin muhtemel olduğu durumlarda yardımcı olur.
İzolasyon yuvaları ve kesikler genellikle levhanın mekanik bir katmanında tanımlanmalıdır.
4.2 Kart Malzemesi
Standart FR-4, düşük dielektrik dayanımına sahip olduğu için yüksek gerilim panoları için iyi bir malzeme değildir.
Maliyet bir kısıtlama olmadığı zaman, daha yüksek dielektrik dayanıma sahip bir levha malzemesi tercih etmek daha iyidir. Yüksek voltaj dereceli malzemelerden bazıları şunlardır:
1. BT Epoksi
2. Poliimid
3. İzola
4.3 Kart Son İşlemi
Yüksek voltajlı PCB’ler söz konusu olduğunda en çok gözden kaçan ve önemli faktör, kart kaplamasıdır. Esas olarak pedlerdeki yüzey kalitesini ve açıkta kalan izleri içerir. Esas olarak, bitmiş levha, herhangi bir çarpma içermeyen pürüzsüz bir yüzeye sahip olmalı ve tüm yüzey boyunca düz olmalıdır.
Yüksek voltaj pedlerindeki keskin noktalar gibi herhangi bir kusur, yüksek elektrik alan bölgesine neden olabilir ve bu da ark oluşumuna neden olabilir.
5 、 OurPCB’nin Sundukları
Hızlı geri dönüş süresi
İki katmanlı kartlar için yalnızca 24 saat ve dört katmanlı kartlar için yalnızca 48 saat gibi süper hızlı bir geri dönüş süresine sahibiz. Prototip panoları hızla test eden mühendislik ekipleri için en önemli faktörlerden biridir.
Çok çeşitli seçenekler
OurPCB, kart üretimi için çok çeşitli farklı parametrelere sahiptir. Kullanmak istediğiniz PCB malzemesi türünü, yüzey kaplamasını ve kartlarınız için benzersiz tanımlayıcılar ekleme seçeneklerini içerir.
OurPCB, 32 Katmana kadar panolar da üretebilir.
Online Teklif Sistemi
Son olarak OurPCB, Gerber dosyalarınızı yükledikten ve gerekli verileri girdikten sonra PCB’nizin fiyatını otomatik olarak hesaplayan çevrimiçi bir teklif sistemine de sahiptir.
6. Sonuç
Yüksek voltajlı bir PCB, hem kart düzeninde hem de üretim aşamalarında hassasiyet gerektiren bir şeydir. Yüksek basınç kuralları için tüm kuralları ve genel uygulamaları takip ederseniz, uzun süre dayanacak bir çalışma tahtası elde etmek kolayca ulaşılabilir.
BizimPCB, fiyat ve kalite arasında mükemmel bir denge ve yüksek gerilim panoları için uygun olabilecek çeşitli üretim seçenekleri sunar.
Daha fazla bilgi için OurPCB ile web sitesi üzerinden iletişime geçin:
