Tartalomjegyzék
Nagyfeszültségű áramköri lapok fejlett technológiák, beleértve az ipari gépeket, elektromos járműveket és számos más megújuló energia rendszerek. Vannak további tervezés tényezők és paraméterek, amelyeket figyelembe kell vennie, miközben tervezés HV PCB.
Mi az a nagyfeszültségű áramköri lap?
Mit gondolsz, hogyan működnek a gyors elektromos autók, a nagy távcsövek és az ipari mosógépek? Mert nagyfeszültségű NYÁK-ok vannak bennük. A nagyfeszültségű NYÁK olyan lapok, amelyek képesek kezelni a feszültséget 100V felett. A különbség egy LV PCB és egy HV PCB a tervezési megfontolások. A nagyfeszültségű nyomtatott áramköri lapok tervezése szigorú előírások, nagyobb clearance és a kúszás, és nagyobb dielektromos szilárdságú anyagok.
Mindent egybevetve, a nagyfeszültségű PCB-t úgy tervezték, hogy támogatja a nagyfeszültséget a biztonság és megbízhatóság fenntartása bármilyen zord környezeti körülmények között.
Anyagok a nagyfeszültségű PCB-ben
Amikor a megfelelő anyagot szeretné kiválasztani a nagyfeszültségű nyomtatott áramköri lapjához, a kiválasztási kritériumot, az úgynevezett CTI (Összehasonlító nyomon követési index) használatos. A KTI meghatározza a maximális feszültség egy nyomtatott áramköri lap elvisel, mielőtt lebomlana és még több vezetőképességet hozna létre. A IEC-60950 szabvány, a CTI-knek vannak olyan speciális értékei, amelyek a nagyfeszültségű nyomtatott áramköri lapokhoz használt megfelelő anyagtípust képviselik.
A nagyfeszültségű nyomtatott áramköri lapok gyártása során széles körben használt általános anyagok a következők.
- HVPF (nagyfeszültségű teflon)
- BT epoxi
- Fenolos keményítésű merev rétegelt lemezek
- Isola laminált
A feszültségigényeinek legjobban megfelelő anyag kiválasztása során figyelembe veheti az alábbi tényezőket.
- Keménység
- Szakítószilárdság
- Vegyszerekkel szembeni ellenállás
- Hőtágulás
- Dielektromos szilárdság
Húzódási és légtérparaméterek
a HV PCB tervezésben
A hatékony HV PCB-t a következőkkel kell teljesíteni UL és IEC szabványok. Van egy minimális távolság amelyet a következő elemek közé kell beépíteni alkatrészek a károk elkerülése érdekében. Ez az a pont, ahol kúszás és clearance távolság jöjjön be.
Kiürítés a minimális távolság amelyet a következőkkel mérnek két vezető között levegőben. A kúszás szintén a minimális távolság a között. két vezető. A távolságot a a szigetelés felülete mentén amely elválasztja a vezetőket. Ha a hézag- és kúszófeszültség kicsi, akkor a levegő vagy a porszemcsék jelenléte miatt a vezetők között ívesedés keletkezhet.
Az ilyen hibák elkerülése érdekében vegye figyelembe a következőket.
- Csúcsfeszültség
- Lamináló anyag
- Működési környezet
- Bevont vagy csupasz nyomok
- Az áramkör helye
- Nyomok a külső vagy belső rétegen
Mikor dolgozhatsz élő nagyfeszültségen?
Standard UL-60950-1 "2K-2N táblázat" a légtér- és a kúszási távolság minimális értékeit határozza meg a következőkhöz képest bevonat és szigetelés. A szabvány a következőkre terjed ki a szigetelés típusának részletei az ívek megakadályozása érdekében. Ha a nagyfeszültségű áramkör közelében kisfeszültségű üzemi áramkör van, a szabvány meghatározza a különböző szigetelési lehetőségeket.
Vessünk tehát egy pillantást a nagyfeszültségű áramköri lapokra vonatkozó különböző biztonsági szabványokra.
A nagyfeszültségű PCB biztonsági szabványai
A nagyfeszültségű nyomtatott áramkörök esetében a biztonság végső soron a legfontosabb. A balesetek és károk megelőzése érdekében vannak specifikus biztonsági előírások amelyeket különböző irányító testületek határoznak meg.
- Például, IPC-9259 államok a távolságtartás követelményei 100V-nál nagyobb feszültségen működő tápegységek esetében.
- Hasonlóképpen, egy másik szabvány, UL-61010-1meghatározza a követelményeket kiemelve a figyelembe veendő biztonságot a vizsgálati/laboratóriumi berendezések, beleértve az ipari gépeket is, tervezésénél.
- Végül, van egy UL-60950-1 amely az elektronika széles körét lefedő kis- és nagyfeszültségű alkalmazásokra vonatkozik.
Tippek a HV PCB tervezéshez
A nagyfeszültségű nyomtatott áramköri lapokat úgy kell megtervezni, hogy képesek legyenek kezelni az akár KV-ig terjedő feszültséget. Az ilyen táblák létrehozásakor vannak bizonyos irányelvek, amelyeket fontos betartani.
- Kell, hogy legyen nincsenek élek és éles kanyarok a NYÁK-on mert ez halálos károkat okozhat. Az éles fordulatok szivárgási áramot és íveket okozhatnak, ami tovább károsíthatja a lapot és a környező alkatrészeket.
- Biztosítani kell, hogy az igazgatóság nem tartalmaz súrlódást amint az útválasztás befejeződött.
- Az igazgatótanácsnak sima felületet tartalmaznak az ívek és villanások megelőzése érdekében.
- Amikor kiválasztja a réz súlya, biztosítja, hogy a súly képes legyen nagyfeszültséget és nagy áramot szállítani.
- Az anyagválasztást a Összehasonlító nyomon követési index (CTI) skála, és győződjön meg arról, hogy a tábla az alábbi kategóriába tartozik Teljesítményszint-kategória (PLC).
A nagyfeszültségű ívvillanás megértése
A HV PCB-k használata során van egy különleges jelenség, az úgynevezett "Nagyfeszültségű ívvillám". Nagyfeszültségű környezetben, amikor a feszültség elér egy bizonyos küszöbértéket, a szigetelő közeg, mint például a levegő áttörik, így elektromos ív keletkezik.
- Vonaltávolság a táblán, szigetelőanyagok, és egyéb tényezők közvetlenül befolyásolják, hogy a HV PCB-k esetében bekövetkezik-e az ívvillanás vagy sem. Például a kisebb a sortávolságannál valószínűbb, hogy nagyfeszültségnél erős elektromos mező alakul ki, így az elektronok átugranak a másik vezetőre, és ív keletkezik.
- Emellett a HV nyomtatott áramköri lapon, a stabilitás a tápegység a legfontosabb dolog. Ha a tápegység ingadozása nagy, a pillanatnyi magas feszültség nagyobb lehet, mint az a határérték, amelyet a nyomtatott áramköri vezeték és az alkatrészek elviselnek, és így ívvillanást válthat ki.
Nagyfeszültségű ívvillanás okozta károk
- Villámcsapás a HV-ben nagyon magas hőmérsékletet, erős fényt és erős elektromágneses sugárzást generál., amelyek nagyon veszélyesek a személyzetre. Ha karbantartás vagy tesztelés közben a HV PCB-kben ívvillanás következik be, a kezelőszemélyzet szenvedhet. égési sérülések a testükön és a szemükön, a testi funkciók károsodása az elektromágneses sugárzás miatt.
- Továbbá, az ívvillanás által kibocsátott óriási energia helyrehozhatatlan károkat okozhat precizitás alkatrészek a HV PCB-ken.
Nagyfeszültségű egyenáram
Megszakító
- Nagyfeszültségű egyenáramú megszakítók fontos szerepet játszik a nagyfeszültségű egyenáramú rendszerben, ahol a HV PCB-k elhelyezéséről van szó. Az egyenáramú megszakítók gyorsan megszakíthatja az áramkört olyan rendellenes körülmények észlelésekor, amelyek ívvillanást válthatnak ki, mint például a rövidzárlat vagy a feszültség túlfeszültség a nyomtatott áramkörben, és gátolja az ívvillanás kialakulását.
- Így az egyenáramú megszakító megakadályozhatja a láncreakciót az ívvillanás okozta áramkör időben történő megszakításával, és ezáltal stabilizálja az egész nagyfeszültségű rendszert.
- Érdemes azonban megjegyezni, hogy a megszakító névleges feszültségének és névleges áramának is meg kell felelnie a HV PCB működési paramétereinek. Ha a a névleges feszültség túl alacsony és a hibaáram magas, nem tud megfelelően működni, és nem védi meg a HV NYÁK-ot az ívvillám veszélyeitől.
Arc Flash kategóriák feszültség szerinti táblázat
- Az ívvillám feszültségtáblázat a következőkre oszlik különböző ívvillámkategóriák, a feszültségszint függvényében; az egyes kategóriák az ívvillanás különböző jellemzőinek felelnek meg, mint például a felszabaduló energia tartománya, a villanás valószínűsége stb. Használható fontos alap a címre. az ívvillanás kockázatának értékelése a HV PCB-k különböző feszültségek mellett.
- Amint a fenti leírásokból láthatjuk, ívfeszültségi diagramok sokat segíthet, és fontos hivatkozási szerepet játszhat a HV PCB tervezés és a kiválasztási berendezések karbantartása. Az ívvillámkategóriák különböző feszültségtáblázatai szerint ki lehet választani a szükséges védőfelszerelést. Példaként említve biztosíték, túlfeszültség-védőktöbbek között.
- A PCB-re történő HV-frissítésekhez tartozó ívvillámfeszültség-grafikonok: A mérnöknek ezeket kell használnia annak eldöntésére, hogy az új üzemi feszültségnek kell-e cserélje ki a a meglévő védőberendezéseket vagy a nyomtatott áramköri lap tervezési paramétereinek változását kifejlesztett az ívvillanás hatékony megelőzése érdekében a különböző feszültségviszonyok mellett.
Kiemelt pontok és technikai akadályok
a nagyfeszültségű áramköri lapban
Teljesítménytranzisztorok optimalizálása
A gyors kapcsolású HV GaN tranzisztorok kihívást jelentenek a PCB elrendezés a parazita impedancia megértése és kezelése tekintetében az áramkör megfelelő működése és az alábbiak elkerülése érdekében EMI.
A parazita impedancia, amely biztosítja az áramkör működését és elkerüli az EMI-t, az optimalizálási stratégiák megértése és kezelése:
- Parazita komponensek figyelembevétele az aktuális útvonalakkal és a visszatérési útvonalakkal,
- Az elrendezés induktivitásának optimalizálása vékony dielektromos rétegek felhasználásával,
- Válogatás a felülről hűtött csomagok, a kapu meghajtó elrendezésének optimalizálása,
- Sík visszatérési utak a kapacitív áram zavarainak elkerülése,
- A kapcsolócsomópontok tömörsége a kapacitás és a sugárzás csökkentése érdekében.
AC-DC vezérlő PCB elrendezés
Elrendezési szempontok: A teljesítmény-átalakítók zaj- és stabilitási problémái miatt figyelembe kell venni a nyomtatott áramköri lapok elrendezését és kábelezését. Például az integrált vezérlővel NCP1937mivel a kapu meghajtó különböző részei tetszőlegesen be- és kikapcsolhatók, különös figyelmet kell fordítani a kell megadni az aktuális útvonalnak és földelés pontok a zaj interakció elkerülése érdekében.
Impulzus rézbevonási technológia a nagy képarányhoz
Műszaki előnyök: High-end többrétegű tábla gyártás, amikor a testület vastagság és a 20:1 vagy annál nagyobb nyílásarány, nagy képarányú impulzus rézbevonási technológia mélybevonási képessége, egyenletes bevonatolás, nagy termelési hatékonyság, a legjobb eljárás.
Nemzetközi áramköri lap szabvány
Fontosság és a végrehajtás módja: A nemzetközi szabványok fontos szerepet játszanak a NYÁK-ok minőségének és megbízhatóságának biztosításában, nemcsak az anyagok, a tervezés és a folyamatok, hanem az alkalmazások széles skálája tekintetében is. A megfelelőséget olyan szabványdokumentumok tanulmányozásával biztosíthatja, mint például a következők IPC-2221, IPC-A-600, olyan előírásokra hivatkozva, mint például IPC-6012.
Következtetés
A nagyfeszültségű NYÁK-ok egyre keresettebbek a alkalmazások akiket ki tudnak szolgálni. A nagyfeszültségű nyomtatott áramkör működését úgy kell optimalizálni, hogy az pontosan a tervezettnek megfelelően működjön, és kövesse a biztonsági előírások a balesetek megelőzése érdekében.
GYIK
A1: Attól függ. Először is, az áramköri lap vázának alacsony ellenállása elsősorban a következőkre szolgál hatékony hőelvezetés vagy alacsony impedanciájú áramkörök.
Főleg a következőkben használják nagyfrekvenciás áramkörök és nagy áram alkalmazások. Az előbbi esetben egy alacsony ellenállású áramköri bázis lehet csökkenti a jelet csillapítás és a jelátvitel minőségének és sebességének javítása; míg a nagy áramerősséget igénylő áramkörökben egy alacsony ellenállású áramköri alaplapi alap lehet csökkenti az energiaveszteséget és így hatékonyságnövelés.
Röviden, ha a hőelvezetés teljesül, vagy nagy áramú helyzetekben alacsony ellenállással rendelkezhet.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian