了解PCB爬电和电气间隙标准

在我第一次实习的时候，我第一次接触到PCB爬电和间隙标准。我的任务是开发一种火花点火电路，该电路需要120 V的电压并将其转换为20 kV，以在两个电极之间产生电火花。我还很年轻，甚至还不知道“爬电”或“间隙”这两个词，所以当我插入原型板电路时，传入的电源在整个板上都会产生电弧，然后爆炸。如果您想从我青年时代的错误中学到东西，则需要在设计爬电板和电气间隙时要注意。这两个属性指定了之间的距离指挥在高压板上。电气间隙和爬电距离的要求受包括IEC 60601和IPC 2221在内的多个标准的约束。可以使用多种设计方法来帮助您满足这些标准，从而确保电路和客户的安全。

什么是爬电距离和电气间隙？

如果您主要设计 低压电路，很可能您不必经常应对爬电距离或电气间隙。那么，爬电距离和电气间隙到底是什么？何时开始考虑它们呢？

清仓-电气间隙是两个导体之间空气中的最短距离。您可以将其视为两个山顶之间的视线距离。如果您像我经常希望的那样拥有喷气背包，则可以直接直线飞向另一个山峰。

爬电-爬电是沿着PCB绝缘材料表面到另一导体的最短距离。这次您必须一直走到山的一侧，穿过山谷，再走到另一座山，直到没有喷气背包时才能到达山顶。

当您设计“高压”电路板时，这两个定义变得很重要。这意味着如果您的电路板使用的是30 VAC或60 VDC以上的电压，则需要开始注意间距。如果您不这样做，您的PCB可能会像我以前一样从头开始燃烧，燃烧和吸烟。这是因为在较高的电压下，导体可能彼此之间或与其他组件之间的距离过近而产生电弧。随着电路板越来越多地将模拟和数字电路与高压电路混为一谈，越来越多的设计师必须了解爬电距离和电气间隙。

 

什么是PCB爬电和间隙标准？

对于不想从直接经验中了解爬电距离和爬电距离的重要性的人，有一些标准可以帮助我们。首先，您应该考虑IEC 60601和IPC 2221.这两个标准详述了不同电压和情况下导体之间的间距。

有时会有一些灰色区域，在这些区域中，标准无法准确告诉您如何解决问题或布置导体。虽然，您的CMDFM规则将确保可制造性，您应该对电路板进行测试，以确保满足爬电距离和电气间隙的安全要求。最知名的测试服务是保险商实验室（UL），这将验证您的董事会，使您的客户放心，并为您提供防止相关意外情况的保护。归根结底，重要的是要了解爬电距离和电气间隙的设计原理，以确保电路板符合要求。

 

爬电距离和间隙设计

解决爬电和电气间隙问题的最明显方法是将元件或导体移开更远。随着缩小的外形尺寸以及高密度PCB的日益增长的需求，该策略不再有效。让我们看一下爬电和电气间隙的一些特定策略，并研究一些您需要考虑的其他因素。

清仓-查看间隙时，必须记住，间隙是导体或节点之间空气中的最短距离。一种好的解决方案通常是在所讨论的两点之间添加隔离层。如果您有一块双面板，一种简单的方法是将高电压组件放在顶部，将低电压组件放在底部。有时，处于相同电压下的高压导体不需要相互之间有多余的间隙。但是，它们确实需要与低压导体分开。如果您的电路板是这种情况，那么PCB基板的绝缘层将成为极好的屏障。

爬电-涉及爬电时，您不能总是将东西粘在木板的相对两侧。请记住，爬电距离是沿着绝缘子表面的节点之间的距离。回想山顶的隐喻，增加爬电距离的一种方法是在山峰之间形成一个山谷。您可以在PCB基板上切出凹槽或沟槽，以增加爬电距离。您有时也可以在绝缘子上切开一些槽以增加距离。这与在电力线上的高压绝缘子上使用的策略相同，这些绝缘子在其长度上具有凸脊，以增加爬电距离。

材料-处理爬电时 绝缘材料 你也选择 重要的。这是因为当电压产生一个导电路径沿着绝缘子的表面，它可能击穿绝缘子的表面，从而导致组件之间的导电路径更紧密。测量此特征的特性称为CTI（比较跟踪指数）。材料的CTI越高，绝缘性越强。如果您担心爬电会在板上形成导电路径，请选择更高的CTI材料。

边界面 -爬电距离和电气间隙适用于您的PCB 外壳以及它的指挥。这意味着，当您与机械工程师一起设计外壳时，需要考虑爬电距离和电气间隙。您通常可以使用前面讨论的相同策略来处理此要求。

 

我的老板曾经告诉我，炸一两个电路不是问题，但是当我开始犯三个或更多个相同的错误时，这就会成为问题。遵循高压板的爬电距离和电气间隙标准将确保您的PCB安全合规，并且不会爆炸。请记住，您可以查看IEC 60601和IPC 2221，了解需要满足哪些标准。如果您不知道如何解决某个问题，请尝试向CM寻求帮助。最后，您应该熟悉间隙和爬电的一些设计技术，以便可以确保PCB出厂时是安全的。