我们常用的电路板FR4顶层和内层之间的耐电压有多大,800V举例

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描述

@TOC

1.耐压关键参数

介电强度(Dielectric Strength)
FR4的典型介电强度为 20-40kV/mm(与材料等级和工艺相关)。
实际设计需降额使用,通常取 安全系数为2-3倍(例如:标称20kV/mm,实际按6~10kV/mm设计)。

介质层厚度(Dielectric Thickness)
四层PCB中,顶层与第二层之间的介质厚度通常为 0.2~0.4mm(由PCB叠层设计决定)。

2.理论耐压计算

电路板

3.实际影响因素

材料一致性:

低价FR4可能存在杂质或气泡,导致局部耐压降低。
高频/高压场景建议选用 高TG FR4 或 Isola、Rogers 等高性能板材。

加工工艺:

铜箔粗糙度:粗糙表面可能引发局部电场集中,降低耐压。
层压质量:层压不均匀可能导致介质厚度波动。

环境条件:

湿度:吸湿后FR4的绝缘性能下降(需三防漆保护)。
温度:高温(>130℃)可能加速绝缘老化。

4.针对800VDC应用的设计建议

介质层厚度选择:
若直流母线电压为800VDC,考虑瞬态过压(如1.5倍),需耐压至少 1200V。

按安全系数3计算:

电路板
爬电距离与电气间隙:

根据 IPC-2221 标准,800VDC的电气间隙建议≥3.2mm(污染等级2)。
若空间受限,可通过开槽(Slot)或添加绝缘胶增加爬电距离。

5.典型四层板叠层耐压参考

电路板

6.验证与测试

耐压测试:

使用耐压测试仪(如Hipot Tester),在 1200V DC/1分钟 下测试,漏电流<1mA。
测试条件:温度25℃,湿度≤60% RH。

材料认证:
要求板材供应商提供 UL认证(如UL94 V-0)和 介电强度实测报告。

7.结论

对于800V的PCB:
推荐介质厚度:≥0.2mm(选用高可靠性FR4或Isola板材)。
实际层间耐压:安全值≥1.3kV(满足1200V瞬态需求)。

必须配合措施:
增加爬电距离(开槽或三防漆);
严格管控PCB加工工艺(避免层压缺陷)。

审核编辑 黄宇

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