Design PCB ad alta tensione

Voglio progettare un PCB a 4 strati con i seguenti livelli di tensione. GND, 5 V, 3,3 V e 80 V. Nel circuito ci sono alcuni MOSFET che sono pilotati da 3.3V e MOSFET switch 80V (la corrente richiesta è un livello uA molto basso). Il che rende complessivamente sul pcb, ci sono segnali 80V e 3.3V vicini l'uno all'altro (in alcuni punti meno di 20 mil).

Per la protezione ho mantenuto 80 V sullo strato inferiore. E gli altri livelli di tensione e segnali sono sul livello superiore e sul secondo. E tengo il terzo strato completamente rettificato.

Ho provato a rappresentare il design con la semplice immagine qui sotto.

Ora mi preoccupo della tensione di interruzione CC da qualche parte nel mio PCB. Per un circuito del genere, in cui si usa una diversa alta e bassa tensione, non ho molta esperienza. Non sono sicuro della mia struttura, se è abbastanza sicuro? C'è qualche articolo o fonte in cui posso trovare alcune informazioni utili riguardo a questo problema. Hai qualche consiglio per un simile progetto PCB? In caso di mancanza di informazioni richieste per la domanda, si prega di chiedere.

Il gioco ad alta tensione è un argomento complesso. Troppi fattori e standard da considerare.

Nel tuo caso, seguirò l'IPC-2221A "Standard generico sul circuito stampato". Secondo la tabella 6-1. "Spaziatura conduttori elettrici" per una differenza di 80 V tra i conduttori abbiamo:

Strati interni -> 0,1 mm (3,9 mil)

Strati esterni non rivestiti -> 0.6mm (24 mils)

Strati esterni rivestiti -> 0,13 mm (5 mil)

IPC-2221A è uno standard proprietario e non riesco a riprodurre l'intero tavolo qui.

Questi numeri non sono obbligatori, hanno semplicemente indicato un nulla osta. Vorrei usare numeri più grandi.

Nota, come si è detto prima, l'alta potenza via. Dovrebbero mantenere il gioco nel lato "bassa tensione".

Lo stackup mi sembra abbastanza ragionevole, ma tieni presente i pin nei componenti THT ad alta potenza. Dovrebbero mantenere l'autorizzazione.

Una separazione di 20 mils tra 80 V e altri segnali a bassa tensione o GND non è sufficiente. Di recente ho svolto alcuni lavori di progettazione PCB con una barra di alimentazione da 84 V. Ho dovuto garantire che le distanze tra qualsiasi rete a 84 V e altri segnali fossero superiori a 47 miglia e preferibilmente anche di più. Posso fare riferimento ad alcune informazioni di supporto su questo importo di autorizzazione ma al momento non ho accesso a tali informazioni. (Tornerò e aggiornerò domani).

Nel mio caso, ho anche intrapreso un'azione per mettere tutti gli strati 84V e tracciare le connessioni su uno strato interno. Il ragionamento per questo è stato perché la maschera per saldatura è abbastanza sottile e può essere facilmente graffiata ed esporre l'alta tensione sugli strati esterni a potenziali cortocircuiti. Ho dovuto anche preoccuparmi un po 'di più di questo perché la guida a 84 V in questo design deve supportare AMPS rispetto a uA.

modificare

Ecco le informazioni che ho promesso in merito alle linee guida per il gioco PCB. In quella pagina c'è una piccola calcolatrice liscia che aiuta con gli spazi di traccia raccomandati.

La tensione di rottura di FR4 è superiore a 300 V / mil. La dispersione (giochi di superficie) potrebbe essere più preoccupante, specialmente se il PCB potrebbe trovarsi in un ambiente negativo (polvere + umidità, ad esempio o muffa).

Se possibile, posizionare i conduttori di "protezione" messi a terra tra tracce di 80 V e tracce di 3,3 V se devono essere adiacenti su una superficie e provare a limitare la corrente sulla linea di 80 V prima di avere tracce vicine o altri giochi stretti tra rame e rame .

C'è un buon primer qui sul design PCB di media e alta tensione (anche se la tua applicazione rientra nella gamma di bassa tensione , quindi non è direttamente applicabile). Ovviamente puoi dimenticare la corona, per esempio.