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使用IPC-2221 PCB间距计算器进行高压设计
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PCB 设计工程师
电气工程师
PCB设计和装配标准不会限制您的工作效率。相反,其存在是为了帮助跨多个行业构建统一产品设计和性能的期望。标准化带来了合规工具,例如某些设计方面的计算器、审计和检查流程等。 在高压PCB设计中,重要的PCB设计通用标准是IPC-2221。该设计标准总结了许多重要的设计方面,其中一些归结为简单的数学公式。对于高压PCB,IPC-2221计算器可以帮助您快速确定PCB上导电元件之间的适当间距要求,这有助于确保您的下一块高压电路板在其工作电压下保持安全。当设计软件包含这些规范作为自动设计规则时,您就可以保持高效并避免在构建电路板时出现布局错误。 什么是IPC-2221? IPC-2221(修订版B,2012年生效)是公认的行业标准,定义了PCB设计的多个方面。部分示例包括材料(包括基板和镀层)的设计要求、可测试性、 热管理和散热装置以及 环形圈等。 某些设计指南被更具体的设计标准所取代。例如,IPC-6012和IPC-6018分别提供了刚性PCB和高频PCB的设计规范。这些附加标准旨在与通用PCB的IPC-2221标准基本一致。不过,IPC-2221通常不是用于评估产品可靠性或制造良率/缺陷的资格标准。对于刚性电路板,通常使用IPC-6012或IPC-A-600来鉴定已制造的刚性PCB。 IPC-2221B高压设计的导体间距 IPC-2221B标准规定了高压PCB设计的重要设计要求。其中之一是导体间距,旨在解决两点: 在高电场强度下发生电晕或介质击穿的可能性 导电阳极丝化的可能性,有时称为 枝晶生长( 参见下文) 第一点最重要,因为设置PCB中导体之间的真正最小间距最有利于控制。第二种效应也可以抑制,即采用适当的导线间距、选择适当的材料并在制造过程中保持常规的清洁度。在IPC-2221标准中,防止这些效应所需的间距总结为两个导体之间的电压函数。 下图所示为IPC-2221标准中的表6-1。这些值列出了最小导体间距作为两个导体之间的电压函数。这些值根据导体之间的峰值交流或直流电压而定。请注意,IPC-2221仅针对最高500V的电压规定了固定的最小导体间距值。一旦两个导体之间的电压超过500V,则下表所示的每伏特间距值将用于计算最小导体间距。超过500V之后,所需的最小间距就会相对应增加,如表最下面一行所示。 电流过高时的温度上升 并非所有高压PCB都会在大电流下运行,但那些要求使用大电流的PCB在导体不够大时可能会出现高的温升。PCB中的温度升高是由于焦耳热引起的,这与导体的直流电阻有关。因此,当电流也很大时,承载高电流的导体的横截面积应较大。 要确定最佳横截面积,可以使用基于IPC-2221和IPC-2152标准中所发布数据的计算器。IPC-2152计算器中使用的数据集更复杂,但可以提供比IPC-2221计算器更准确的结果。 访问免费的在线IPC-2221计算器 了解IPC-2152和IPC-2221计算器之间的区别
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