驱动PCB有什么间距的要求

你熟悉赛马吗？嗯，当然是你。它是人类已知的最古老和最传统的运动之一。赛马涉及骑马或骑马骑马，以决定哪一个是最快的一套课程。在赛马中，马的眼睛从侧面被遮住以避免任何分心。现在，你想知道间距和赛马之间的关系是什么，除了这两个词是押韵。不幸的是，设计师在PCB设计阶段的行为相同（有时）。

从设计师的角度来看，间距规则的重要性应该很高。标准间距规则还规定了爬电距离和间隙距离。但是，工程师/设计师通常遵循标准间距规则，而无法查看更大的图片。此外，两条走线之间的不适当间距会导致沿双导线走线的串扰。

串扰线和微带互连中也会出现串扰。带状线被识别为传输线迹线，其位于印刷电路板内部层上的两个接地平面之间，而微带线是电路板外层上的传输线迹线。

大多数PCB设计软​​件工具使用标准规则来确定行间距。这些规则也称为许可规则。虽然，“清理规则”在技术上并不是用于间距规则的正确术语。更准确的术语是爬电距离规则，因为这些规则应用于绝缘表面上的导电元件之间。作为PCB设计人员，您必须了解爬电距离和间隙之间的差异，特别是在高压电路中。

什么驱使你的邻居疯了！ （严格来说，在间距条款中）

如果你没有得到标题，请阅读我们之前关于行距的博客，这是与PCB长期合作的关键。现在，我们将讨论影响PCB间距的因素，包括：

1. 工作电压
2. 污染度
3. 组件的绝缘子类型
4. CAF（导电阳极灯丝）

工作电压

工作电压定义为设备承受额定电压时任何特定绝缘的最高电压。该定义在各种国际标准中有所规定，包括IEC 950和EN 60950.爬电距离和电气间隙的值通过确定某一工作电压下的工作电压来计算。在确定工作电压时，我们需要评估峰值和均方根（RMS）电压。直流电压的峰值将决定间隙，交流电压的RMS值将决定爬电距离。

根据工作电压，我们计算PCB中两条走线之间的最小距离。例如，根据IEC-60950-1，609V二次电路的工作电压将承受2700V的峰值电压，因此均方根（RMS）电压将为2700V *√2= 3818V。根据UL 796，应用40V/mil标准来计算所需的最小距离。因此，两条迹线之间的间距为3818/40 = 95.45密耳。

工作电压V（a）	峰峰值电压 V（p）	均方根电压 V（A-RMS）
500 V	1750 V	3257 V
526 V	2000 V	3566 V
551 V	2200 V	3803 V
575 V	2400 V	4034 V
609 V	2700 V	4369 V
620 V	2800 V	4478 V

上表显示了峰 - 峰值电压值如何随工作电压而变化，符合IEC-60950-1。

污染程度

污染程度是根据周围环境中存在的干燥污染和冷凝量的分类。污染程度越高，粉尘污染和凝结越多，从而影响产品的安全性。调整爬电距离和间隙距离以确保PCB的安全性。污染程度根据大气中的污染程度和湿度水平而变化。

例如，根据若干安全标准和认证机构，实验室区域处于污染等级2。污染等级1适用于密封在空气和水密外壳内的产品。另一方面，污染等级3适用于工业制造领域等更苛刻的环境条件。

根据IEC 60664.3标准，污染程度划分分为四大类：

• 污染等级1：零污染或干燥环境。在这种类型中，存在非导电性污染，其对电子电路操作无害。例如密封的封闭物或盆栽产品。
• 污染等级2：大多数情况下，存在非导电性污染。但是，存在由于冷凝引起的临时导电污染的可能性。实验室区域是污染等级2的一个例子。
• 污染等级3：在这种类型中，由于周围环境中存在湿气或灰尘而导致传导污染或污染。例如，重工业环境更容易受到灰尘的影响。
• 污染等级4：持续导电，这是由于湿度和灰尘污染过多造成的。外部条件，如下雨或降雪，可导致污染等级4，并导致持久的导电性。

采取了几个步骤，以避免污染程度对爬电距离和间隙的影响。这些步骤是根据与系统的间隔和操作特性相关的若干设计特征来采取的。例如，通过提供通风来限制湿度或灰尘颗粒的积聚，从而避免污染等级2。此外，加热器和风扇将避免污染。对于设备在不中断运行的情况下，连续通电或加热是非常优选的。持续通电还可以避免冷却过量，因此不会发生冷凝。

此外，使用合适的外壳可以避免污染等级3。这些封闭器限制了外部环境因素，如水分。

组件的绝缘类型

通常，对于无法访问的电子电路，首选单级绝缘。但是，我们更喜欢使用双层绝缘来防止危险电压。必须遵循几个规则来实施双层绝缘系统。

绝缘屏障对于符合安全超低电压（SELV）标准的电路是必要的。用户可触摸电压或安全超低电压（SELV）系统被称为电气系统，其中电压在IEC和EN 60335标准规定的正常条件下不能超过允许值。这些SELV电压必须是无害的。这些SELV电路在低功率和逻辑电平下工作，例如±3.3至±24 VDC。 SELV电路的一些示例包括输入/​​输出连接器和连接到外围设备（如打印机和键盘）的电缆。

绝缘类型分类

绝缘类型主要分为五种不同类型，分别称为功能型，基本型，双型，补充型和增强型。这些绝缘类型的定义在多个标准中提及并且在性质上非常复杂。设计人员必须了解所有这些规则，并根据要求将其应用于设计中。

将安全特低电压（SELV）电路的危险电压隔离至关重要。以下绝缘类型按照国际标准定义：

1. 功能绝缘：此类绝缘可确保产品的正常功能，但不保证安全保护。
2. 基本绝缘：这提供单层绝缘，以避免对电子元件造成任何伤害。
3. 补充绝缘：这种绝缘为基本增加了额外的保护层
4. 双重绝缘：这是功能性，基本和辅助绝缘的组合。
5. 加强绝缘：这是一个提供相同保护的单一系统作为双重绝缘。

这些安全标准可帮助设计人员保护电子电路免受异常（单故障）状况的影响。通过实施双层或加强绝缘来避免单一故障条件，其中第二层保留用于保护。

导电阳极丝（CAF）失效

导电阳极丝（CAF）是金属丝，由于印刷电路板中铜的电迁移。这进一步导致设备故障。 CAF的生长桥接两个相反极化的铜导体。 CAF以四种不同的方式发生，例如通孔到通孔，线到线，通孔到线，以及层到层。 CAF主要由于两个关键因素而发生，包括测试或偏置电压（在器件测试期间施加的电压）和高相对湿度。 CAF失效特别发生在孔洞中，如下图所示。

影响CAF增长的关键因素包括电场强度，温升，湿度，以及层压板的类型。制造缺陷也可能导致CAF失效。然而，CAF失效主要发生在高密度电路板上，导致间距减小。

金属灯丝的生长通常是从铜阳极到铜阴极，最终导致电气故障电子电路。 CAF分两个阶段发生：树脂玻璃界面的退化和铜的电化学迁移导致长丝生长。

树脂玻璃界面的降解是一个可逆的过程，其中材料的绝缘电阻返回烘烤和干燥过程后。实际CAF增长的第二步被认为是不可逆转的。 CAF发生故障所需的时间取决于测试电压，相对湿度，间距，温升和树脂系统。

树脂玻璃界面的降解随着PCB的行为类似于电池，发生以下反应：

在阳极：

Cu - > Cu（n +）+ ne（ - ）

H2O->½O2+ 2 H + 2e（+）

在阴极处：

H 2 O + e- - > 1/2 H 2 + 2 OH（+）

半导体元件的间距

在某些情况下，电气安全和电压隔离具有高优先级，间隙，爬电距离和隔离距离非常重要。两个组件，端子和连接器之间的间距在几个国际标准中有明确定义。但是，我们将间距分为两部分，例如：

1）非绝缘带电部件和其他非绝缘金属部件之间的间距这包括端子和散热器，机箱，金属盒，机柜等之间的间距......

2）极性相反的非绝缘带电部件之间的间距。这包括端子，相邻元件，连接器，裸线等之间的间距......

在器件端子上使用高温硅树脂灌封可以增加电路上两个寿命部件之间的间距。自动地，这种措施将提高电气安全性，增加终端的“间距”，提供更高的污染程度。

我们覆盖了大部分部件。你还有什么问题吗（我对此表示怀疑！）？随意提问，分享和评论。