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防浪涌時(shí),PCB布線(xiàn)有哪些要點(diǎn)?

來(lái)源:深圳市楚英豪科技有限公司   2025年07月04日 16:11  

一、注意PCB布線(xiàn)中設(shè)計(jì)浪涌電流的大小

在測(cè)試的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)碰到原先設(shè)計(jì)的 PCB 無(wú)法滿(mǎn)足浪涌的需求。一般工程師設(shè)計(jì)的時(shí)候,只考慮到了系統(tǒng)功能性的設(shè)計(jì),比如系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)只需承載1A 的電流,設(shè)計(jì)時(shí)就按這個(gè)去設(shè)計(jì),但有可能系統(tǒng)需要的浪涌設(shè)計(jì),瞬態(tài)浪涌電流要達(dá)到3KA(1.2/50us&8/20us),那么現(xiàn)在我按1A的實(shí)際工作電流去設(shè)計(jì)的話(huà),是否可以達(dá)到上述瞬態(tài)浪涌的能力了?實(shí)際有經(jīng)驗(yàn)的工程是告訴我們這是不可能的,那么怎么辦才好?下面有一個(gè)計(jì)算的方式可以作為PCB布線(xiàn)承載瞬間電流的一個(gè)依據(jù):

例如:0.36mm寬度的1oz銅箔,厚度35um的線(xiàn)條中一個(gè)40us矩形電流浪涌,最大浪涌電流約為580A。如果要做一個(gè)5KA(8/20us) 的防護(hù)設(shè)計(jì),那么前端的PCB 布線(xiàn)的合理應(yīng)該是2 oz銅箔0.9mm寬度.安全器件可以將寬度適當(dāng)放寬。

二、注意浪涌端口元器件布局時(shí)應(yīng)有的安全間距

浪涌端口的設(shè)計(jì)除了我們要按正常的工作電壓設(shè)計(jì)的安全間距外,我們還要考慮瞬態(tài)浪涌的安全間距。

關(guān)于正常工作電壓設(shè)計(jì)時(shí)的安全間距我們可以參考UL60950的相關(guān)規(guī)范。另外我們以UL在UL796標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了印制線(xiàn)路板耐壓的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是40V/mil或1.6KV/mm。這一數(shù)據(jù)指導(dǎo)在PCB導(dǎo)線(xiàn)之間設(shè)置能夠承受Hipot的耐壓試驗(yàn)的安全間距非常有用。

舉例,根據(jù)60950-1表5B的規(guī)定,500V的工作電壓之間的導(dǎo)體應(yīng)該要滿(mǎn)足1740Vrms的耐壓試驗(yàn),而1740Vrms的峰值應(yīng)該是1740X1.414=2460V。根據(jù)40V/mil的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn), 可以計(jì)算出PCB兩導(dǎo)體之間的間距應(yīng)該不小于2460/40=62mil或1.6mm。

而浪涌除了上面正常的注意事外,還要注意施加浪涌的大小,和保護(hù)器件的特性來(lái)增加安全間距,以1.6mm的間距計(jì)算,其最大截止的爬電電壓為2460V,如果我們浪涌的電壓高達(dá)6KV,甚至是12KV ,那么這個(gè)安全間距是否增加要取決于浪涌過(guò)壓保護(hù)器件的特性,這也是我們工程師經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)遇到浪涌爬電時(shí)巨大的響聲。

以陶瓷放電管為例,在要求1740V的耐壓時(shí),我們選擇的器件應(yīng)該是2200V的,而它在上述浪涌的情況下,其放電的尖峰電壓高達(dá)4500V,此時(shí)按照上面的計(jì)算方式,我們的安全間距是:4500/1600*1mm=2.8125mm.


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