Distancia mínima entre dos conectores en un diseño de PCB de alto voltaje

Mi aplicación tendrá líneas de baja corriente (mA) pero de alto voltaje. El alto voltaje llegará desde una fuente externa usando conectores tipo banana en la caja.

Estoy buscando un ejemplo en el que alguien use conectores de PCB (es decir, bloques de terminales) que transportan alto voltaje (por ejemplo, 5KV). Pero no estoy teniendo éxito.

No he encontrado ningún conector con más de 2,5kV de rigidez dieléctrica. Pero debo poner señal externa de 5kV en un conector y 0V en el otro, si es posible en la misma PCB.

Me gustaría saber cómo se puede calcular la distancia entre dos conectores (separados) que tienen un voltaje de ruptura de 2.5KV pero necesitan soportar una diferencia de voltaje mayor entre el conector 1 y el conector 2: 5kV.

  • Conector 1: VCC+ (5KV)
  • Conector 2: VSS- (0V)

Con BV = 2.5KV para mí, está claro que al acercar tanto los dos conectores, el material se romperá. Puede ser que esté equivocado.

Conozco las técnicas de fuga y despeje, pero si entendí bien, se refiere al material de la lámina y al cobre sobre él, que tiene su propio voltaje de ruptura/mil. Pero, ¿qué pasa con el material del conector? Pensé que el campo E será constante entre dos conectores, pero el voltaje disminuirá en las líneas equipotenciales.

  1. Entonces, ¿podría encontrar una distancia entre ambos conectores en la que el conector VCC+ y el conector VSS- estén a salvo de averías?

  2. Mientras que la literatura sobre espaciado de pistas y terminales sugiere que para cierto tipo de material se divida nKV/30 cm para obtener una distancia de seguridad entre terminales o pistas con diferencias de tensión elevadas, ¿qué se puede aplicar a la separación de los conectores? ¿Cómo obtener la distancia mínima entre dos conectores con un nivel de voltaje más alto que su voltaje de ruptura? Necesito estar seguro de la distancia mínima en la que podría soldarlos en una placa sin dañarlos.

Tenga en cuenta que no estoy hablando de almohadillas de conector (cobre) a otra almohadilla impresa/distancia de seguimiento. Sé cómo calcular el espacio libre mínimo y la fuga.

Intento decir que usaré 2 conectores separados, uno para V+ y otro para V-, lo más lejos posible entre sí. Pero, ¿cómo relacionar la limitación del parámetro del fabricante (1kV) con la distancia necesaria para 5kV (o lo que sea) entre ellos? Ese es el punto de la pregunta. Si el parámetro dieléctrico del conector es insignificante, hágamelo saber ahora.

Respuestas (2)

Entonces, ¿podría encontrar una distancia entre ambos conectores en la que el conector VCC+ y el conector VSS- estén a salvo de averías?

Sí, pero ya se ha hecho por usted en las especificaciones de IPC, la siguiente tabla muestra esto. Podría ser mejor usar dos conectores de 1 conductor separados, en lugar de encontrar uno que tenga ambos (aunque el conector no estaría codificado por polaridad). Aquí hay un desglose de cómo calcular el espacio entre las trazas de PCB :

ingrese la descripción de la imagen aquí
Fuente: http://www.smpspowersupply.com/ipc2221pcbclearance.html

Hola @laptop2d gracias por la información. No estoy preguntando por la distancia entre las huellas a bordo de los conductores. Conocía esta mesa. Estoy pidiendo usar conectores con menos voltaje de ruptura (tal vez 1kV) del que deben llevar (5kV). ¿Está diciendo que un conector de pcb podría considerarse un conductor revestido? Podría estar bien, pero no estoy seguro de que esta tabla tenga en cuenta que cada tipo de conector podría tener una fuerza dieléctrica diferente. Tal vez ... ¿este parámetro del fabricante es insignificante?
La tabla también cubre los conectores externos. Si tuviera cobre desnudo, este sería un conector sin recubrimiento. Un conector de PCB con aislamiento sería un conector revestido (que debería usar aislamiento HV). Esos son los espacios mínimos requeridos por la normativa. Probablemente agregaría un poco más si no tiene limitaciones de espacio. La tabla cubre conductores desnudos, conectores y PCB
Entonces, ¿no importa la rigidez dieléctrica del conector?
@EugeniaSuarez Eso también importa porque si la rigidez dieléctrica no es lo suficientemente alta, entonces el material de su conector también se vuelve conductor. Una cosa que olvidé mencionar es el grado de contaminación. Si los conectores están en un ambiente sucio o húmedo, también pueden causar arcos
¿Cómo aplica esta fuerza de 1kV del conector a su tabla anterior? si PCB tendrá un conector con 0V y el otro con 5KV. Intento encontrar la separación entre los conectores de 0V y 5Kv sabiendo que el conector tiene una fuerza = 1KV. He leído el enlace pero no puedo ver cómo se calculan los valores revestidos del conductor externo. No puedo ver cómo la fuerza del conector está involucrada allí.

Si entiende que la fuga es la descomposición iónica de un buen aislante debido a la acumulación de polvo y humedad, comprenderá por qué es bueno un espacio de aire. Es posible que necesite 2 conectores.

El aire limpio es de unos 5 kV/mm entre superficies paralelas lisas. El plástico puede ser >10kV/mm.

El nivel más alto de contaminación interior de polvo húmedo residencial en el mejor dieléctrico se reduce a aproximadamente 0,3 kV/mm, por lo que 0,2 kV/mm se convirtió en el estándar.

Existen varios niveles de polvo y humedad relativa en comparación con el voltaje de resistencia en el medio. El revestimiento de polímero delgado, como la máscara de soldadura, solo mejora un poco. (50%) La protección gruesa mejora mucho, como el revestimiento de conformación o el encapsulado.

Entonces, si el fabricante dice "1kV", ¿qué significa realmente con este valor? ¿No hay resistencia dieléctrica entre el conector y otro punto con diferente voltaje?
Si 1kV es el voltaje soportado, espero que el espacio de la superficie entre los conductores y las almohadillas de soldadura limite este voltaje para un nivel de contaminación específico.
Hola, gracias @Sunnyskyguy EE75 ¿Qué hay de tener conectores de cable en un lado de la caja de metal de PCB y tener algunos conductores, como pistas de cobre o más conectores, en la superficie de PCB? ¿Cómo saber qué distancia se necesita entre dos conectores de caja metálica (a V+ vs 0V)? y entre el conector de la caja de metal y el conector o la pista de la placa de circuito impreso sabiendo que se aplicará un revestimiento de conformación y kapton sobre la placa?
Distancia mínima entre dos conectores en un diseño de PCB de alto voltaje
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