{"id":45621,"date":"2021-07-26T16:40:24","date_gmt":"2021-07-26T08:40:24","guid":{"rendered":"https:\/\/placapcb.com\/?p=45621"},"modified":"2022-01-12T08:46:41","modified_gmt":"2022-01-12T00:46:41","slug":"tecnologia-pcb-de-alto-voltaje","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/placapcb.com\/tecnologia-pcb-de-alto-voltaje.html","title":{"rendered":"Tecnolog\u00eda PCB de alto voltaje, c\u00f3mo dise\u00f1ar para que se sienta satisfecho"},"content":{"rendered":"\n

Acerca de Tecnolog\u00eda PCB de alto voltaje, En ciertas aplicaciones, como la mayor\u00eda de los cargadores de pared y las fuentes de alimentaci\u00f3n de las computadoras, la energ\u00eda de entrada se toma del tomacorriente de la pared, que generalmente es de 220V. Se considera un voltaje m\u00e1s alto de lo normal para una PCB<\/u><\/a>\u00a0y, a menudo, se deben tener consideraciones especiales al dise\u00f1ar una placa que tiene una l\u00ednea de alto voltaje.<\/p>\n\n\n\n

Este art\u00edculo cubrir\u00e1 todo lo que necesita saber sobre PCB de alto voltaje.<\/p>\n\n\n\n

1 PC PCB de alto voltaje y cosas que necesita saber sobre ellos<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

1.1 \u00bfQu\u00e9 es un PCB de alto voltaje? <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

En resumen, cualquier PCB que funcione a un voltaje mucho m\u00e1s alto que el voltaje normal del riel puede llamar a un PCB de voltaje medio o alto. Las placas como las fuentes de alimentaci\u00f3n de red, los inversores, los cargadores de veh\u00edculos el\u00e9ctricos, etc. entran en esta categor\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

No hay un n\u00famero fijo sobre el cual la placa se considerar\u00eda de alto voltaje. Pero como regla general, podr\u00eda considerar algo como 100 V, m\u00e1s all\u00e1 de los cuales querr\u00eda tener en cuenta reglas de dise\u00f1o especiales.<\/p>\n\n\n\n

\"Tecnolog\u00eda<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Imagen 1: Una fuente de alimentaci\u00f3n en modo conmutado de tensi\u00f3n de red<\/p>\n\n\n\n

1.2 Rigidez diel\u00e9ctrica <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La rigidez diel\u00e9ctrica de un material es el campo el\u00e9ctrico m\u00e1ximo que el material puede soportar sin perder sus propiedades aislantes.<\/p>\n\n\n\n

Por lo general, este ser\u00eda FR4 para la mayor\u00eda de los PCB.<\/p>\n\n\n\n

Entonces, lo primero que debe verificar es la rigidez diel\u00e9ctrica del material de su PCB.<\/p>\n\n\n\n

FR4 clasificado para 300 mils \/ mil; sin embargo, los est\u00e1ndares de IPC<\/u><\/a>\u00a0recomendar\u00e1n un espacio de 3.9 mil\u00e9simas de pulgada para 80V.<\/p>\n\n\n\n

A menudo es aconsejable dejar espacio para ello y, por lo tanto, seguir los est\u00e1ndares de IPC. <\/p>\n\n\n\n

1.3 Distancia de fuga <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La distancia de fuga es la distancia m\u00e1s corta entre dos partes conductoras a lo largo de la superficie de un material aislante s\u00f3lido.<\/p>\n\n\n\n

La base principal para la determinaci\u00f3n de la distancia de fuga es el voltaje a largo plazo aplicado en los dos conductores. Con el tiempo, puede haber contaminaci\u00f3n en el tablero, por lo que es aconsejable tener espacio para la cabeza adicional.<\/p>\n\n\n\n

Las recomendaciones de distancia de fuga para la mayor\u00eda de los componentes y dise\u00f1os generalmente se proporcionan en sus hojas de datos. Es uno de los par\u00e1metros importantes cuando se trata de PCB de alto voltaje. <\/p>\n\n\n\n

1.4 Liquidaci\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

El espacio libre es la distancia m\u00e1s corta en el aire entre dos partes conductoras. La rigidez diel\u00e9ctrica del aire gobierna el espacio libre. El aire generalmente se descompone a aproximadamente 3KV por mm. Sin embargo, en condiciones de humedad y contaminaci\u00f3n, este valor puede bajar mucho. Los est\u00e1ndares de IPC especifican diferentes distancias de espacio para los tipos de dise\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n

La mayor\u00eda de los componentes ya son compatibles y est\u00e1n empaquetados en paquetes con un paso de clavijas lo suficientemente alto.<\/p>\n\n\n\n

Por ejemplo, un Mosfet nominal de 600 V generalmente vendr\u00e1 en un paquete TO-220 o TO-247.<\/p>\n\n\n\n

Puede encontrar m\u00e1s informaci\u00f3n sobre la fuga y el despeje aqu\u00ed:<\/p>\n\n\n\n

https:\/\/youtu.be\/B696dApeUeM<\/a><\/p>\n\n\n\n

1.5 M\u00e1scara de soldadura <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La m\u00e1scara de soldadura tambi\u00e9n act\u00faa como aislante hasta cierto punto. Por lo tanto, para tableros con un paso de pines muy fino y alto voltaje entre pines. Es importante ir con un fabricante que pueda aplicar una m\u00e1scara de soldadura entre los PCB y el PCB de paso fino.<\/p>\n\n\n\n

\"Tecnolog\u00eda<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Imagen 2: PCB con m\u00e1scara de soldadura negra<\/p>\n\n\n\n

2. Pr\u00e1cticas de dise\u00f1o para PCB de alto voltaje\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

2.1 Enrutamiento <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Siempre que se realicen trazas para PCB de alto voltaje, los siguientes puntos son los m\u00e1s importantes:<\/p>\n\n\n\n

  1. Mantener un espacio libre entre las trazas que tienen una alta diferencia de voltaje entre ellas.<\/li>
  2. Evitar giros y bordes bruscos, ya que pueden actuar como \u00e1reas del campo el\u00e9ctrico concentrado.<\/li>
  3. Evite ejecutar trazas de muy alto voltaje en las capas internas de la placa.<\/li><\/ol>\n\n\n\n
    \"Tecnolog\u00eda<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    Imagen 3: Una placa de circuito impreso con una holgura de plano superior a la habitual<\/p>\n\n\n\n

    2.2 Planos poligonales <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Para todos los PCB de alto voltaje, la holgura del plano poligonal debe aumentarse a un valor seguro y a ciertas secciones de la placa.<\/p>\n\n\n\n

    Por ejemplo, si hay una traza que lleva 600V hacia un conector de borde en una placa, muchas veces, el dise\u00f1o no tendr\u00e1 un pol\u00edgono vertido cerca de esa traza.<\/p>\n\n\n\n

    Adem\u00e1s, los planos internos de una placa de circuito impreso multicapa no deben tener un voltaje muy alto o una distancia muy peque\u00f1a entre ellos. <\/p>\n\n\n\n

    2.3 Capas internas <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Es posible hacer multicapas con voltaje medio en todas las capas. La consideraci\u00f3n principal es el relleno adecuado de los espacios entre las capas. El grosor de la separaci\u00f3n entre capas debe ser de al menos 0,005 \u00abpara mantener la integridad del medio de relleno, preimpregnado. Cualquier vac\u00edo o bolsa degradar\u00e1 seriamente el valor diel\u00e9ctrico.<\/p>\n\n\n\n

    El preimpregnado est\u00e1ndar tipo FR4 multicapa no es adecuado para trabajos de media o alta tensi\u00f3n. El material se descompone demasiado r\u00e1pido y no presenta una estructura interna homog\u00e9nea. Los microhuecos en exceso degradan la clasificaci\u00f3n diel\u00e9ctrica, lo que resulta en un rendimiento deficiente. <\/p>\n\n\n\n

    2.4 Consideraciones sobre EMI <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Los PCB de alto voltaje son conocidos por emitir perturbaciones en un amplio espectro.<\/p>\n\n\n\n

    Lo m\u00e1s importante para minimizarlos es tener un \u00e1rea de bucle peque\u00f1a y extensiva mediante costuras al plano del suelo siempre que sea posible.<\/p>\n\n\n\n

    Adem\u00e1s, los componentes de alto voltaje tambi\u00e9n se pueden encapsular y luego proteger con una hoja met\u00e1lica.<\/p>\n\n\n\n

    \"PCB\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    Imagen 4: A bordo con costuras extensas<\/p>\n\n\n\n

    3. Selection Selecci\u00f3n de componentes\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    3.1 Transformadores de alta frecuencia <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    La mayor\u00eda de las placas de alto voltaje casi siempre implicar\u00e1n un circuito de modo de conmutaci\u00f3n<\/u><\/a>\u00a0con un transformador para producir el alto voltaje. En estos casos, debe cumplir con el nivel de aislamiento del n\u00facleo del transformador.<\/p>\n\n\n\n

    Con respecto al dise\u00f1o de la placa de circuito impreso, el plano de tierra idealmente deber\u00eda separarse entre el lado primario y el lado secundario. Debe haber un gran espacio de aislamiento con cortes en el tablero entre los lados primario y secundario. <\/p>\n\n\n\n

    3.2 Mosfets \/ Transistores \/ Interruptores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    La mayor\u00eda de las veces, los dispositivos vendr\u00e1n en el paquete correcto<\/u><\/a>\u00a0clasificado para soportar el alto voltaje entre pasos.<\/p>\n\n\n\n

    Incluso entonces, es una buena pr\u00e1ctica elegir el dispositivo con el paso de pines m\u00e1s grande si sabe que los voltajes ser\u00edan bastante altos. Un ejemplo com\u00fan ser\u00e1 elegir un dispositivo TO-247 en lugar de un TO-220 si no hay limitaciones de espacio. Tambi\u00e9n se pueden aplicar ejemplos similares para dispositivos SMD.<\/p>\n\n\n\n

    \"Mosfets<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    Imagen 5: Transistores en diferentes paquetes<\/p>\n\n\n\n

    3.3 Componentes pasivos <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Al seleccionar componentes pasivos, el tama\u00f1o del componente es crucial, ya que depende directamente del voltaje que puede tolerar. Entonces, digamos que el dise\u00f1o tiene 300 V entre una resistencia SMD. Entonces ser\u00eda mucho mejor elegir un paquete como 1206 en lugar de 0402. A menudo es un requisito colocar varios de estos componentes en serie para reducir la tensi\u00f3n de voltaje en ellos. <\/p>\n\n\n\n

    4. caracter\u00edsticas especiales de la placa\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    4.1 Ranuras de aislamiento y recortes <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    La mayor\u00eda de las placas de alto voltaje requieren ranuras de aislamiento y cortes de placa cerca de cualquier secci\u00f3n de la placa que transporta alto voltaje.<\/p>\n\n\n\n

    En muchos dispositivos de consumo como cargadores y fuentes de alimentaci\u00f3n, estas ranuras y recortes de placa son obligatorios para aprobar ciertos est\u00e1ndares de seguridad. Estas caracter\u00edsticas a\u00f1aden una capa adicional de seguridad y ayudar\u00edan en entornos de alta humedad y casos en los que es probable que exista contaminaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

    Las ranuras de aislamiento y los recortes generalmente deber\u00e1n definirse en una capa mec\u00e1nica de la placa. <\/p>\n\n\n\n

    4.2 Material de la placa <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    El FR-4 est\u00e1ndar no es un buen material para tableros de alto voltaje ya que tiene baja rigidez diel\u00e9ctrica.<\/p>\n\n\n\n

    Siempre que el costo no sea una limitaci\u00f3n, es mejor optar por un material de cart\u00f3n con una mayor rigidez diel\u00e9ctrica. Algunos de los materiales clasificados para alto voltaje son:<\/p>\n\n\n\n

    1. BT Epoxi<\/li>
    2. Poliimida<\/li><\/ol>\n\n\n\n

      3. Isla <\/p>\n\n\n\n

      4.3 Acabado de la placa <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      El factor m\u00e1s ignorado e importante cuando se trata de PCB de alto voltaje<\/u><\/a>\u00a0es el acabado de la placa. Incluye principalmente el acabado de la superficie de las almohadillas y cualquier rastro expuesto. Principalmente, el tablero terminado debe tener un acabado liso, libre de golpes y debe estar uniforme en toda la superficie.<\/p>\n\n\n\n

      Cualquier imperfecci\u00f3n en las almohadillas de alto voltaje, como puntas afiladas, puede resultar en una regi\u00f3n de alto campo el\u00e9ctrico, que luego puede causar arcos. <\/p>\n\n\n\n

      5. Lo que ofrece OurPCB<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

      Tiempo de respuesta r\u00e1pido <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Tenemos un tiempo de respuesta s\u00faper r\u00e1pido de solo 24 horas para tablas de dos capas y solo 48 horas para tablas de cuatro capas. Es uno de los factores m\u00e1s importantes para los equipos de ingenier\u00eda que prueban r\u00e1pidamente prototipos de placas. <\/p>\n\n\n\n

      Amplia variedad de opciones <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Para la fabricaci\u00f3n de tableros, OurPCB tiene una amplia selecci\u00f3n de diferentes par\u00e1metros. Incluye el tipo de material de PCB que desea utilizar, el acabado de la superficie junto con opciones para agregar identificadores \u00fanicos para sus placas.<\/p>\n\n\n\n

      OurPCB Tambi\u00e9n puede fabricar tableros de hasta 32 capas. <\/p>\n\n\n\n

      Sistema de cotizaci\u00f3n en l\u00ednea <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Finalmente, OurPCB tambi\u00e9n tiene un sistema de cotizaci\u00f3n en l\u00ednea que calcula autom\u00e1ticamente el precio de su PCB<\/u><\/a>\u00a0despu\u00e9s de que cargue sus archivos Gerber e ingrese los datos requeridos.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

      6. Conclusi\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

      Una PCB de alto voltaje es algo que necesita precisi\u00f3n tanto en el dise\u00f1o de la placa como en las etapas de fabricaci\u00f3n. Si sigue todas las reglas y pr\u00e1cticas generales para las reglas de alta presi\u00f3n, entonces es f\u00e1cil conseguir una tabla de trabajo que dure mucho tiempo.<\/p>\n\n\n\n

      OurPCB ofrece el equilibrio perfecto entre precio y calidad y una variedad de opciones de fabricaci\u00f3n que pueden ser adecuadas para tableros de alto voltaje.<\/p>\n\n\n\n

      Para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n, comun\u00edquese con OurPCB a trav\u00e9s de su sitio web:<\/p>\n\n\n\n

      https:\/\/www.wellpcb.com\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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