Domanda:
In che modo la distanza è influenzata dall'altitudine (pressione atmosferica)?
Bort
2018-04-05 20:56:47 UTC
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Supponiamo che tu abbia un circuito ad alta tensione (o qualsiasi voltaggio in realtà) e desideri fornire una distanza di sicurezza adeguata per il PCB, i pin del connettore, ecc.

Creepage and clearance diagram (Sopra l'immagine da link)

Esistono degli standard per la scelta delle distanze corrette. Alcuni di loro sono dietro i muri di pagamento, ma tutti possiamo immaginare che aumentando la distanza aumenti la tensione necessaria per condurre.

Tuttavia, cosa succede quando entra in gioco l'altitudine? Si potrebbe presumere che al diminuire della densità dell'aria (avvicinandosi al vuoto), ci sarebbe una diminuzione della conduttanza dell'aria, perché ci sono meno particelle d'aria e quindi meno mezzi di trasporto per i portatori di carica.

MA, ho sentito da colleghi che il contrario è generalmente accettato: al diminuire della densità dell'aria, la conduttività aumenta. Quindi, quando un circuito sale in altitudine, la distanza dovrebbe essere aumentata per motivi di sicurezza.

Qualcuno conosce la documentazione che determina chiaramente la relazione tra pressione dell'aria e spazio libero?

Per andare più in profondità: di quale fattore aumenta la distanza con l'aumentare dell'altitudine?

Due risposte:
Dave Tweed
2018-04-05 21:04:42 UTC
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Beh, per cominciare, il "creepage" non ha nulla a che fare con l'aria: si riferisce alle correnti che fluiscono nei contaminanti superficiali.

"Clearance" non ha nulla a che fare con la conduttività dell'aria, ma piuttosto con la sua capacità di prevenire il verificarsi di un arco.La Legge di Paschen fornisce alcune informazioni su questo problema.Ci sono arrivato cercando "tensione dell'arco in aria vs pressione": ci sono anche altre risorse utili.

La clearance ha meno a che fare con la tensione di lavoro del circuito e più a che fare con il livello dei transitori previsti.Sì, un circuito con una determinata distanza si romperà più facilmente ad alta quota per un dato livello di transitorio, ma questo è raramente un problema che richiede una modifica del progetto.

* "Clearance" non ha nulla a che fare con la conduttività dell'aria, ma piuttosto con la sua capacità di prevenire il verificarsi di un arco. * Hmm.Direi che la conduttanza dell'aria influisce direttamente sulla sua capacità di prevenire gli archi.Cosa non ottengo qui?
Modificherò la mia domanda per evitare di usare il creepage poiché distrae dal concetto a cuore.
La conduttività si riferisce a una proprietà lineare dell'aria, mentre un arco si verifica quando viene guidata in una regione non lineare.La tensione alla quale si verifica un arco (il punto in cui la curva corrente-tensione diventa non lineare) ha poco a che fare con la conduttività (la pendenza della curva nella regione lineare).
Voltage Spike
2018-04-05 21:27:04 UTC
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Cambierà la lunghezza dello spazio libero, quindi se il progetto elettrico è in un razzo o un pallone ad alta quota (o un aeroplano), allora è qualcosa da prendere in considerazione. Ecco una descrizione di ciò che accade con l'arco rispetto all'altitudine.

La risposta è entrambe, la distanza dell'arco diminuisce dal livello del mare a ~ 45 km e poi aumenta dopo 45 km. Tuttavia, alla maggior parte di noi interessa solo da 0 a 3000 m (o 3 km).

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La curva nel grafico sopra racconta la storia. A livello del mare, circa Sono necessari 30.000 VDC per innescare un arco attraverso lo spazio tra gli elettrodi. A 47.000 piedi il livello dell'arco scende a circa 1200 VDC. Di conseguenza, il l'altitudine peggiore è 150.000 piedi, dove solo circa 300 VDC si archeranno attraverso gli elettrodi. Sistemi di contromisure elettroniche (ECM) e altri radar e sistemi elettronici a bordo di aerei richiedono alta connettori di tensione e cavi assemblati per funzionare ad altitudini fino a 70.000 piedi con 1.500 a 40.000 volt applicati. ECM missilistico i sistemi elevano il requisito a 150.000 piedi ..

Fonte: Teledyne: risultati di Paschen

La dispersione e lo spazio libero definiscono semplicemente una distanza di sicurezza minima che i conduttori possono essere posizionati a parte sul PCB per prevenire la formazione di archi. Questo prende in considerazione l'elevazione (fino a 3000 mo 10 kft), poiché gli standard IPC sono per i prodotti di consumo che generalmente non vengono utilizzati oltre i 3000 m, gli standard sono calcolati solo per quella gamma. Ciò che è anche interessante è che la Cina ha uno standard diverso (GB 4943.1-2011) che ha una superficie di fuga e uno spazio libero fino a 5000 m (perché hanno altitudini più elevate).

Non ho controllato, ma immagino che il grado di inquinamento avrebbe l'effetto maggiore sulle distanze di dispersione e di sicurezza e quindi si verificherebbe l'arco d'aria. Le superfici sporche e umide sono molto più conduttive dell'aria. Immagino che i requisiti aerospaziali (aeroplani) siano diversi, ma non li conosco (solo lo spazio dove non c'è aria). Se stai progettando un prodotto, segui gli standard IPC e se stai progettando un circuito ad alta quota per un pallone, aggiungi un margine sufficiente.

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Il grafico a sinistra è adattato dalle colonne B1, B2, B4 di IPC 2221B Tabella 6-1. Elenca la spaziatura minima consigliata tra interno e conduttori esterni in funzione del livello di tensione di lavoro di picco per uso previsto ad altitudini inferiori a 3050 metri (10.007 piedi). L'ufficiale La tabella IPC fornisce anche i numeri per i conduttori esterni in elevazioni> 3050 m nonché requisiti per i montaggi, che I. omesso qui

Fonte: autorizzazione PCB



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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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