PCB Layout / Verringerung des PAD Abstandes von DC Link Kondensatoren

[Christian K. (einglasvollwasser)]

Hallo Zusammen,

ich habe mir ein Layout via Eagle zu einem bidirektionalen DC/DC Wandler 
erstellt (Buck und Boost Wandler). Die kritische "Schleife" / 
Kommutierungsschleife, beim Buck ist ja bekanntlich zwischen den 
Zwischenkreiskondensatoren und den Leistungsschaltern. Da ich schnell 
schaltende GaN FETs verwende, möchte ich eine minimale Streuinduktivität 
des Kommutierungskreises erreichen. Dazu habe ich die Schleife in meinem 
Layout möglichst klein gemacht. Um jedoch nicht auch die 
Leiterbahnbreite zu verkleinern (wegen der Wärmeabgabe), habe ich bei 
meinen Zwischenkreiskondensatoren die Kupferfläche unterhalb der 
Kondensatoren entlang geführt, sodass sich die Kriechstrecke deutlich 
verringert und sich nur noch einen Abstand von 1,7mm zwischen DC+ (400V) 
und DC- (0V) ergibt. Laut Norm (DIN EN 60664-1 VDE 0110-1:2008-01) sind 
1,3mm (bei Verschmutzuungsgrad 1 und 500Veff) Mindestabstand 
erforderlich, was ich einhalte.

Auf dem Foto im Anhang seht ihr einen Auszug meines Zwischenkreises. 
Grau gekennzeichnet sind die Umrisse der Kondensatoren, sowie ihre PADs. 
Es ist deutlich zu erkennen, dass die Abstände der Kupferflächen, 
zwischen DC+ (untere Kupferfläche) und DC- (obere Kupferfläche) kleiner 
sind als die Abstände der PADs. Können Sich dadurch andere Probleme 
ergeben (Durchschlag zwischen DC+ und Dielektrikum des Kondensators? - 
hier müssten 0,04mm für die Luftstrecke eingehalten werden...)

Ist dies eine gängige Praxis, dass man die Kupferabstände soweit 
reduziert (unterhalb des Bauteils) um die Kupferfläche und damit auch 
die Wärmeabgabe zu erhöhen, bei gleichzeitiger Einhaltung der 
Mindestabstände für die Kriechstrecke?
Ist diese Reduzierung überhaupt erlaubt?

Vielen Dank schon einmal vorab für eure Hilfe und euer Wissen

mfg

Chris

[Christian K. (einglasvollwasser)]

Frohes Neues Jahr allerseits!

Hat denn niemand eine Idee oder habe ich mich unklar ausgedrückt?

mfg

Chris

[Falk B. (falk)]

@Christian Krause (Firma: Uni) (einglasvollwasser)

>Layout möglichst klein gemacht. Um jedoch nicht auch die
>Leiterbahnbreite zu verkleinern (wegen der Wärmeabgabe), habe ich bei
>meinen Zwischenkreiskondensatoren die Kupferfläche unterhalb der

>Ist dies eine gängige Praxis, dass man die Kupferabstände soweit
>reduziert (unterhalb des Bauteils) um die Kupferfläche und damit auch
>die Wärmeabgabe zu erhöhen,

Eher nicht. Mach doch einfach unter den Kondensatoren dein Polygon 
entsprechend kleiner und gut. Die paar "verlorenen" mm^2 helfen dir bei 
der Kühlung nicht wirklich. Zumal die Keramikkondensatoren nicht 
sonderlich viel Wärme erzeugen.

>bei gleichzeitiger Einhaltung der
>Mindestabstände für die Kriechstrecke?
>Ist diese Reduzierung überhaupt erlaubt?

Eher nicht, denn Lötstoplack gilt offiziell NICHT als Isolator, welcher 
Kriechstrecken erhöht. Es muss also so betrachtet werden, als ob er 
nicht da ist und damit die Mindestabstände im Kupfer betrachtet werden.

[Christian K. (einglasvollwasser)]

Hallo Falk,

danke das du dich zu Wort gemeldet hast.
"Eher nicht. Mach doch einfach unter den Kondensatoren dein Polygon
entsprechend kleiner und gut. Die paar "verlorenen" mm^2 helfen dir bei
der Kühlung nicht wirklich. Zumal die Keramikkondensatoren nicht
sonderlich viel Wärme erzeugen."
Es ist ja nicht nur die Wärmeabfuhr, es kommt ja auch noch der 
Gleichstromwiderstand hinzu der sich unweigerlich erhöht, wenn ich den 
Abstand wieder vergrößere bzw. die Induktivität erhöht sich, wenn ich 
die Schleife wieder größer mache.