Forum: Platinen vertikaler Mindestabstand von Leiterbahnen bei >400V? (GaN DCDC Wandler / Richtlinie?)


von Christian K. (einglasvollwasser)


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Moin moin allerseits,

das Beitragthema sagt bereits alles aus was ich wissen möchte.
Ich habe mir ein Layout für eine 4 Lagen Platine erstellt.
Es handelt sich um einen DCDC Wandler mit 400V Zwischenkreisspannung 
(2,5kW).
Ich habe den Hinleiter (400V) auf der Topseite platziert und direkt in 
der Lage darunter befindet sich der Rückleiter (0V).
Es gibt ja viele Hinweise bzgl. Kriechstrecke und "Clearance". 
Diesbezüglich habe ich mich an die DIN EN 60664-1 2008-1 (Kapitel 4.6.2) 
gehalten.
Ich bin hier jedoch nicht schlau, zum minimalen Abstand zwischen zwei 
übereinander angeordneten Lagen, geworden.
Es gibt nun auch die Richtlinie der IPC, 2221 b (keine Ahnung ob das 
legal ist oder nicht, aber hier ist mal nen link: 
http://ch00ftech.com/wp-content/uploads/2016/12/IPC-2221-2.pdf -> ich 
denke jedoch schon, da sie ziemlich alt ist)

Auf Seite 39 steht der Text:

The minimum spacing between conductors, between
conductive patterns,

-> layer to layer conductive spaces
(z=axis),

and between conductive materials (such as conductive
markings or mounting hardware) and conductors
shall be in accordance with Table 6-1, and defined on the
master drawing.

Dem Text nach sollen die Abstände innerhalb der z Achse in 
Übereinstimmung (accordance) mit der Tabelle 6-1 sein. Ich würde also 
mal auf Tabelle 6.1 Spalte B1 -> 0,5mm tippen.

Was haltet ihr davon?
Ich hatte vor die aufgespannte Fläche meiner Kommutierungsschleife so 
klein wie möglich zu machen. Da mein Leiterplattenhersteller bei einer 
0,8mm Leiterplatte einen Abstand von 0,14mm (top - Layer 2 und bottom zu 
layer 3) anbietet, wollte ich eigentlich auch diesen Abstand wählen. 
Habt ihr damit bereits Erfahrungen gesammelt? Welche Abstände wählt ihr 
in diesem Fall?

Schöne Grüße

Christian

: Verschoben durch Moderator
von Christian K. (einglasvollwasser)


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Achja - was ich noch vergessen habe zu erwähnen.
Auf http://www.magazines007.com/pdf/High-Voltage-PCDesign.pdf S.16 ist 
für FR4 Material eine Spannung von 150 V/25,4um angegeben. Demnach 
würden 0,14mm bei 400V locker ausreichen... Daher bin ich immernoch 
zwiegespalten ob ich diesem minimalen Abstand von 0,14mm verwerden 
kann/soll oder nicht.

von Falk B. (falk)


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@Christian Krause (Firma: Uni) (einglasvollwasser)

>Ich habe den Hinleiter (400V) auf der Topseite platziert und direkt in
>der Lage darunter befindet sich der Rückleiter (0V).

Man muss es nicht immer übertreiben.

>Ich bin hier jedoch nicht schlau, zum minimalen Abstand zwischen zwei
>übereinander angeordneten Lagen, geworden.

Es gab da eine Vorgabe, nach der man in den lagen mit 
Laminierungsfehlern rechnen muss und damit das für sicherheitsrelevante 
Schutztrennung als zu klein betrachtet wird. Bei reiner 
Funktionsisolierung sieht das anders aus, wenn's kracht kommt nur die 
Sicherung ;-)

>Ich hatte vor die aufgespannte Fläche meiner Kommutierungsschleife so
>klein wie möglich zu machen. Da mein Leiterplattenhersteller bei einer
>0,8mm Leiterplatte einen Abstand von 0,14mm (top - Layer 2 und bottom zu
>layer 3) anbietet, wollte ich eigentlich auch diesen Abstand wählen.

Man kann alles übertreiben. Deine Schaltung wird auch sehr gut laufen, 
wenn der FLÄCHIGE Rückleiter auf der Unterseite der Platine liegt.

>Habt ihr damit bereits Erfahrungen gesammelt? Welche Abstände wählt ihr
>in diesem Fall?

Mein aktuelles Projekt ist auch sowas ähnliches, nur mit ca. 1,5kW. Das 
Ganze ist eine einfache Zweilagenplatine mit ner Handvoll Drahtbrücken. 
Der Zwischenkreis und Masse sind je auf Ober- und Unterseite geführt. 
Ich bin aber kein Leistungselektronikexperte, eher so Mädchen für Alles.

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Christian K. schrieb:
> Daher bin ich immernoch
> zwiegespalten ob ich diesem minimalen Abstand von 0,14mm verwerden
> kann/soll oder nicht.

Wenns für die UNI ist, ist das doch sowieso egal. Bei einem 
Industrieprodukt würde ich empfehlen, vorher die Zulassungs-Institution 
zu fragen, z.B. den TÜV, denn wenn die Entwicklung fertig ist und nicht 
genehmigt wird, sind Änderungen sehr teuer.

Georg

von LEler (Gast)


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@ Christian Krause
Zu den DIN-Normen gibt es manchmal entsprechende Bücher, die die 
Anwendung und richtige Interpretation der Norm erklären. Diese kosten 
häufig nicht viel (<50€).
Wenn du keinen Fachmann an der Uni auftreiben kannst, würde ich danach 
schauen.

>>Ich habe den Hinleiter (400V) auf der Topseite platziert und direkt in
>>der Lage darunter befindet sich der Rückleiter (0V).

>Man muss es nicht immer übertreiben.

Bei GaN ist es wichtig genauer hinzuschauen; ich habe erfahrene Kollegen 
rätzeln sehen, wie man den Dreckeffekte bei einem Wandler mit GaN denn 
beikommen kann. Es ging um das "nackte" Funktionieren.

>Der Zwischenkreis und Masse sind je auf Ober- und Unterseite geführt.
Das tut bei normalem Si seinen Dienst gut, selbst bei 1,6mm Epoxyplatte.
Die Drahtbrücken liegen hoffentlich nicht zwischen Zwischenkreis und 
IGBTs/FETs.

LEler

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