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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leiterbahnabstände 200V - keine Netzspannung! (HV5523 IC)


Autor: Johnny SGT (sgt_johnny)
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Hallo Zusammen,

Sucht man nach Leiterbahnabständen für 240V Netzspannung, erhält man 
ergebnisse zwischen 0.5 und 2.54mm.

Jedoch denke ich das bei Netzspannungen die Vorschriften viel höher 
sind, da man ja der Scheitelwert viel höher ist, und man bei einer 
normalen Steckdose mit ca. 10-20kA kurzschlusstrom zu rechnen hat.

Werden hohe Spannungen im DC Bereich (zb. 200V DC) mit kleinen 
Kurschlussströmen verwendet, muss es doch andere Vorschriften geben?
Wer kann mir dazu mehr sagen?


Ich frage aus folgendem Grund:

Microchips's HVCMOS Treiber, der HV5523, kann laut Datenblatt eine 
Spannung von 220V schalten - und das in einem QFN-44 und das mit einem 
pin Abstand von 0.25mm!
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/hv5523.pdf


Da Microchip ja mit Sicherheit Geschäftskunden anspricht, welche mit den 
Bauteilen von Microchip Geräte bauen wollen welche von Prüfstellen 
geprüft und auch bewilligt werden, würde Microchip sicherlich kein 
Produkt entwickeln und verteiben, mit welchem die Kunden keine Change 
hätten Ihr Endprodukt bewilligt zu kommen.



Des weiteren Frage ich mich, wann der Pinabstand überhautp eine Rolle 
spielt. Klar zb. L1 und N nebeneinander können bei Verbindung einen 
Schaden anrichten, wenn aber eine Leiterbahn L1 eine andere Leiterbahn 
L1 trifft, passiert nichts.

Beim HV5520 sind ja alle Pins prinzipell N-Mosfets, und schalten die 
Spannung nach GND.

Im "Off" State ist das Mosfet offen.

Da ja das Mosfet die Spannung so oder so auf GND bringt, würde z.b. beim 
Verbinden zweier Pads nur eine Fehlfunktion der Schaltung auftreten, 
aber zb. kein Lichtbogen oder Kurschlusstrom.
Die low voltage Pins haben ja eine eigene IC-Seite und somit auch mehr 
Pin Abstand.

Wer kann mir hier eine Norm oder so nennen wo solche Applikationen 
abgedeckt werden?

Autor: hinz (Gast)
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Autor: Stefan Us (stefanus)
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Eine sporadische Fehlfunktion ohne Kurzschluss kann aber auch töten. 
Wenn z.B. eine Hebebühne unbeabsichtigt in Bewegung gerät.

Autor: Tilo (Gast)
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Johnny S. schrieb:
> Sucht man nach Leiterbahnabständen für 240V Netzspannung, erhält man
> ergebnisse zwischen 0.5 und 2.54mm.
>
> Jedoch denke ich das bei Netzspannungen die Vorschriften viel höher
> sind, da man ja der Scheitelwert viel höher ist, und man bei einer
> normalen Steckdose mit ca. 10-20kA kurzschlusstrom zu rechnen hat.

Bei solchen Strömen wirkt eine Leiterbahn wie eine Sicherung, die 
schlicht durchbrennt. Der Abstand ist dabei unmaßgeblich.

Schau dir beispielsweise vergossene Kondensatoren an. Dort ist es auch 
nur ein Bruchteil eines Millimeters, das ein paar tausend Volt 
einschließt.

Wenn Du eine Platine also vergießt, so kann der Abstand wesentlich 
kleiner als bei Luft sein. Um den Abstand aber genau zu bestimmen, 
müsste man sich die Datenblätter des Gießharzes besorgen oder gar für 
ein spezielles Produkt vom VDE oder ähnlichen Organisationen beglaubigte 
Tests an Mustern fahren.

Autor: Johnny SGT (sgt_johnny)
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hinz schrieb:
> http://www.smps.us/pcbtracespacing.html

Die Seite kenn ich, bei 220V kriege ich bei coated 0.4 und internal 
0.2mm
Coated währe ja mit schutzlack auf den pads. Und internal meinte ich mal 
gehört zu haben das es hierbei um die inneren lagen der Platine handelt.




Stefan U. schrieb:
> Eine sporadische Fehlfunktion ohne Kurzschluss kann aber auch töten.
> Wenn z.B. eine Hebebühne unbeabsichtigt in Bewegung gerät.


Das ist mir klar, solche Sachen werden aber von anderen Normen 
behandelt. Mit der elektrischen Sicherheit hat das nicht viel zutun



Tilo schrieb:

> Bei solchen Strömen wirkt eine Leiterbahn wie eine Sicherung, die
> schlicht durchbrennt. Der Abstand ist dabei unmaßgeblich.

Wenn du L1 und N Leiterbahnen kurzschliesst, gibt das einen lauten Knall 
und eine "Lichtbogenexplosion" die durchaus sehr gefährlich (z.b. 
Brandgefahr) sein kann


> Schau dir beispielsweise vergossene Kondensatoren an. Dort ist es auch
> nur ein Bruchteil eines Millimeters, das ein paar tausend Volt
> einschließt.
>
> Wenn Du eine Platine also vergießt, so kann der Abstand wesentlich
> kleiner als bei Luft sein. Um den Abstand aber genau zu bestimmen,
> müsste man sich die Datenblätter des Gießharzes besorgen oder gar für
> ein spezielles Produkt vom VDE oder ähnlichen Organisationen beglaubigte
> Tests an Mustern fahren.

Hm...aber eine Platine ist doch schon vergossen, lediglich die "Pads" 
könnte man nach dem löten nochmals übergiessen.

Autor: MiWi (Gast)
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Johnny S. schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> Sucht man nach Leiterbahnabständen für 240V Netzspannung, erhält man
> ergebnisse zwischen 0.5 und 2.54mm.
>
> Jedoch denke ich das bei Netzspannungen die Vorschriften viel höher
> sind, da man ja der Scheitelwert viel höher ist, und man bei einer
> normalen Steckdose mit ca. 10-20kA kurzschlusstrom zu rechnen hat.
>
> Werden hohe Spannungen im DC Bereich (zb. 200V DC) mit kleinen
> Kurschlussströmen verwendet, muss es doch andere Vorschriften geben?
> Wer kann mir dazu mehr sagen?
>
>
> Ich frage aus folgendem Grund:
>
> Microchips's HVCMOS Treiber, der HV5523, kann laut Datenblatt eine
> Spannung von 220V schalten - und das in einem QFN-44 und das mit einem
> pin Abstand von 0.25mm!
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/hv5523.pdf
>
>
> Da Microchip ja mit Sicherheit Geschäftskunden anspricht, welche mit den
> Bauteilen von Microchip Geräte bauen wollen welche von Prüfstellen
> geprüft und auch bewilligt werden, würde Microchip sicherlich kein
> Produkt entwickeln und verteiben, mit welchem die Kunden keine Change
> hätten Ihr Endprodukt bewilligt zu kommen.
>
>
>


Wenn der FET durchbrennt und das ganze eine sicherheitsrelevante 
Angelegenheit ist dann wird hat noch eine Instanz davor sitzen, die das 
schaltet oder sonst wie unter Kontrolle hat (1. und 2. Fehlerfall)

Wenn es keine Sicherheitsrelevanz hat - pech, dann ist der FET kaput und 
der Servicemensch wird gerufen.

Abgesehen davon - dort wo der Chip lt. Datenblatt eingesetzt wird ist es 
vollkommen Powidl wie groß der Leiterbahnabstand ist solange es keinen 
Überschlag gibt und damit eine Fehlfunktion auftritt.

Coaten oder sonstiger Vodoozauber machen auch 0,25mm bei 200V möglich, 
also nur keine planlose Normenpanik...


iaW: Du vermischt da einiges um eine Frage zu erstellen, die in der 
Entwicklerrealität keinerlei Relevanz hat.

Und ja, ich entwickle Medizinkrempel und anderes auf dieser Ebene mit, 
das durchaus strengen Normen und praktizierten(!) FMEAs unterliegt bevor 
der Kunde/TÜV/UL oder wer auch immer sein ok dazu gibt.



MiWi

Autor: Tilo (Gast)
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Johnny S. schrieb:
>> Bei solchen Strömen wirkt eine Leiterbahn wie eine Sicherung, die
>> schlicht durchbrennt. Der Abstand ist dabei unmaßgeblich.
>
> Wenn du L1 und N Leiterbahnen kurzschliesst, gibt das einen lauten Knall
> und eine "Lichtbogenexplosion" die durchaus sehr gefährlich (z.b.
> Brandgefahr) sein kann

Ich wollte lediglich aussagen, dass die Stromstärke keinen Einfluss auf 
den  Abstand hat, sondern lediglich die Leiterbahnen schmilzt. Platinen 
in käuflichen Netzspannungsanwendungen (z.B. kleine Steckernetzteile) 
haben keinen über den Schutzlack hinausgehenden Schutz. Zur Eindämmung 
der von Dir beschriebenen Gefahr ist auch hier wieder Gießharz das 
Mittel der Wahl.

>> Schau dir beispielsweise vergossene Kondensatoren an. Dort ist es auch
>> nur ein Bruchteil eines Millimeters, das ein paar tausend Volt
>> einschließt.
>>
>> Wenn Du eine Platine also vergießt, so kann der Abstand wesentlich
>> kleiner als bei Luft sein. Um den Abstand aber genau zu bestimmen,
>> müsste man sich die Datenblätter des Gießharzes besorgen oder gar für
>> ein spezielles Produkt vom VDE oder ähnlichen Organisationen beglaubigte
>> Tests an Mustern fahren.
>
> Hm...aber eine Platine ist doch schon vergossen, lediglich die "Pads"
> könnte man nach dem löten nochmals übergiessen.

Und gerade bei Chips enden die Anschlüsse an solchen Pads, deren Abstand 
in Luft nicht ausreicht. Diskrete Mosfets für Hochspannung haben 
dasselbe Problem.

Kurz: Man packe alles problematische bezüglich Explosionsgefahr, 
Spannung und Abstand in ein Kunststoffgehäuse und vergieße es. Das 
entschärft viele Probleme. Die Bauteileindustrie (z.B. bessere 
Folienkondensatoren oder Netzfilter) macht es vor, wie es geht. Dort ist 
es gängige Praxis.

Es ist allerdings für den Hobbyisten nahezu unmöglich, das Gießharz ohne 
Mikro-Lufteinschlüsse (= Brandbeschleuniger, Isolations- und 
Festigkeitsminderer) zu verarbeiten. Dazu braucht es Vergüsse unter 
Temperatur, zunächst Vakuum und zuletzt Überdruck gemäß den Anweisungen 
der Gießharzhersteller. Man wird also bei der Qualität nicht 
berechenbare Abstriche machen müssen. Viel (Volumen um die Bauteile) 
dürfte aber hier viel helfen.

Autor: michael_ (Gast)
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Du kennst doch das Flachband-Hosenträgerkabel.
Ich glaube, das ist bis 250V spezifiziert.
Also den Abstand kannst du nehmen.

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