Wird es ein Problem geben, wenn ich bei Leiterspannungen fast im Grenzbereich des Leiterbahnabstands bleibe?

Es gibt verschiedene Normen. Einige Unternehmen, für die ich gearbeitet habe, haben behauptet, sie durchlaufen zu haben, und festgestellt, dass ein Abstand von 5 mm für "Netzspannung" alle Fälle abdecken würde. Das ist absichtlich eine Obermenge, daher wird es natürlich weniger strenge individuelle Standards geben.

Wenn Ihr Design 5 mm Platz verträgt, dann tun Sie es und Sie sind fertig. Wenn nicht, müssen Sie einige Zeit damit verbringen, herauszufinden, welche Standards gelten, und sie dann sorgfältig prüfen, um zu sehen, welche Mindestabstände für Ihren speziellen Gerätetyp und Ihre Zielnutzung erforderlich sind. Zum Beispiel haben Haus und Industrie oft unterschiedliche Grenzwerte.

Es gibt mehrere Gründe, warum die Abstandsanforderungen größer sein können, als Sie denken. Die unterschiedliche Bedeutung, die diesen beigemessen wird, hat etwas mit unterschiedlichen Spezifikationen zu tun.

1. Netzspannungsspitzen. Sie sagen, Ihre Netzspannung beträgt 220 V, aber das ist nominal. Mindestens 10 % sind zu erwarten, was es auf 242 V RMS bringt. Die Spitzen davon sind +-342, und das, wenn alles normal funktioniert. In Wirklichkeit können Stromleitungen gelegentlich ziemlich große Spitzen haben. Wie groß, hängt davon ab, woran Sie glauben und vor welcher Wahrscheinlichkeit Sie sich schützen möchten.

2. Berichtigung. Von oben müssen wir an einem guten Tag mit +-342V rechnen. Einige Leitungskreise können jedoch Dinge so koppeln, dass die eine oder andere Spitze auf Masse gehalten wird, sodass die Hochspannung im schlimmsten Fall doppelt so hoch sein kann wie die auf Masse bezogene Leitungsspitze oder in Ihrem Fall 684 V. Ob dies berücksichtigt, erlaubt oder zu einer separaten Kategorie gemacht wird, ist unterschiedlich.

3. Schmutz. Eine perfekt saubere Leiterplatte hat einen ziemlich hohen Widerstand und würde daher selbst bei einem kleinen Spalt nur sehr geringe Leckagen zulassen. Schmutz gehört jedoch zum Leben, und angesammelter Schmutz verringert den Isolationswiderstand erheblich, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit. Sie denken vielleicht, dass 10 MΩ/Quadrat ziemlich gut sind, aber wenn zwei solcher Spuren mit dem 10-fachen Abstand nebeneinander verlaufen, dann haben Sie 10 Quadrate parallel und Sie sind auf 1 MΩ gesunken. Wie dies in einer Spezifikation berücksichtigt wird, ist wiederum unterschiedlich. Wie dreckig ist dreckig? Was sind die Folgen von wenigen 100-µA-Leckströmen? Die Antworten unterscheiden sich und damit auch die Spezifikationen.

Was passieren wird, hängt von der Qualität der an die Platine angelegten Leistung ab. Denken Sie daran, dass 220 V zwar der Nennwert der zugeführten Leistung ist, praktisch alle Stromleitungen jedoch Transienten oder Überspannungen ausgesetzt sind. Dies kann durch Dinge wie Spannungsspitzen verursacht werden, die durch Blitzeinschläge in der Nähe in das Stromnetz induziert werden, Gegen-EMF von großen Motoren (wie Kompressoren an einem Kühlschrank) usw.

Aus diesem Grund wird allgemein empfohlen, teure und/oder empfindliche elektronische Geräte durch Überspannungsschutz zu schützen, der zwischen dem Gerät und der Wandsteckdose installiert wird. Eine Möglichkeit zur Unterdrückung transienter Spannungen ist die Verwendung eines Metalloxid-Varistors (MOV).

Werden Sie eine Art Transientenspannungsunterdrückung in Ihr Produkt einbauen? Wenn nicht, überlegen Sie, was passieren würde, wenn Sie einen Leiterbahnabstand von 1,25 mm verwenden und eine „Spitze“ von 2.000 V in Ihrer Eingangsleistung erscheint. Während man denken könnte, dass die Technik für eine 2.000-V-Spitze übertrieben ist, sollten Sie bedenken, dass Sie wahrscheinlich eine viel, viel größere Spitze haben werden, wenn ein Blitz direkt auf die Stromleitung vor Ihrem Haus trifft.

Das Risiko besteht hier nicht nur darin, dass Ihr Board ausfällt, Sie müssen auch Brandgefahren und das Risiko eines Stromschlags berücksichtigen.