Guten Tag liebes Forum, für ein Projekt in meinem Studium möchte ich eine Leiterplatte designen, die für Mittel-/bzw. Hochspannung (HV) von bis zu 7kV geeignet ist (Nach meiner Erfahrung wird meist Hochspannung, bzw. HV gesagt, auch wenn es eigentlich Mittelspannung ist). Mein Problem dabei ist, dass die Formeln und Tabellen zur Auslegung der Leiterbahnbreite immer über den Strom arbeiten. Der Strom in meiner Anwendung wird aber nicht größer als 10mA bei 5kV, bzw. 1mA bei 7kV. Durch die hohe Spannung bei dem 5kV Beispiel, wird dadurch leider dennoch 50W freigesetzt. Dazu werden diese 50W an einem Hochspannungswiderstand verbratet, also fast komplett in Wärme umgewandelt. Sinnige Formeln, zum berechnen dieser Problematik habe ich leider noch nicht gefunden. Über einen Tipp, in welcher Norm in welchem Abschnitt, oder in welchem Forumbeitrag dies behandelt wird, wäre super. Am liebsten gerne auch direkt Formeln mit Quellen, dass ich selbst weiter recherchieren und rechnen kann. Danke im voraus Philip
Philip R. schrieb: > Mein Problem dabei ist, dass die Formeln > und Tabellen zur Auslegung der Leiterbahnbreite immer über den Strom > arbeiten. Das liegt daran, dass die Leiterbahnbreite den maximalen Strom begrenzt und der Leiterbahnabstand die maximale Spannung.
Philip R. schrieb: > Guten Tag liebes Forum, > > für ein Projekt in meinem Studium möchte ich eine Leiterplatte designen, > die für Mittel-/bzw. Hochspannung (HV) von bis zu 7kV geeignet ist (Nach > meiner Erfahrung wird meist Hochspannung, bzw. HV gesagt, auch wenn es > eigentlich Mittelspannung ist). Dann sag einfach "bis 7kV" > Mein Problem dabei ist, dass die Formeln > und Tabellen zur Auslegung der Leiterbahnbreite immer über den Strom > arbeiten. Was nur logisch ist. Denn die Spannung ist dabei vollkommen egal. > Der Strom in meiner Anwendung wird aber nicht größer als 10mA > bei 5kV, bzw. 1mA bei 7kV. Durch die hohe Spannung bei dem 5kV Beispiel, > wird dadurch leider dennoch 50W freigesetzt. Aber nicht auf der Leiterbahn, sondern in deinen Widerständen. > Dazu werden diese 50W an > einem Hochspannungswiderstand verbratet, also fast komplett in Wärme > umgewandelt. Sinnige Formeln, zum berechnen dieser Problematik habe ich > leider noch nicht gefunden. Du bist ein richtiger Akademiker. Du suchst selbst dann Probleme, wenn keine da sind ;-) > Über einen Tipp, in welcher Norm in welchem Abschnitt, oder in welchem > Forumbeitrag dies behandelt wird, wäre super. Am liebsten gerne auch > direkt Formeln mit Quellen, dass ich selbst weiter recherchieren und > rechnen kann. Jaja, immer schön normkonform bleiben. 7kV sind harmlos, da muss man nicht sooo viel beachten. Auch nicht, wenn da 50W verbraten werden sollen. Klar, man macht da keine 0,1mm Beiterbahnen, dann auch bei 7kV kann schon Coronaentladung einsetzen, denn das ist eine Frage der Feldstärke, nicht Spannung. So grob und einfach wie möglich, so filigran und klein wie nötig. 1mm Leiterbahnbreite und gut. Dafür gibt es keine Norm, nur Wissen, Erfahrung und gesunder Menschenverstand.
Torsten R. schrieb: > Philip R. schrieb: >> Mein Problem dabei ist, dass die Formeln >> und Tabellen zur Auslegung der Leiterbahnbreite immer über den Strom >> arbeiten. > > Das liegt daran, dass die Leiterbahnbreite den maximalen Strom begrenzt > und der Leiterbahnabstand die maximale Spannung. +1
Philip R. schrieb: > Mein Problem dabei ist, dass die Formeln und Tabellen zur Auslegung der > Leiterbahnbreite immer über den Strom arbeiten. Für die Breite ist das ja auch richtig. Du suchst den Abstand (und eventuell ob die Isolation zu anderen Lagen ausreichend ist). Dazu musst du den CTI des Leiterplattenmaterials kennen, und die maximale Höhe über NN (den Luftdruck) unter dem deine Platine eingesetzt werden darf. Bis 2000m reicht bei normalem Epoxy 8mm für 7kV. Klingt wenig im Vergleich zu 230V ~ Isolation nach SELV, aber dort gibt es Überspannungen, bei dir (hoffentlich) nicht, und doppelte Isolation, bei dir wohl nur Funktionsisolierung. Ansonsten solltest du noch Feldstärkenspitzen vermeiden, runde Leiterbahnführung ist besser als eckige.
MaWin schrieb: > Dazu musst du den CTI des Leiterplattenmaterials kennen, und die > maximale Höhe über NN (den Luftdruck) unter dem deine Platine eingesetzt > werden darf. > > Bis 2000m reicht bei normalem Epoxy 8mm für 7kV. Als Kriechweg? Nö. Das passt vielleicht unter optimalen Laborbedinungen. Bei uns rechnet man bei Kriechwegen mit 4mm/kV, wenn diese ungeschützt liegen. Bei vergossenen Baugruppen kann man da deutlich darunter gehen, je nach Anwendung 1-2mm/kV.
Ja moin, erstmal vielen Dank für die schnellen Antworten :). Und ja danke, manchmal brauch man halt einfach mal das Brett vor dem Kopf, wenn man in der eigenen Arbeit zu tief drin vertieft ist. Warum auch immer war meine Physikalische Welt verdreht und ich habe angenommen, dass überall die gleiche Leistung verbraten wird. Aber klar, die Leiterbahnen besitzen einen weitaus kleineren Widerstandswert als mein Verbraucher. Und auch vielen Dank für die Tipps zu den Isolationsabständen :). Dann kann es ja weiter gehen.
Die Hochspannung führenden Laser Drucker Leiterplatten geben ein gutes Beispiel wie man solche Designs in die Praxis umsetzt auch wenn die Spannung meist nicht 7kV erreicht. Oft fräst man man Isolierlanglöcher zur Vergrößerung des Kriechabstands. HP vergoß oft die Spannungsvervielfacher Sektionen in CRT Schaltungen. HP verwendete im 141T Mainframe eine nach innen zusammengeklebte "gedruckte Schaltung" als Kabelverbindung. Da war der Abstand der 7kV Leitung auch nur 2-3mm zu den restlichen Leitungen. Es empfiehlt sich die hochspannungsführenden Sektionen der Bord mit geeigneten Isolierstoffen zu versehen. (ob normaler Silikonspray geeignet ist, weiß ich ohne Recherche nicht. Es gibt auch spezielle Isolierlacke zum Schutz exponierter Stellen) Scharfe Leitungsenden, also Lötstellen mit Drahtenden können zu Korona Entladungen führen. Scharfe Ecken sind zu vermeiden. Generell ist es zweckmässig raummässig großzügig mit großen Komponentenabständen zu arbeiten. SMD dürfte definitiv vorteilhaft sein obwohl SMD Cs mit großer Spannungsfestigkeit ein Beschaffungsproblem sein können. SMD Widerstände sind da weniger zu empfehlen wenn es auf Spannungsfestigkeit ankommt und entsprechende Hochspannungswiderstände sind notwendig. Bei ungeschützt hochspannungsführenden Teilen ist ab ein paar kV mit Koronaentladungen zu rechnen. (Ich mußte mal ein Labor-Projekt in der Arbeit mit bis zu 25kV durchziehen und das war ein gewisses Problem. Es wird riechbar Ozon erzeugt. Das lässt sich nur durch Isolierung vermeiden und Fehlen jeglicher offen zugänglicher, punktförmiger spannungsführenden Stellen). Korona wird durch zunehmende Belastung des Netzteils und Geruch erkannt. Je höher die Spannung, desto höher der Korona-Belastungsstrom des Hochspannungs-Versorgungsmoduls.
:
Bearbeitet durch User
Philip R. schrieb: > Über einen Tipp, in welcher Norm in welchem Abschnitt, oder in welchem > Forumbeitrag dies behandelt wird, wäre super. Am liebsten gerne auch > direkt Formeln mit Quellen, dass ich selbst weiter recherchieren und > rechnen kann. E DIN EN IEC 60071-1 scheint hier am besten zuzutreffen. Viel Erfolg und bring niemanden um.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.