Пример из #automotive про диэлектрический пробой.

В контроллерах управления двигателем (ECU) есть цепь зажигания (ignition): IGBT коммутирует первичку катушки зажигания, а вторичка как трансформатор формирует 0,5–50 кВ для преодоления свечей сопротивления воздуха и поджига смеси.

При трассировке возникает дилемма:
1) делать прямо под дорожкой зажигания полигон земли для экранирования и теплоотвода?
2) опасаться межслойного пробоя и убрать медь вообще?
3) что если оставить землю, но увеличить толщину диэлектрика и вырезать полигон под дорожкой?
Ответ дают расчёты и отраслевые стандарты.

Дано
• 4 слоя FR-4 TG150 1,5мм: препрег между слоями 0,115 мм
• Верхний слой N1: цепь зажигания в пике до 500 В
• Внутренний слой N2: полигон земли
• на сайте нет инфы про удельную прочность FR-4, берем консервативную: 20 кВ / мм
• степень загрязнения: 1

I Расчеты ✅

Напряжение пробоя препрега:

V = E * d = 20 кВ / мм * 0,115 мм = 2,3 кВ

По расчетам имеем 4х запас - это грубая оценка без учета факторов среды. Профессиональным будет обратиться к стандарту для перепроверки.

II Стандарты ✅

Чем конкретнее стандарт под ситуацию, тем точнее учитываются факторы (загрязнение, длительность и величина импульса) и тем меньше выходят spacings/distances. Общие вроде IPC-2221 чрезмерно консервативны. Нам пойдет UL 840. Согласно IPC-2221 потребуется между слоями 0.25 мм (не проходим), но по UL 840 достаточно 0.04 мм (проходим). Напишу про цифры из стандартов позже, пока поверьте.

III Вывод ✅
Проходим с 3-4х запасом по расчетам и стандарту UL 840.

Увидимся через неделю 🙌

| подписывайтесь на @embeddemy
| #automotive #силовая_электроника #пробой_изоляция