了解基本的设计经验知识,成为“设计达人”.doc
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1、了解基本的设计经验知识,成为“设计达人”“有些同学反馈,胡老师介绍的是很多PCB设计知识。是的,这些不仅仅是PCB设计师需要掌握的知识,也是硬件设计者必须要了解和掌握的经验知识。硬件工程师设计作品的具体展现方式之一就是PCB。不论PCB板子具体由谁设计,是要交付到用户手中的实物。在这上面如果暴露有任何问题或缺陷,硬件设计者都是直接相关人,而且通常是第一责任人。”一个硬件设计工程师,只有熟知这些基本经验知识和PCB设计规则,运用到设计过程中,才能够成为真正的硬件设计大咖。同时,真正的PCB设计大咖也要是硬件设计高手。了解基本的设计经验知识,成为“设计达人”。1、电气间隙和爬电距离安全规范中的两个
2、基本概念和规则正规的电子产品需要满足各种不同的标准和规范要求,有些需要通过特别机构认证才允许销售。最常见的有EMC/EMI规范和安全规范。没有标准要求、没有规范特性、没有质量保证的产品是比较容易做出来的,因为可能连基本设计都没有,就是模仿copy他人的产品。这样的产品说实话是没有客户的。电子设备的安全距离包括电气间隙(空间距离)、爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离。电气间隙Cl(Clearance):在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下,通过空气能实现绝缘的最短距离。这个电气间隙之间承受有较高电压,与老化现象无关。爬电距离Cr
3、(Creepage Distance):沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。如果是圆形带电区,其半径即为爬电距离。电子设备总会处于有灰尘,甚至潮湿等工作环境中。这个爬电距离要求,有时候也被称作防污要求。爬电距离:爬的意思,可以看做一个蚂蚁从一个带电体沿着绝缘体表面爬行到另一个带电体必须经过的最短路程。电气间隙可以看成是一个带翅膀的蚂蚁飞过去的最短距离。电气间隙的大小决定了电气间隙能承受的过电压。当过电压值超过某一临界值后,此电压很快就引起电击穿。因此,确认电气间隙大小必须以设备可能会出现的最大的内部和外部过电压(脉冲耐受电压为依据)。在不同场合使用同一电
4、气设备或运用过电压保护器时所出现的过电压大小各不相同。需要查阅标准/规范来确定设计规则,以保证产品满足标准要求。实际设计中要考虑最糟情况来决定确定设计规则。因为测试的时候会对内部零件施加10N力,外壳也施加30N力,以减少其距离,模拟最糟的情况,来验证空间距离是否符合标准规定。设计时要同时考虑电气空间距离和表面距离,必须满足电气间隙和爬电距离这两者的要求。一般来说,爬电距离要求数值比电气间隙的数值要大。爬电距离和绝缘形式(基本绝缘、辅助绝缘、加强绝缘、双重绝缘、或各绝缘组合)、电压的大小、污染等级、材料CTI特性以及表面形状有关。根据这些条件来查表确定出设计规则。通常可以采用开槽的方式(槽宽要
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