Netzspannung auf der Leiterplatte

Ich muss schnell einen Prototyp als Proof of Concept erstellen. Ist es sicher, ein Netz (UK 230V) auf einem Stripboard zu verwenden ? Es wird zu einem Transformator gehen, damit ich ein Gerät steuern kann. Oder sollte ich dafür eine benutzerdefinierte Leiterplatte entwerfen?

"Ist es sicher?" kann nicht beantwortet werden, da Sie nicht genügend Informationen über die Verwendung und das Design der Schaltung angegeben haben und nicht wissen, welches Sicherheitsniveau Sie einhalten möchten.

Also werde ich stattdessen die Frage beantworten:

Wie kann ich einen 230-VAC-Stromkreis auf einem Stripboard sicher prototypisieren?

Beim Prototyp gehe ich davon aus, dass das Projekt nur für begrenzte Zeiträume unter Beobachtung ausschließlich zu Test- und Proof-of-Concept-Zeiten verwendet wird und derzeit und in diesem Zustand nicht für Laien zur Verwendung vorgesehen ist.

Sie möchten schützen:

• Die Benutzer s
• Die Ausrüstung, an die es angeschlossen ist
• Die Stromleitung
• Die Schaltung selbst

Einige der Dinge, vor denen Sie sich schützen möchten, sind:

• Kurzschlüsse
• Über aktuelle Bedingungen
• Schockgefahren
• Feuergefahren
• Beschädigung des Stromkreises und anderer angeschlossener Geräte

Durch die Verwendung von Sicherungen in den Steckern, die Sie wahrscheinlich an Ihrem Standort verwenden, sind Sie bereits vor den meisten Kurzschlüssen unter den aktuellen Bedingungen und vor Brandgefahr geschützt. Wenn nicht, stellen Sie sicher, dass Ihr Netzteil Sicherungen mit angemessener Nennleistung enthält. Da Sie nur begrenzte Informationen über die Schaltung selbst und deren Anschluss gegeben haben, kann ich Ihnen nicht viele Ratschläge zum Schutz der Schaltung und des Geräts geben, mit dem sie verbunden ist. Darüber hinaus ist keines davon durch die Verwendung von Stripboard oder einer benutzerdefinierten Leiterplatte betroffen. Sie haben mehr mit dem Design und der Verwendung der Schaltung zu tun als mit der Herstellungsmethode.

Die Hauptfrage hier scheint zu sein, ob die Verwendung von Stripboard für hohe Spannungen sicher ist.

Kurz gesagt, ja, es ist in Ordnung - insbesondere für Prototyping-Zwecke, wie oben beschrieben.

In Kürze:

Die Durchschlagspannung für Luft beträgt ca. 3 Megavolt pro Meter. Eine 230VAC-Leitung wird in RMS-Spannung angegeben. Die Spitze-Spitze-Spannung beträgt tatsächlich etwa 325 V. Bei einer Unterbrechung von 3 MV / m können 325 V Lücken von etwa 0,1 mm überbrücken. Dies bedeutet, dass unter allgemeinen Betriebsbedingungen der Spalt zwischen benachbarten Streifen in einem Streifenbrett mehr als ausreichend ist, um das Potential ohne Kurzschluss oder Funkenbildung aufrechtzuerhalten.

Wenn der Prototyp die HI-POT-Tests bestehen soll, die CE und UL erfordern, müssen Sie sich auch vor 3-kV- oder 4-kV-Spannungsspitzen schützen. Dies bedeutet, dass Sie einen Abstand von 1 mm bis 1,4 mm zwischen benachbarten Streifen benötigen - einige Stripboards haben einen ausreichenden Abstand, andere nicht. Sie müssen das Board selbst und seine Spezifikationen überprüfen, um herauszufinden, ob es diese Anforderung erfüllt. Alternativ können Sie isolierende Epoxide über den Schienen verwenden und überall dort, wo diese Leitungen nahe beieinander liegen, solange das Epoxy für höhere Durchschlagspannungen als Luft ausgelegt ist.

Wenn der Benutzer mit dem Stromkreis oder Knöpfen, Gehäusen oder angeschlossenen Teilen in Kontakt kommen soll, muss der Benutzer weiter von der Wechselstromleitung isoliert sein. Die meisten Geräte verwenden einfach Kunststoff und erlauben dem Benutzer niemals, mit Metallteilen in Kontakt zu kommen. Freiliegende Metallteile sind im Allgemeinen geerdet. Abhängig von den Anforderungen kann es erforderlich sein, dass Geräte mit freiliegenden Metallteilen einen FI-Schutzschalter im Netzkabel haben.

Stellen Sie daher sicher, dass der Prototyp angemessen gekapselt ist und alle Benutzeroberflächen oder zugänglichen Teile von den Stromleitungen isoliert sind.

Wenn Ihr Stromkreis einen isolierten Abschnitt mit geringer Leistung hat (z. B. Mikrocontroller-Steuerung usw.), sollten Sie ähnliche Trennungslücken zwischen dem isolierten Stromkreis und dem Stromkreis haben. Auch hier mag 1 mm klein erscheinen, daher sollte es kein Problem sein, aber ich bevorzuge eine noch größere Isolation bei Prototypen, damit das Testen und Debuggen einfacher und sicherer ist.

Wenn möglich, verwenden Sie bei allen Tests einen Trenntransformator - dies erspart Ihnen viele Kopfschmerzen und einige Gefahren.

Einfache Antwort ist nein. Sie sollten eine benutzerdefinierte Leiterplatte erstellen und die Entwurfskriterien sorgfältig prüfen.

Für eine bestimmte Spannung müssen Mindestabstände zwischen den Leiterplattenschienen eingehalten werden. Beachten Sie, dass 230 V eine Spitzenspannung von 325 V von Spitze zu Spitze haben. Wenn mein Gedächtnis dient, sollten die Spurabstände ungefähr 3 mm betragen. Man sollte das überprüfen, da dies eine Schätzung ist. Der Mindestabstand zwischen den Schienen auf dem Stripboard beträgt deutlich weniger als 3 mm! Es ist ungefähr 1/2 mm.

(Wusste, dass jemand dies bereits getan hätte): Kriechstrecke für Leiterplatten, die mit Netzspannung Wechselstrom umgehen?

Wenn Sie die Streifen abziehen, um eine Grenze zwischen Niederspannungs- und Hochspannungskreisen (sowie zwischen stromführendem und neutralem Stromkreis) zu schaffen, die Netzverkabelung zu verstärken und die richtige Sicherung zu verwenden, ist dies wahrscheinlich in Ordnung.

Verwenden Sie ein Relais mit Spulenanschlüssen an einem Ende und allen Schaltkontaktanschlüssen am anderen Ende (z. B. Serie JW1 von Panasonic).

Ich habe erfolgreich die nordamerikanische Wechselspannung (120 VAC) auf dem Stripboard verwendet (wir nennen es "Veroboard"). Ich halte dies für sicher, wenn Sie mindestens einen nicht verwendeten Streifen zwischen jedem AC-Netzstreifen und ZWEI ODER MEHR unbenutzte Streifen zwischen einem der AC-Netzstreifen und einem anderen Stromkreis haben.

Beachten Sie, dass diese Bedingungen den für den Abstand angegebenen Mindestabstand erfüllen. Durch Auftragen einer Schutzschicht kann die Mindestkriechstrecke eingehalten werden.

In der Praxis scheint es gut zu funktionieren. Wir verwenden Schraubklemmen mit einem Stiftabstand von 0,2 Zoll. Dadurch erhalten Sie automatisch einen nicht verwendeten Streifen zwischen den Stiften.

Ich werde oft Erdung auf den Klemmenblock setzen. Die Pin-Reihenfolge wird dann: (am nächsten am Rand des Bretts) Live, Neutral, Erde, andere Dinge (jetzt in Richtung Mitte des Bretts).

Beachten Sie, dass die Kupferstreifen auf dem Stripboard NICHT für die Übertragung erheblicher Strommengen geeignet sind. Es ist in Ordnung für Dinge wie AC-Nulldurchgangsprobe und Spannungsmessung, aber NICHT in Ordnung für die Handhabung einer 15A-Last.

Wenn Sie in Großbritannien keine Leiterplatte ätzen möchten, können Sie dieses Produkt von dem guten alten Maplin ausprobieren:

http://www.maplin.co.uk/p/veroboard-copper-dil-stripboard-381x2146mm-fl17t

Etwas billiger bei RS, aber denken Sie daran, die Mehrwertsteuer hinzuzufügen:

http://uk.rs-online.com/web/p/stripboards/1595420/

Ich glaube, der Hersteller nennt es Verostrip (im Gegensatz zum Namen Veroboard für das normale Stripboard).

Es handelt sich im Grunde genommen um ein Stripboard mit einer Spurlänge von nur 15 Löchern, wobei jede Spur in der Mitte unterbrochen ist und Sie Paare von Spuren mit jeweils nur 7 Löchern erhalten. Die Idee ist, dass Sie DIL-ICs darauf montieren oder eine Schaltung direkt von einem Steckbrett übertragen können.

Der 2,54 mm Abstand in der Mitte sollte Ihnen eine angemessene Trennung zwischen Live und Neutral bieten. Sicher einfacher als ganze Tracks von einem normalen Stripboard herauszureißen, wie andere vorgeschlagen haben.

Die kurze Spurlänge verringert das Risiko, eine Live-Spur zu berühren. Achten Sie jedoch darauf, dass sie während des Gebrauchs nicht berührt werden können.

Wenn es sich nur um einen schnellen Hack handelt und nicht viele Komponenten enthält, sollten Sie Klemmenblöcke verwenden. Weniger riskant als ein Streulot, das das Stripboard überbrückt.

Ich würde mir keine Sorgen über Lücken zwischen den Spuren machen - wenn Ihr Board trocken und sauber ist, ist nur 1 mm eine ausreichende Lücke, sodass es in Ordnung wäre, zwei Spuren mit 2-3 nicht verwendeten Spuren zwischen ihnen zu betreiben.

Die wirkliche Gefahr besteht darin, 230 V auf der ganzen Linie ohne Isolierung zu haben. Die Wahrscheinlichkeit, dass etwas Leitfähiges die Drähte berührt, steigt mit ihrer Länge. Wählen Sie die kürzesten Leitungen aus, die für das 230-V-Teil erforderlich sind. Sie müssen sehr vorsichtig löten, insbesondere in der Nähe des 230-V-Bereichs, und isolierte Drähte für lange Verbindungen verwenden. Außerdem würde ich meine Hände nicht in die Nähe dieses Dings legen, wenn es mit Strom versorgt wird.

PS. Oh, und vergessen Sie nicht, für alle Fälle eine Sicherung zu verwenden! (Für beste Ergebnisse sollte die Sicherung vor der Platine liegen, z. B. in einem Power-Akkord).