Pistes PCB 8A 230V

[sandrecarpe]

Bonsoir à tous,
Pour mon projet de four à CMS, que j'avais mis en standby quelques temps, je suis en train de faire le PCB de la carte. Sur cette carte, sera branchée une charge de 1700W, la résistance du four, commandée par un triac.
Je m'interroge sur la largeur des pistes et l'isolation nécessaires entre elles. Pour un courant de 8A, les calculateurs que l'on trouve sur un internet me conseil des pistes externes d'au moins 3.5mm. Par contre pour l'isolation entre les pistes, je trouve pas d'information fiable, mais dans tous les cas je vois toujours au moins 2mm d'espacement recommandé pour du 230V.

J'ai limité mon PCB à 10x10cm, sinon le prix pour du 4 couches explose. Il me reste que très peu de place, donc j'aimerais essayé de trouver une solution avec la place restante.

Voici le routage de la partie critique et le schéma associé au triac U4 :
circuit.png
pcb.jpg

Le triac U12 est moins problématique, beaucoup moins de courant le traverse.

La zone 1 est la superposition d'un plan sur la face TOP et d'un plan sur la couche interne n°1. La zone la plus étroite est de 2.5mm.
La zone 2 est la superposition d'un plan sur la face BOT et d'un plan sur la couche interne n°2. La zone la plus étroite est de 2mm.

Les pistes bleues foncées sont sur la face BOT et les pistes rouges sur la face TOP

L'isolation entre les couches externes et internes n'est elle pas trop faible ? (La connexion entre J10 et J2 par exemple)
Est-ce une bonne idée de superposer les plans comme ça ?
Comment on peut avoir 2mm d'isolement sachant qu'entre deux pads du triac il y a même pas 1mm ?

Merci pour vos conseils
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[DAUDET78]

Pour éviter les questions de ce genre, je propose toujours le relais statique (avec cosses à vis ou Faston) . par exemple : https://fr.farnell.com/panasonic-ele...15a/dp/1858434

[omega.067]

bien le bonjour
et ton connecteur J2, il est prévu pour supporter sans broncher, les 8A quasi en permanence ??
Michel

[Vincent PETIT]

Salut,

Pour un courant de 8A, les calculateurs que l'on trouve sur un internet me conseil des pistes externes d'au moins 3.5mm.

Ça dépend surtout de ce que est prés à accepter pour la température de la piste. Sur des calculateurs de ce genre : Digikey et 4pcb si tu les configures avec un courant de 8A, épaisseur de cuivre d'une couche extérieure FR4 de 35µm, température de la piste à 20°C, température ambiante de 25°C ça te donne un largeur de piste mais c'est sous entendu que tu considères que la piste sera à 25°C + 20°C = 45°C et que tu as tout prise en compte dans ton étude thermique (à mettre en regard de la température de service des condensateurs électrolytiques à proximité par exemple). Se pose la question de mettre ou non le soldermask sur ces pistes au cas où elles monteraient trop haut en température ?

Par contre pour l'isolation entre les pistes, je trouve pas d'information fiable, mais dans tous les cas je vois toujours au moins 2mm d'espacement recommandé pour du 230V.

Ce genre d'info se trouve dans les normes de sécurité électrique EN 60950 (matériels électriques de traitement de l'information) ou EN 61010 (matériels électriques de mesurage, de régulation et de laboratoire) ou EN 60335 (matériels électrodomestiques et analogues) etc...

Ces normes traitent de deux types d'isolations :

source : https://www.astuces-pratiques.fr/ele...que-parametres

L'isolation dans l'air donc en ligne droite caractérise la distance entre deux broches d'un connecteur ou la distance entre la partie bobine d'un relais et les lames de contacts par exemple tandis que l'isolation de la ligne de fuite est assimilable à la distance que devrait parcourir le courant si il courrait sur la surface du PCB. Sur l'image ci dessus on distingue bien ce qu'est la ligne de fuite par rapport à la distance d'isolation dans l'air.

Exemples dans la EN 61010 :

- Pour un circuit imprimé, il doit y avoir une distance de 0.6mm entre phase et neutre dans une même couche intérieure (la distance est faible car l'isolant n'est pas l'air dans une couche intérieure) l'autre exigence c'est que si les conducteurs phases et neutre ne sont pas sur les mêmes couches il doit y avoir au moins deux couches les séparant. Par exemple, une piste sur Top et l'autre sur Bottom.
- Distance de ligne de fuite dans le cas les pistes secteurs sont sur une couche extérieure (top ou bottom) = 3mm et la distance d'isolation dans l'air = 1.8mm pour une tension de 300V_RMS (c'est la valeur de la tension à choisir lorsqu'on parle du 240V secteur en France) degrés de pollution 2 et groupes de matériaux isolants I, II et III

Concernant J2 (d'après ma norme qui est exigente) :
Le pas entre deux bornes devrait être d'au moins 1.8mm + fentes entre les deux pour créer une ligne de fuite de 3mm ou alors le pas entre deux broches est de 3mm ce qui règle immédiatement le problème. D'après la grille de ton outil de CAO j'ai l'impression que l'entraxe du connecteur J2 est ok. Comme le fait remarquer omega.067 il faut s'assurer que le connecteur tient un tel courant.

Pour le PCB :
Je ne vois pas bien sur l'image mais pour respecter l'isolation si deux pistes secteurs se coupent il faut qu'un l'une soit sur top et l'autre sur bottom ou alors respecter une distance de 0.6mm si elles sont sur une même couche interne. Je crois que c'est ce que tu expliques dans ton message.

Comment on peut avoir 2mm d'isolement sachant qu'entre deux pads du triac il y a même pas 1mm ?

Concernant l'isolation du triac, si tu regardes bien le brochage page 3 https://www.mouser.fr/datasheet/2/23...06-1150459.pdf tu verras que les mains terminals sont les pins 4 et 6 et elles sont éloignées de 2x 2.54mm (2.54mm entre la broche 4 et 5 et à nouveau 2.54mm entre 5 et 6) la distance d'isolation de 1.8mm dans l'air est largement respectée. Pour la distance de ligne de fuite c'est plus subtil, pour que la tension arrive à passer il faut qu'elle parcours une distance de 2.54mm de la broche 4 à la broche 5, puis qu'elle parcours l'épaisseur de la broche 5 qui fait 0.5mm puis à nouveau 2.54mm pour atteindre la broche 6. D'un point de vu personnel, je trouve que ce dernier point est très litigieux pour la norme EN 61010 et c'est un coup à se faire jeter le jour de la certification, j'opterai pour une découpe dans le PCB ou bien un isolant.

Voir ce document très intéressant :https://www.infineon.com/dgdl/Infine...3d20e0cbf017fe
Va voir les petits schémas directement aux pages : 6, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 31 et 32 je trouve qu'ils parlent d'eux mêmes en ce qui concerne l'attention a porter aux lignes de fuites et isolations dans l'air (par moment on pourrait vite se faire avoir)

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[USMC]

Bonsoir,

Et ce genre de Triac ? https://www.tme.eu/fr/details/bta25-...roelectronics/

Ça devrait résoudre quelques soucis non ?

[sandrecarpe]

Merci pour vos réponses
Magnifique exposé Vincent, toujours de superbes réponses. C'est exactement ce que j'avais besoin de savoir !

Du coup j'ai viré les "doubles plans", et j'ai choisis un boitier TO3P pour mes triacs. J'ai vérifié les différentes distances entres les pistes, tout me semble ok.
Pourquoi pas de boitier RD91 ? Ca fait un peu moins "intégré", question de goût pour le coup

La grille sur la photo présente un pas de 2mm :


Merci beaucoup !