Сегодня у меня статья не просто так, а как говорится "на тему" и речь пойдет об одной, но почему-то часто встречающейся ошибке, причем ошибке не только новичков, а и вполне опытных инженеров.
Скажу сразу, пост писался никоим образом не ради хейта, а скорее безопасности для и поверьте, тому у меня есть свои веские и объективные причины.

Напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт

Также подписаться на обновления и новые статьи можно в телеграм канале - https://t.me/KirichBlog

Вообще тема данной статьи уходит корнями в очень далекое время, по крайней мере минимум в 2008 год, когда на одном известном сайте я увидел пример реализации блока питания. Да, там вверху написано именно ИПБ, что это такое знает наверное только автор, потому как лично я знаю только две похожие аббревиатуры, ИИП (Импульсный Источник Питания) и ИБП (Источник Бесперебойного Питания), но то уже ерунда, аббревиатуры для того и придуманы чтобы писать их так, как удобно авторам... (сарказм)


По поводу особенностей схемы тема вообще третья и в данном случае никакого отношения к проблеме не имеет, по сути схема вообще не обязана работать, мы сегодня говорим на другую тему, тему трассировки.
Так вот у автора там приложена трассировка, которую до сих пор может скачать каждый желающий.

Ключевых особенностей здесь три:
1. Если посмотреть на трассировку внимательно, то можно увидеть что токоведущие дорожки горячей и холодной части проходят на крайне близком расстоянии друг к другу.
2. Данная ошибка никоим образом не влияет на работоспособность устройства, но опасна для того, кто будет ее соирать и потом эксплуатировать это устройство.
3. Трассировка выложена в общий доступ.


Если присмотреться внимательно, то можно увидеть насколько маленькое расстояние между токоведущими дорожками, масштаб на чертеже 1.27мм.
Слева выделена дорожка "горячей" стороны, справа "холодной".
На самом деле понять где какие дорожки здесь довольно сложно, потому как не указаны места где стоит компоненты, но в любом случае видно, что на плате принципиально нет никаких заметных зазоров, а выход справа, видны места под установку ёмких электролитов.


Я тогда поднял эту тему на форуме, автор долго тупил и писал что-то типа - мое дело придумать, схема ведь работает, я уже два блока собрал, все отлично и т.п.
Через некоторое время данный автор (ник его найти думаю не очень сложно) опять предложил использовать его творение, на что получил мой и Бородача ответ. Кстати был разговор чтобы админы убрали его творение с сайта, но почему не убрали, не знаю.


И вот, спустя 15 лет ютуб в рекомендованных подкидывает мне видео о зарядном устройстве, а так как я интересуюсь подобными вещами, то решил посмотреть.


И здесь меня посетило некое чувство Дежавю. Я опять вижу потенциально опасную трассировку, на что спрашиваю автора, где он учился так платы трассировать и знает ли он что его плата небезопасна.
К сожалению автор удалил ту небольшую ветку комментариев и теперь мне доступны только скриншоты. В данном случае переписка не являлась личной, потому думаю что вполне могу ее выкладывать.


Вообще сначала я заметил странность на видео, но подумал что возможно показалось, хорошо у автора в общий доступ выложен архив, где есть трассировка в спринте.


Здесь я выделил соседние дорожки, вверху Г-образная это первичная часть, остальное, выход, причем большой участок идущий параллельно
то выходная земля зарядного.


Если посмотреть ближе, то видно что при масштабной сетке 1.27мм расстояние между дорожками будет около 0.9мм, изначально я написал автору про 0.7мм, но смотрел бегло, впрочем это ничего не меняет.


Ключевая проблема здесь та же что была показана в самом начале. Дело в том, что пробивное напряжение принято считать около 1мм=1кВ, т..е при зазоре 0.9мм пробить может уже при 900 вольт, причем это речь о пробое по сухой и чистой основе, а если стоит вентилятор и гонит пыль, а потом устройство попадает допустим в гараж (это ведь зарядное), где влажность, то пробить может и при гораздо меньшем напряжении.

Что-то примерно такое я написал автору, на что получил ответ, где автор также упомянул "большинство заводских устройств", но просьбу привести для примера хоть одно проигнорировал. Хотя я знаю минимум одно заводское устройство с подобной проблемой и в конце его вам покажу.


К сожалению мои ответы уже недоступны, но в ответ я написал что мне делать за кого-то работу нет ни академического ни практического интереса, т.е. профит от данного действия стремится к нулю.
Автор видимо решил что под словом "профит" я имею в виду деньги, хотя это совсем не так и я позже к этому еще вернусь.


Что же мы по сути имеем, давайте разбираться на примере типовой схемы блока питания.
Чаще всего у блока питания (а мы именно о нем говорим) есть три узла, которые связывают "опасную" и "безопасную" части:
1. Трансформатор, иногда их два, например силовой и гальванической развязки
2. Y-конденсатор, опять же, иногда их бывает несколько, причем иногда их даже ставят два последовательно для повышения уровня безопасности, пример - блоки питания для медицинского оборудования.
3. Узел обратной связи, чаще всего оптрон.


При этом оговариваются и величины напряжений, которые должна выдерживать изоляция, для бытового класса чаще всего это 2хМООР, для медицинского соответственно 2хМОРР.
При этом ниже в табличке указаны минимальные зазоры и напряжение изоляции, причем для двух вариантов, условно, плата куда может попадать пыль и плата в чистых условиях, упрощенно, первое это открытый блок питания или блок питания с вентилятором, а второе это блок питания в полностью закрытом корпусе.
Есть также множитель 1х, он используется для требований к изоляции на заземленный корпус.

Т.е. мы имеем условно бытовой блок, работающий в открытом корпусе, соответственно изоляция должна выдерживать 3кВ, а минимальный зазор должен составлять 5мм. И речь здесь именно о минимальных значениях, если можете сделать больше, то делайте, хуже точно не будет.
Чаще всего минимальный зазор получается под оптроном, причем считается зазор не между центрами отверстий для выводов, а ближайшими краями площадок, т.е. к примеру типовое расстояние между выводами оптрона РС817 составляет 7.5мм, контактная площадка диаметром 2мм, соответственно если ставить его "как есть", то получим расстояние 5.5мм, что получается почти впритирку.
Для увеличения пути прохождения тока используют либо другой тип оптронов, либо делают больше расстояние между выводами, я обычно делаю на 1.25мм больше. Еще сильно помогает прорезь в текстолите в наиболее опасных местах.

Пример блока питания под медицинские цели есть в обзоре Meanwell RPS-120-27


А теперь давайте посмотрим примеры.
Для начала фирменный блок питания Meanwell EPP-100-12, на фото видно место установки трансформатора и Y-конденсатора.


На дополнительной плате установлены оптроны, причем как я писал выше, с увеличенным расстоянием между выводами, мало того, под ними еще и прорезь есть.


Идем дальше, менее именитая фирма Sanmim, блок GPT70A-12
Здесь мы видим абсолютно ту же самую картину, большое расстояние между компонентами и защитные прорези.


Еще один блок питания, скорее всего также фирменный, куплен как БУ, обзор есть, но честно говоря лень искать, эти и другие фото собственно взяты из моих обзоров.
Здесь двойной Y-конденсатор, защитные прорези и большие расстояния, причем этот блок явно предназначался для установки в закрытый корпус.


Но давайте усложним ситуацию, возьмем откровенно китайские блоки питания и здесь под "китайскими" я понимаю что-то совсем безымянное
Здесь мы видим решение проще, но тем не менее расстояние между контактами явно больше 5мм.


У блоков с чуть лучшим качеством ситуация аналогичная, но здесь уже появляются защитные прорези.


У второго блока питания на фото выше имеется другая проблема, там применен не Y-конденсатор, а обычный высоковольтный, что также плохо и я об это уже рассказывал в одном из видео и в статье.


Теперь немного о грустном, у некоторых китайских блоков питания все таки есть проблемы, как пример, "народный" блок питания.


Китайцы почему-то протупили и сделали маленькое расстояние. Да, они попытались добавить защитную прорезь, но если бы они ее продлили, а точнее соединили вместе две прорези, то было бы нормально, но увы.


Правда стоит сказать, что в первой ревизии расстояние было еще меньше, в новой они просто уменьшили ширину дорожки, соответственно увеличив расстояние.


Закономерный вопрос, а почему я показываю только заводские решения. Не вопрос, покажу свои.
Для начала зарядное для 24 вольт батареи, ток заряда до 8 ампер, мы их ставили в бесперебойники когда в Украине были веерные отключения.
Да, это было 20 лет назад, о чем свидетельствует дата последнего редактирования файлов. и да, здесь хватает своих косяков, но к безопасности уж точно вопросов нет, в самом узком месте расстояние около 6.5мм, при том что выход был заземлен!


Еще один пример простенького блока питания, о нем я рассказывал здесь.


Кстати кто-то в моей теме выложил свой вариант трассировки, как вы думаете, он безопасен?


Этот блок питания изготавливался фактически серийно, здесь также можно оценить расстояние между первичной и вторичной стороной



Но у меня конечно также были ошибки, ибо не ошибается только тот, кто ничего не делает.

Это также ЗУ для источника бесперебойного питания, также изготавливалось серийно, разрабатывалось примерно в 2001 году и вот здесь есть косяк, который я признаю, расстояние между первичной и вторичной стороной было всего около 4мм, маловато.


Второй пример просчета несколько сложнее, это первичный блок питания моего рабочего ЛБП.
На первый взгляд всё нормально, расстояние между первичной и вторичной стороной явно больше 5мм.


Но всё испортил винтик крепления радиатора, потому как пробой может быть через него. Вообще радиаторы добавляют проблем и это также следует учитывать, в упрощенном варианте считаем сумму расстояния до паразитного проводника (радиатор, крепеж) и от от него, она должна быть больше 5--6мм.
Кстати, на скриншоте видна надпись на плате, так вот она иногда также может доставить проблем, найдите выше фото трассировки которую мы обсуждаем и ответьте на вопрос, что не так с надписью на ней, так сказать задание на внимательность.


А вот теперь я отвечу на свой же вопрос насчет заводских устройств где не соблюдены меры безопасности.
И здесь я могу сказать, что пока мне вроде попалось только одно подобное устройство (китайские девайсы не в счет, там отдельная тема), причем устройство из серии пром автоматики, Автомат ввода резерва.
Я в конце обзора много рассказывал о его проблеме, не знаю как сейчас, производитель исправил трассировку или нет.


Ну и "красота" в том же устройстве, синим отмечена "холодная" сторона, красным цепи непосредственно связанные с входным напряжением, оранжевым с нейтралью сети при корректном подключении.


Причем как я тогда писал, проблема оказалась не гипотетической, а вполне реальной, из-за которой я остался без некоторого количества своего оборудования.


Иногда встречаются просчеты где человек вроде сделал всё нормально, но потом сделал лажу и не заметил. Т.е.сначала сделал нормальное расстояние и защитную прорезь, но в конце забыл что общий полигон проходит рядом с контактами (фото с хабра).


Собственно в чем вся суть посыла и зачем я вообще запилил данный пост.
Всё предельно просто. Я могу нормально отнестись к неправильно работающей схеме, к тому что она проработает не 10к часов, а всего 100, даже что она вообще не будет работать, но в любом случае устройство должно быть безопасным, это непреложная истина, БЕЗОПАСНЫМ и точка!
Но еще хуже, когда вы своей поделкой делитесь с другими, причем зачастую с еще менее опытными зрителями/читателями.

Знаете как они видят вашу трассировку, которую некоторые авторы предлагают "доработать самому"?
Да, я не шучу, именно так и выглядит ваша плата для неопытного человека, а зачастую так получается, что человек ничего не понимает в схемотехнике, еще меньше в трассировке, но паяльник в руках держать умеет, утюг также дома есть, детали в магазине. Дальше рассказывать?


Собственно под конец повторюсь, ваше устройство может плохо работать, вообще не работать, быть некрасивым, но работать отлично, но главное правило, ваше устройство должно быть безопасным. Автор предложил покрыть плату лаком. Могу сказать, лак помогает лишь частично, порой пробивает даже под слоем уретана.
Примерно то же самое касается людей, который выводят 12 вольт на USB разъемы, пускают 220 по витой паре и т.п, но это тема для другого разговора.

На этом у меня на сегодня всё, надеюсь был не сильно резок, но автор сам просил конструктива, не вопрос, я был максимально конструктивен и никого не хотел обидеть, а тем более захейтить, потому как примеры хейта (не такое произношение, не так снимаю, слишком длинно, слишком коротко) можете увидеть под некоторыми моими роликами. У автора обсуждаемого видео есть хорошие идеи и вообще он делает полезное дело, но безопасность должна быть на первом месте.
Будьте внимательны, человеческая жизнь бесценна, берегите её.